玉溪市北城鎮(zhèn)大營村“澀水”水質(zhì)監(jiān)測與評(píng)價(jià)*

倪藝婷，羅 東，白簫聞，邢雅婷，解佳睿，李 松**

(1.玉溪師范學(xué)院 化學(xué)生物與環(huán)境學(xué)院，云南 玉溪 653100；2.玉溪師院附屬中學(xué)，云南 玉溪 653100)

水是生命之源。地表水資源是經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展不可缺少的重要資源。隨著人民生活質(zhì)量顯著提高，地表水水資源管理和水污染防治是關(guān)乎人民生活和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重要保障。付莉等[1]采用內(nèi)梅羅指數(shù)和Daniel趨勢分析法對(duì)2013—2018年長沙市全年水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，表明2013—2018年湘江長沙飲用水保護(hù)區(qū)的高錳酸指數(shù)具有顯著的改善趨勢，長沙市應(yīng)用水總體安全；丁剛益等[2]采用Mann-Kendall 趨勢檢驗(yàn)法對(duì)云南省昭通市境內(nèi)22個(gè)水質(zhì)監(jiān)測站點(diǎn)2011—2016年的水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，表明全市地表水水質(zhì)有變差的趨勢，須采取水資源保護(hù)措施；秦琴[3]以貴陽市烏當(dāng)區(qū)百宜鎮(zhèn)羅光村居民分散式供水水源作為研究對(duì)象，進(jìn)行常規(guī)理化分析后，結(jié)果表明所有樣品的氟化物、硝酸鹽氮、鐵等指標(biāo)含量均低于《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB5749—2006)規(guī)定的限值，但是，枯水期渾濁度超標(biāo)明顯，這與分散式供水的形式有密不可分的聯(lián)系；戴天嬌[4]利用皇島桃林口水庫2008—2017年十年間的實(shí)測數(shù)據(jù)，對(duì)6項(xiàng)指標(biāo)采用水質(zhì)綜合污染指數(shù)法進(jìn)行水質(zhì)評(píng)價(jià)，結(jié)果表明水庫水源站和出庫站的水質(zhì)狀況均為輕污染，TP、CODMn和BOD5等3種水質(zhì)指標(biāo)對(duì)桃林口水庫水質(zhì)的影響較大。在云南省玉溪市紅塔區(qū)北城鎮(zhèn)大營村有一口水井，由于水質(zhì)特別，口感酸澀，被稱之為“龍門靈液”，也被人們親切地稱為“澀水”。當(dāng)?shù)鼐用衩磕甏杭居酗嬘谩皾钡牧?xí)慣。為了探究分散式供水的“澀水”的飲用安全性，本文采用《GB/T 3838—2002地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》[5]對(duì)大營村飲用季“澀水”的pH、溶解氧、化學(xué)需氧量、五日化學(xué)需氧量、高錳酸鹽指數(shù)、氨氮、總氮和總磷進(jìn)行監(jiān)測，采用水質(zhì)綜合指數(shù)評(píng)價(jià)法進(jìn)行水質(zhì)評(píng)價(jià)，對(duì)“澀水”的水質(zhì)進(jìn)行安全狀態(tài)評(píng)價(jià)，有助于分析“澀水”作為水源地的安全狀況，為管理部門提供決策依據(jù)，推動(dòng)飲用水源保護(hù)工作。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)儀器與試劑

可見分光光度計(jì)(722S上海菁華科技有限公司)，紫外可見分光光度計(jì)(T6新世紀(jì))，高壓蒸汽滅菌鍋(金壇市環(huán)保儀器廠)和實(shí)驗(yàn)室常用儀器。

硫酸銀(Ag2SO4，AR)，硫酸(H2SO4，ρ=1.84 g/mL，AR)，重鉻酸鉀(K2Cr2O7，AR)，硫酸亞鐵銨[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O，AR]，七水合硫酸亞鐵(FeSO4·7H2O，AR)，氫氧化鈉(NaOH，AR)，草酸鈉(Na2C2O4，AR)，高錳酸鉀(KMnO4，AR)，抗壞血酸(C6H8O6，AR)，鉬酸銨[(NH4)6Mo7O24·4H2O，AR]，硝酸(HNO3，ρ=1.4 g/mL，GR)，超純水：電阻率≥18.25 MΩ·cm。

1.2 樣品的采集和保存方法

采樣點(diǎn)：云南省玉溪市紅塔區(qū)北城街道大營社區(qū)“澀水”井。

采樣依據(jù)《GB/T 5750.2—2006 生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方法 水樣的采集與保存》[6]中不同指標(biāo)的水樣在飲用季節(jié)按月采集后保存檢測。編號(hào)見表1。

表1 采樣時(shí)間及編號(hào)

1.3 實(shí)驗(yàn)步驟

1.3.1 水樣常規(guī)指標(biāo)的測定方法

本文采集大營村飲用季的“澀水”進(jìn)行8項(xiàng)指標(biāo)的檢測和分析，具體檢測方法如表2所示。

表2 實(shí)驗(yàn)分析項(xiàng)目及方法

1.3.2 水質(zhì)綜合指數(shù)評(píng)價(jià)法

依據(jù)《城市地表水環(huán)境質(zhì)量排名技術(shù)規(guī)定(試行)》計(jì)算。參與計(jì)算的指標(biāo)為pH、溶解氧、高錳酸鹽指數(shù)、化學(xué)需氧量、五日生化需氧量、總磷、總氮、氨氮。計(jì)算時(shí)，用各單項(xiàng)指標(biāo)的濃度值除以該指標(biāo)對(duì)應(yīng)的《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838—2002)[5]Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)限值(表3)，計(jì)算單項(xiàng)指標(biāo)的水質(zhì)指數(shù)，各單項(xiàng)指數(shù)加和即為水質(zhì)綜合指數(shù)。方法如下：

表3 地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)基本項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)限值 mg/L

式中：C(i)為第i個(gè)水質(zhì)指標(biāo)的濃度值；CS(i)為第i個(gè)水質(zhì)指標(biāo)地表水Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)限值；CWQI(i)為第i個(gè)水質(zhì)指標(biāo)的水質(zhì)指數(shù)。

2)水質(zhì)綜合指數(shù)：

式中：CWQI網(wǎng)為河流水質(zhì)指數(shù)；CWQI(i)為第i個(gè)水質(zhì)指標(biāo)的水質(zhì)指數(shù)；n為水質(zhì)指標(biāo)個(gè)數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 水質(zhì)指標(biāo)測定值及水質(zhì)類別

pH、溶解氧、化學(xué)需氧量、五日化學(xué)需氧量、高錳酸鹽指數(shù)、氨氮、總氮和總磷的測定值及其單項(xiàng)指標(biāo)水質(zhì)類別見表4、表5。根據(jù)《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》和《地表水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)辦法》可以看出，飲用季(三月)的溶解氧指標(biāo)為Ⅳ類，略高于四月、五月和六月的Ⅴ類，為輕度污染，是“澀水”的主要污染指標(biāo)。三月因水溫低，導(dǎo)致水中微生物分解有機(jī)物緩慢，消耗的氧分少，溶解氧高。結(jié)合四月、五月和六月溶解氧的測定值可以看出“澀水”主要污染物為有機(jī)物。當(dāng)水體中受到有機(jī)物污染，耗氧嚴(yán)重，溶解氧得不到及時(shí)補(bǔ)充，水體中的厭氧菌很快繁殖，有機(jī)物因腐敗而使水體變黑、發(fā)臭。因而溶解氧值越低，水質(zhì)污染嚴(yán)重，水體的有機(jī)物、還原性物質(zhì)的量較高[15]。飲用季的“澀水”化學(xué)需氧量、高錳酸鹽指數(shù)、五日化學(xué)需氧量和總磷指標(biāo)為Ⅰ類，水質(zhì)狀況優(yōu)。與沙海飛等[16]通過對(duì)南京江心洲街道的多條河流的溶解氧及化學(xué)需氧量、高錳酸鹽指數(shù)進(jìn)行監(jiān)測后表明，一般溶解氧高的水體水質(zhì)相對(duì)好，化學(xué)需氧量和高錳酸鹽指數(shù)低的結(jié)論符合。飲用季總氮指標(biāo)為Ⅲ類，水質(zhì)良好，符合飲用水源地要求，可能與水中有機(jī)物分解后有關(guān)；氨氮指標(biāo)在飲用季主要為Ⅱ類水質(zhì)，水質(zhì)狀況優(yōu)。

表4 pH、溶解氧、化學(xué)需氧量、五日生化需氧量測定值及其水質(zhì)類別

表5 高錳酸鹽指數(shù)、氨氮、總氮、總磷測定值及其水質(zhì)類別

2.2 水質(zhì)綜合指數(shù)評(píng)價(jià)法結(jié)果

采用水質(zhì)綜合指數(shù)評(píng)價(jià)法對(duì)飲用季的“澀水”進(jìn)行評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)結(jié)果見表6?！皾憋嬘眉救路菟|(zhì)綜合指數(shù)為3.26。隨著水溫升高，微生物的作用及村民飲用旺季，水源補(bǔ)充不及，各水質(zhì)單項(xiàng)指標(biāo)有所升高，使四月份水質(zhì)綜合指數(shù)升高為4.32。五月份因進(jìn)入雨季初期，對(duì)“涉水”水源有一定補(bǔ)充，故五月份水質(zhì)綜合指數(shù)有所回落。六月份因雨水帶入周邊環(huán)境的污染物，同時(shí)水溫升高，進(jìn)入飲用季的末期，水質(zhì)綜合指數(shù)再次升高為4.00。

表6 飲用季8項(xiàng)單項(xiàng)指數(shù)及水質(zhì)綜合指數(shù)

3 結(jié)論

通過對(duì)玉溪紅塔區(qū)北城鎮(zhèn)大營“澀水”的飲用季水質(zhì)進(jìn)行pH、溶解氧、化學(xué)需氧量、五日化學(xué)需氧量、高錳酸鹽指數(shù)、氨氮、總氮和總磷的監(jiān)測，結(jié)合《GB/T 3838-2002 地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行各指標(biāo)的分析，采用水質(zhì)綜合指數(shù)評(píng)價(jià)法對(duì)飲用季的“澀水”進(jìn)行評(píng)價(jià)。結(jié)果表明“澀水”在飲用季的的水質(zhì)為Ⅳ類和Ⅴ類，主要污染物為有機(jī)物。隨著水溫升高，雨季帶來水源補(bǔ)充的同時(shí)伴隨周邊環(huán)境污染物的進(jìn)入，也進(jìn)一步影響了“澀水”水質(zhì)的變化。尤其是化學(xué)需氧量和高錳酸鹽指數(shù)在五月份和六月份的雨季到來后，水質(zhì)的無機(jī)和有機(jī)還原性物質(zhì)有所稀釋。楊斌等[17]收集整理銅陵市環(huán)境監(jiān)測站2017—2018年地表水質(zhì)量數(shù)據(jù)，對(duì)化學(xué)需氧量、高錳酸鹽指數(shù)和五日生化需氧量進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果表明在春夏兩季三者之間的相關(guān)性較高。此結(jié)果與本次春夏監(jiān)測結(jié)果吻合，可利用單一指標(biāo)去預(yù)測或估算其他指標(biāo)，用于對(duì)監(jiān)測數(shù)據(jù)的預(yù)判和數(shù)據(jù)合理性的審核。這為進(jìn)一步保護(hù)和開發(fā)“澀水”提供數(shù)據(jù)支撐。通過水質(zhì)綜合指數(shù)評(píng)價(jià)法對(duì)水質(zhì)進(jìn)行量化分析，“澀水”在飲用季的水質(zhì)綜合指數(shù)變化趨于穩(wěn)定，聯(lián)合各項(xiàng)指標(biāo)分析，影響其水質(zhì)的因素較單一，主要是溶解氧，即有機(jī)物污染。結(jié)合“澀水”水源地水溫變化規(guī)律和周邊農(nóng)田及生活污染物環(huán)境的因素，“澀水”的污染物隨雨季沖刷后帶入水源的可能性極大，這也是后續(xù)管理和防治的依據(jù)。本文通過監(jiān)測分析掌握了玉溪市北城鎮(zhèn)大營“澀水”的水質(zhì)狀況，明確了主要污染物，為“澀水”的保護(hù)和開發(fā)提供基礎(chǔ)依據(jù)。