大連市大型水庫富營養(yǎng)化狀況及影響因素研究

原 暉

(遼寧省大連水文局，遼寧 大連 116023)

連續(xù)流動注射分析是近年來不斷發(fā)展起來的檢測技術(shù)，將復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)進行模塊化設(shè)計，進而實現(xiàn)了自動、快速并準確地檢測批量樣品[1-3]。與傳統(tǒng)化學(xué)方法相比，連續(xù)流動注射分析技術(shù)具有試劑用量少、自動化程度高、分析時間短等優(yōu)點，在批量樣品檢測中具有不可替代的地位。

大連市的碧流河水庫、英那河水庫、劉大水庫、松樹水庫、朱家隈子水庫均為大連市重要飲用水源地，其水質(zhì)好壞直接影響著兩岸人民的用水健康。近年來，隨著工業(yè)化進程的加快，各種工農(nóng)業(yè)廢水和生活污水任意排放，使得水庫的水質(zhì)逐步惡化并有富營養(yǎng)化的趨勢。因此，對大連市水庫的富營養(yǎng)化狀態(tài)進行評價已經(jīng)迫在眉睫[4]。

1 實驗部分

此次評價以大連市碧流河水庫、英那河水庫、劉大水庫、松樹水庫、朱家隈子水庫2018年4—12月(1—3月冰期無法采樣)的水質(zhì)數(shù)據(jù)為例，采用連續(xù)流動注射分析儀分別對其中的富營養(yǎng)化影響因子總磷、總氮以及高錳酸鹽指數(shù)的濃度進行檢測，儀器的參數(shù)設(shè)置見表1。以高純水分別配制總磷、總氮以及高錳酸鹽指數(shù)的標準曲線溶液，其中各指標的濃度梯度見表2。通過連續(xù)流動注射分析儀對標準曲線溶液進行檢測并對比其實際濃度與理論濃度，進而建立標準曲線，獲得相關(guān)系數(shù)，其結(jié)果見表3。由表3可知，以連續(xù)流動注射方法測定總磷、總氮、高錳酸鹽指數(shù)，測定值與實際濃度值具有良好的線性相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)均超過0.9995，優(yōu)于國家標準所規(guī)定的0.9990。

據(jù)中國黃金協(xié)會最新統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2018年前三季度，國內(nèi)累計生產(chǎn)黃金289.745 t，與去年同期相比，減產(chǎn)23.344 t，同比下降7.46%。其中，黃金礦產(chǎn)金246.842 t，有色原料產(chǎn)金42.903 t。另有國外進口原料產(chǎn)金83.082 t，同比增長34.24%，全國累計生產(chǎn)黃金(含進口料)372.827 t，同比下降0.57%。中國黃金、山東黃金、紫金礦業(yè)、山東招金等十二家大型黃金企業(yè)集團國內(nèi)黃金成品金產(chǎn)量和礦產(chǎn)金產(chǎn)量分別占全國產(chǎn)量(含進口料)的53.44%和43.33%。

表1 連續(xù)流動注射分析儀儀器參數(shù)設(shè)定

表2 標準曲線濃度梯度 單位：mg/L

表3 各指標標準曲線與相關(guān)系數(shù) 單位：mg/L

水庫葉綠素的測定按照《水質(zhì) 葉綠素的測定 分光光度法》(SL 88-2012)進行，透明度則按照《透明度的測定(透明度計法、圓盤法)》(SL 87-1994)進行，綜合連續(xù)流動注射分析儀的測定結(jié)果，得到5座大型水庫2018年4—12月的監(jiān)測數(shù)據(jù)，見圖1。

評分法是一種簡單通用的評價模式，在我國絕大部分水體都有應(yīng)用，已經(jīng)成為驗證其他評價模式的最好驗證對比法。評分值越高說明水體的富營養(yǎng)化程度越嚴重。

2 富營養(yǎng)化評價

由表5和圖2可知，碧流河水庫、英那河水庫、松樹水庫及朱家隈子水庫均為中營養(yǎng)狀態(tài)，而劉大水庫則達到了輕度富營養(yǎng)狀態(tài)。究其原因，大連市這幾座大型水庫所控制的流域內(nèi)產(chǎn)業(yè)基本以農(nóng)業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)為主，而制造業(yè)、建筑業(yè)等規(guī)?；墓I(yè)較少。因此，主要是農(nóng)藥的不合理使用以及生活污水和養(yǎng)殖廢水的任意排放導(dǎo)致了水庫的富營養(yǎng)化[5]。

研究表明，水庫的氮磷比會對水庫富營養(yǎng)化產(chǎn)生重要的影響。浮游植物在發(fā)生光合作用的時候，對于氮和磷的吸收是按照一定的原子比進行的，該比例為16/1，這也是藻類發(fā)生爆發(fā)性生長的必要條件。在藻類長期生長的淡水環(huán)境中，如氮磷比大于7，則磷是可能的限制性營養(yǎng)鹽；相反，當?shù)妆刃∮?時，則氮是可能的限制性營養(yǎng)鹽[6]。基于此種情況，本文分析了大連市5座大型水庫的氮磷比，得到結(jié)果見表6。

具體的賦分標準及分級方法見表4。

圖1 大連市5座大型水庫2018年各指標檢測結(jié)果

表4 營養(yǎng)狀態(tài)評價標準

續(xù)表

按照《中共天津市委天津市人民政府關(guān)于貫徹落實中共中央國務(wù)院關(guān)于加快水利改革發(fā)展的決定的實施意見》中有關(guān)“推進水生態(tài)環(huán)境治理、嚴格落實水環(huán)境屬地管理責任制”的要求，天津市于2013年1月制定印發(fā)了《關(guān)于實行河道水生態(tài)環(huán)境管理地方行政領(lǐng)導(dǎo)負責制意見》。

根據(jù)營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)的計算公式，分別計算出碧流河水庫、英那河水庫、劉大水庫、松樹水庫及朱家隈子水庫的總磷、總氮、葉綠素、高錳酸鹽指數(shù)以及透明度的富營養(yǎng)化指數(shù)，并利用各項指標的富營養(yǎng)化指數(shù)計算獲得各水庫的綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)，所得結(jié)果見表5和圖2。

他，就是哈斯巴彥爾。自2003年以來一直從事食品安全監(jiān)管工作，辦理食品違法案件600余起。2014年隨著食品藥品機構(gòu)改革，他從質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督系統(tǒng)選調(diào)到自治區(qū)食品藥品監(jiān)督管理局食品藥品稽查局（總隊）承擔食品稽查工作。他始終以蒙古族人特有的剛毅、果敢和堅韌，以“拼命三郎”的精神，奮戰(zhàn)在內(nèi)蒙古食品安全監(jiān)管的第一線。近3年來，他帶領(lǐng)食品稽查隊伍，辦理多起涉案貨值上千萬元的大案，成為食品稽查辦案領(lǐng)域的“行家里手”和“領(lǐng)軍人物”，得到各級領(lǐng)導(dǎo)和同志們的一致好評。多次獲得先進工作者和優(yōu)秀共產(chǎn)黨員榮譽。

表5 各水庫綜合營養(yǎng)指數(shù)評價結(jié)果

圖2 大連市5座大型水庫2018年綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)

富營養(yǎng)化是指水體在人類活動或自然條件的作用下，氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)過剩，進而導(dǎo)致水體發(fā)生水質(zhì)污染的一種現(xiàn)象。根據(jù)水利部《地表水資源質(zhì)量評價技術(shù)規(guī)程》的要求，湖庫富營養(yǎng)化的評價采用指數(shù)法，評價項目包括總磷、總氮、葉綠素、高錳酸鹽指數(shù)以及透明度。根據(jù)湖泊(水庫)營養(yǎng)狀態(tài)評價標準及分級方法，依據(jù)各個指標的濃度值，采用線性插值法獲得各個指標的賦分值En，利用下式計算求得營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)EI：

3 氮磷比對水庫富營養(yǎng)化的影響

式中：EI為營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)；En為評價項目賦分值；N為評價項目個數(shù)。

由表6可知，劉大水庫的氮磷比為16.7，與藻類發(fā)生爆發(fā)性生長所需要的16/1最為接近，易發(fā)生富營養(yǎng)化，這個結(jié)果亦與以上結(jié)論中所述劉大水庫是5座大型水庫中唯一發(fā)生輕度富營養(yǎng)化的評價結(jié)果相吻合。另外4座水庫的氮磷比結(jié)果分別為22.5，30.5，23.1及26.7，均大于20，說明另外4座水庫的營養(yǎng)鹽狀態(tài)均為磷限制性營養(yǎng)鹽狀態(tài)。因此，需要嚴格控制此4座水庫的總磷含量，以防發(fā)生富營養(yǎng)化情況。

表6 大連市5座大型水庫氮磷比結(jié)果

分析：本題設(shè)計基于軸對稱，即AB=AC、CD=AD.以邊與邊之間的數(shù)量關(guān)系來控制角的大小，此類問題一般需化歸特殊三角形，常見的特殊三角形有等邊三角形、30°與45°的直角三角形.分析條件存在30°的特殊角，思路自然向等邊三角形轉(zhuǎn)化，即需要構(gòu)造等邊三角形.同時分析問題求∠ACB的大小，由于AC=AB，即求等腰△ABC的頂角∠BAC的大小.

4 季節(jié)變化對水庫富營養(yǎng)化的影響

以評價結(jié)果為輕度富營養(yǎng)化狀態(tài)的劉大水庫為例，分析季節(jié)變化對水庫富營養(yǎng)化的影響，將劉大水庫2018年4—12月綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)隨月份變化的結(jié)果繪制成趨勢圖，見圖3。

圖3 劉大水庫綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)隨月份變化趨勢

由圖3可以看出，劉大水庫4—10月的綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)總體是逐步升高的，在9月和10月達到了峰值，于是9月和10月的劉大水庫也達到了輕度富營養(yǎng)狀態(tài)。而10月以后，綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)呈現(xiàn)下降的趨勢，水庫亦恢復(fù)了中營養(yǎng)狀態(tài)。以上變化特征說明，水庫富營養(yǎng)化與季節(jié)變化密不可分，總體來說，夏季和秋季為富營養(yǎng)化多發(fā)季節(jié)。

總磷和總氮作為水生生物的重要營養(yǎng)物質(zhì)來源，其濃度的升高會直接導(dǎo)致水生生物的過量繁殖，進而使水體中的溶解氧迅速被消耗，造成水體透明度下降、有機質(zhì)上升，高錳酸鹽指數(shù)升高。4—9月，由于光照強度以及光照時間的增加，光合作用增強，劉大水庫在9月到達了各項指標富營養(yǎng)化指數(shù)的峰值。

磁力粘接：樂泰EA 9497是一種用于接合電動機內(nèi)部組件的磁體?，F(xiàn)已證實雙組分環(huán)氧粘合劑是一種可靠材料，在其應(yīng)用領(lǐng)域可長期使用，適用溫度范圍廣(-55～+200 °C)，機械強度高，且具有良好的化學(xué)品耐受性與耐油性。增加了導(dǎo)熱性后，這種粘合劑還能夠?qū)崿F(xiàn)更高效的熱管理。

5 結(jié) 語

本文以連續(xù)流動注射方法對2018年大連市5座大型水庫的富營養(yǎng)影響因子進行了檢測，并以此為依據(jù)對5座大型水庫的富營養(yǎng)化狀況進行了探究。結(jié)果表明，除劉大水庫呈現(xiàn)輕度富營養(yǎng)化狀態(tài)外，碧流河水庫、英那河水庫、松樹水庫以及朱家隈子水庫均為中營養(yǎng)狀態(tài)。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，氮磷比以及季節(jié)變化均會對水庫富營養(yǎng)化產(chǎn)生重要影響。劉大水庫的氮磷比最接近藻類暴發(fā)的必要條件，而其余4座水庫則均為磷限制性營養(yǎng)鹽，由此需要嚴格控制另外4座水庫的總磷含量，以防發(fā)生富營養(yǎng)化。水庫富營養(yǎng)化易在夏季和秋季發(fā)生，因此，夏季和秋季需更加嚴格關(guān)注各項污染物濃度，杜絕水庫富營養(yǎng)化的發(fā)生。此次研究的結(jié)果為大連市水庫富營養(yǎng)化的控制提供了理論支持和數(shù)據(jù)支撐。