西安某人工湖水體水質(zhì)隨季節(jié)變化特征分析

邢琳琳

(西安國家民用航天產(chǎn)業(yè)基地環(huán)境監(jiān)測中心，陜西 西安 710100)

隨著城市生態(tài)環(huán)境建設(shè)的升級，人工湖作為一道美麗的風(fēng)景線頻現(xiàn)于各大城市，城市人工湖起到改善環(huán)境、調(diào)節(jié)氣候的作用，但同時因為其容量相對較小、水體流動性較差，易受到人類社會活動的影響，水體惡化問題越來越嚴重[1-2]。相關(guān)科研機構(gòu)在人工湖水質(zhì)分析評價、富營養(yǎng)化、生態(tài)修復(fù)等方面做了許多工作[3-5]。

本文以中湖公園人工湖泊為研究對象，每月進行1次多參數(shù)水質(zhì)指標監(jiān)測，對水體水質(zhì)特征進行分析和評價，探討存在的原因，提出改善的對策。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)域概況

西安某人工湖位于西安市長安區(qū)民用航天基地內(nèi)，湖面面積達3萬m2。整個湖面由東湖和西湖兩部分組成，中間被一個亭子隔開。中心水面種植蓮花、菖蒲等水生植物，四周種植垂柳，圍繞水面適當(dāng)進行水系延伸和造景，有調(diào)節(jié)小氣候的功能，對周邊環(huán)境的改善有積極意義。西安所在區(qū)為暖溫帶半濕潤大陸性季風(fēng)氣候，年平均氣溫13.0℃～13.7℃，年降水量平均為507.7～719.8mm。一年有三個降雨高峰時段，分別是9～10月的秋季，7～8月的夏季以及4～5月的春季，尤以秋雨連綿為顯著特點。人工湖總體以降水、自來水補給為主，湖體為封閉式湖泊。圖1為西安某人工湖衛(wèi)星俯視圖。

圖1 西安某人工湖衛(wèi)星俯視圖

1.2 數(shù)據(jù)采集與研究方法

本文旨在了解和檢測中湖公園水體水質(zhì)變化特征，經(jīng)過分析在東湖和西湖各選取了1個監(jiān)測點位，分別為DH-1，XH-1。委托第三方檢測公司于2021年1～12月對水體狀態(tài)、pH、化學(xué)需氧量、氨氮、石油類、六價鉻、溶解氧、氧化還原電位、透明度等水質(zhì)參數(shù)進行了現(xiàn)場檢測，獲取了相關(guān)數(shù)據(jù)。水質(zhì)檢測分析方法和使用儀器見表1。2021年全年的水體水質(zhì)檢測數(shù)據(jù)見表2。

表1 水質(zhì)檢測分析方法和使用儀器

2 結(jié)果分析與水質(zhì)評價

2.1 水體透明度

透明度是指水體的澄清程度，一般由其所含懸浮物的多少所決定，懸浮物含量越大，則水的透明度越低。2個監(jiān)測點4～12月透明度監(jiān)測結(jié)果見圖2。水體的透明度有明顯的季節(jié)性特征，總體表現(xiàn)為夏季透明度低，其它季節(jié)透明度較高，可能是因為夏季溫度較高，導(dǎo)致了藻類的大量繁殖。研究表明水體透明度可以反映湖泊的富營養(yǎng)化程度，一般以50cm作為臨界值[6]。人工湖透明度的檢測數(shù)據(jù)全部小于50cm，平均值26.5cm，說明整個水體的富營養(yǎng)化程度較高。

圖2 水體透明度隨月度變化特征

2.2 pH值

pH值是水質(zhì)關(guān)鍵性的指標之一，pH值與水中氫離子活度有關(guān)，反映了各種溶解性化合物的酸堿平衡狀態(tài)。2個監(jiān)測點pH月度變化特征見圖3?？傮w而言，全年pH值在7.20～8.73，呈中性至堿性，處于地表水環(huán)境質(zhì)量標準限制范圍(6～9)之內(nèi)，酸堿度正常、無超標。pH值隨季節(jié)沒有明顯的變化特征。

圖3 pH月度變化特征

2.3 化學(xué)需氧量

化學(xué)需氧量是衡量水中還原性污染物濃度的綜合指標，化學(xué)需氧量越大，說明水體受有機物的污染越嚴重。2個監(jiān)測點化學(xué)需氧量月度變化特征見圖4?？傮w來看，化學(xué)需氧量檢測值都在30mg/L以下，達到Ⅳ類地表水標準。東湖監(jiān)測點位的化學(xué)需氧量總體隨月份增加呈下降的趨勢；西湖監(jiān)測點位化學(xué)需氧量隨季節(jié)沒有明顯的變化特征，在2月和3月值較高。

圖4 化學(xué)需氧量月度變化特征

2.4 氨氮

氨氮是指水中以游離氨和銨離子形式存在的氮。氨氮可以導(dǎo)致水富營養(yǎng)化，是水體中的主要耗氧污染物。氨氮月度變化特征見圖5。2個監(jiān)測點氨氮檢測值都在3mg/L以下，達到Ⅲ類地表水標準。氨氮隨季節(jié)沒有明顯的變化特征。

圖5 氨氮月度變化特征

2.5 溶解氧

空氣中的分子態(tài)氧溶解在水中稱為溶解氧，溶解氧跟空氣里氧的分壓、大氣壓、水溫和水質(zhì)有密切的關(guān)系。溶解氧值是研究水自凈能力的一種依據(jù)，其濃度影響水生生物的生長、發(fā)育、死亡等過程[7]。2個監(jiān)測點位溶解氧月度變化特征見圖6?？傮w來看，溶解氧檢測值都大于5mg/L，達到Ⅲ類地表水標準。溶解氧隨季節(jié)性變化規(guī)律比較明顯，冬季溶解氧數(shù)值較高，春、夏、秋季時溶解氧數(shù)值較低。因為溶解氧隨水溫升高而減少。

圖6 溶解氧月度變化特征

2.6 石油類、六價鉻

石油類以溶解態(tài)、乳化態(tài)和分散態(tài)存在于廢水中。當(dāng)其含量超過0.1～0.4mg/L，即可在水面形成油膜，影響水體的復(fù)氧過程。六價鉻，均以含氧酸根的形式存在，為吞入性毒物/吸入性極毒物，皮膚接觸可能導(dǎo)致過敏；更可能造成遺傳性基因缺陷，吸入可能致癌，對環(huán)境有持久危險性。2019年7月23日，六價鉻化合物被列入有毒有害水污染物名錄。由表2中數(shù)據(jù)知，湖中水體中基本沒有檢測出來石油類和六價鉻。

表2 2021年某人工湖水體水質(zhì)檢測數(shù)據(jù)

3 結(jié)論

(1)人工湖全年水質(zhì)較穩(wěn)定，基本能滿足Ⅳ類地表水環(huán)境質(zhì)量標準。

(2)水體的透明度和溶解氧有明顯的季節(jié)性變化特征，夏季水體的透明度比其他季節(jié)低，可能是因為夏季溫度較高，導(dǎo)致了藻類的大量繁殖。冬季水體溶解氧數(shù)值最高，因為溶解氧隨水溫升高而減少。

(3)pH值、化學(xué)需氧量、氨氮隨季節(jié)沒有明顯的變化特征。pH值全年呈中性至堿性，處于地表水環(huán)境質(zhì)量標準限制范圍(6～9)之內(nèi)；化學(xué)需氧量在30mg/L以下，達到Ⅳ類地表水標準，2月和3月數(shù)值最高；氨氮指標3mg/L以下，達到Ⅲ類地表水標準；水體中基本沒有檢測出來石油類和六價鉻。