喀什市城區(qū)水體污染現(xiàn)狀及影響因子分析

楊 濤，張志國

(1.喀什大學(xué)生命與地理科學(xué)學(xué)院，新疆 喀什 844000；2.呼圖壁縣市場監(jiān)督管理局，新疆 昌吉 831200)

城區(qū)水體主要是指在城市建設(shè)過程中人工改造或建造的特殊水體，是城市中特有的水體類型，作為城市海綿體的重要組成部分，不僅具有景觀功能，還具有蓄水、削峰滯洪、攔截污染物、調(diào)節(jié)小氣候等數(shù)種生態(tài)功能。水化學(xué)特征值是評(píng)價(jià)生態(tài)系統(tǒng)水質(zhì)的重要指標(biāo)，水質(zhì)的優(yōu)劣對周圍居民的生活水平和健康狀況有不可忽略的影響。近年來，隨著我國的城市化水平不斷提高及經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，大多數(shù)城市水體水質(zhì)不斷惡化。

喀什市城區(qū)水體多來自流經(jīng)城市的幾條河流，由于三面環(huán)山一面敞開的地形，河流源頭大部分處于冰川、山區(qū)積雪帶。作為一個(gè)深處內(nèi)陸的城市，喀什市地處塔里木盆地西緣，干旱炎熱，水體與城市經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展及人民群眾生活息息相關(guān)。鑒于此，城區(qū)水體的水質(zhì)狀況也逐漸受到人們關(guān)心和重視，為了能夠更好地了解喀什市城區(qū)水體的污染現(xiàn)狀，本文通過對市區(qū)內(nèi)不同地點(diǎn)水體的化學(xué)組成成分和特征值進(jìn)行檢測與分析，并根據(jù)各水體的基本特征對影響因素進(jìn)行了分析，為城市水體改善提供了可靠的數(shù)據(jù)支撐。

1 材料與方法

為研究不同區(qū)域水體水質(zhì)特征，查明污染現(xiàn)狀，分別選取了喀什市城區(qū)內(nèi)不同方位的北湖公園、東湖公園、大亞郎水庫、土曼河支流、克孜勒蘇河5個(gè)采樣點(diǎn)岸邊1.5m水下約30cm處采樣。

其中溶解氧(DO)、氨氮(NH3-N)、總磷(TP)、五日生化需氧量(BOD5)、總氮(TN)、化學(xué)需氧量(COD)、高錳酸鉀指數(shù)(CODMn)使用分光光度法測定；酸堿度(pH)、電導(dǎo)率(Ec)、溶解性固體總量(TDS)使用水質(zhì)檢測儀測定。檢測數(shù)據(jù)使用Origin軟件分析，并用內(nèi)梅羅水質(zhì)指數(shù)法計(jì)算各水體的水污染指數(shù)。

2 水體水質(zhì)檢測結(jié)果與分析

喀什市各水體水質(zhì)檢測結(jié)果見表1，國家地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)值見表2。

本文將通過表1與表2的數(shù)據(jù)對比，分析喀什市城區(qū)水體水質(zhì)的基本特征。通過對10項(xiàng)檢測數(shù)值進(jìn)行單項(xiàng)對比分析，以及對分析結(jié)果進(jìn)行總結(jié)得出喀什市各城區(qū)采樣點(diǎn)水體水質(zhì)狀況。

表1 喀什市城區(qū)水體水質(zhì)檢測結(jié)果

表2 地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 單位：mg/L

2.1 溶解氧、化學(xué)需氧量、五日生化需氧量及高錳酸鉀指數(shù)分析

溶解氧(DO)是已經(jīng)溶解在水中的分子態(tài)氧，是評(píng)價(jià)水自凈能力的根據(jù)之一。喀什市城區(qū)水體溶解氧總體情況為受到輕度污染，如圖1所示。

溶解氧含量變化如圖1所示，由圖1可知，最高值到達(dá)4.5mg/L，最低值為3.0mg/L。北湖公園的水體中溶解氧含量最高、自凈能力最強(qiáng)在地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中為Ⅲ類與Ⅳ類水域限值之間，平均值為3.46mg/L高于國家地表水Ⅳ類水域標(biāo)準(zhǔn)，表明喀什市水體總體自凈能較弱，水中溶解氧被消耗后恢復(fù)速度較慢。

圖1 溶解氧含量變化

化學(xué)需氧量(COD)是表示地表水體受還原性物質(zhì)污染的程度?？κ彩谐菂^(qū)各采樣點(diǎn)水體的數(shù)值除克孜勒蘇河之外均在國家地表水Ⅰ類水域標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值范圍內(nèi)，克孜勒蘇河檢測值為15.5，接近國家地表水Ⅰ類水域標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值界限?；瘜W(xué)需氧量數(shù)值越大水體受有機(jī)物污染越大，因此從化學(xué)需氧量檢測結(jié)果來看喀什市采樣點(diǎn)水體總體情況較為良好，有機(jī)物污染含量較少，如圖2所示。

圖2 化學(xué)需氧量含量變化

五日生化需氧量(BOD5)指水體中被微生物分解的有機(jī)物總量?？κ彩懈魉w水樣的檢測值最大值為4.4mg/L屬于Ⅳ類水域接近Ⅲ類水域，最低值為1.1mg/L在Ⅰ類標(biāo)準(zhǔn)水域限值之內(nèi)，水體中可被微生物分解的有機(jī)物較多。其中克孜勒蘇河的水體中的有機(jī)物污染量最高，北湖公園水體中的有機(jī)物污染量最低，在此標(biāo)準(zhǔn)下各采樣點(diǎn)中北湖公園中的水體最好，如圖3所示。

圖3 五日生化需氧量含量變化

喀什市采樣點(diǎn)水體水質(zhì)中有機(jī)物污染相對較高，含有大量有機(jī)物的水對工業(yè)水系統(tǒng)的影響很大，同時(shí)也會(huì)影響農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)，導(dǎo)致農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量降低、質(zhì)量下降。會(huì)導(dǎo)致水中藻類，植物等生長迅速，形成水體富營養(yǎng)化，致使水體通氣不良，溶解氧含量下降，甚至出現(xiàn)無氧層，導(dǎo)致水生植物及水中動(dòng)物出現(xiàn)死亡，殘骸又加劇水體有機(jī)物污染。同時(shí)城區(qū)水體濁度上升，水體發(fā)臭影響城市市容市貌，影響喀什市居民生活質(zhì)量?？κ彩谐菂^(qū)水體水質(zhì)污染同時(shí)影響到喀什市城區(qū)的空氣質(zhì)量。

高錳酸鉀指數(shù)(CODMn)值越高水體中含有的有機(jī)物、無機(jī)物越多，水質(zhì)越差。北湖公園、東湖公園與克孜勒蘇河處于國家地表水Ⅰ類水域限值內(nèi)，大亞郎與土曼河為Ⅱ類國家地表水，如圖4所示。

圖4 高錳酸鉀指數(shù)變化

2.2 氨氮、總磷、總氮分析

喀什市城區(qū)各水體中氨氮、總磷、總氮含量變化如圖5—7所示。

圖5 氨氮含量變化

圖6 總氮含量變化

圖7 總磷含量變化

大亞郎氨氮含量最高達(dá)到0.15mg/L，與國家地表水Ⅰ類水域標(biāo)準(zhǔn)值相同，其余樣本氨氮值均小于Ⅰ類水域標(biāo)準(zhǔn)值，喀什市城區(qū)水體均符合國家地表水質(zhì)量要求。

總磷指標(biāo)中北湖公園、東湖公園及大亞郎表現(xiàn)出強(qiáng)烈的一致性同屬Ⅲ類水，但土曼河與克孜勒蘇河總磷數(shù)值屬于Ⅳ類水。北湖公園、土曼河及克孜勒蘇河總氮數(shù)值較高，超過國家地表水Ⅴ類限值，未達(dá)到Ⅴ類水標(biāo)準(zhǔn)。東湖公園與大亞郎總氮指標(biāo)分別屬于國家地表水的Ⅲ類水與Ⅱ類水。

2.3 pH、TDS與Ec值分析

pH值作為水質(zhì)研究的重要標(biāo)準(zhǔn)之一，它能夠反映水體中的氫離子的活度，在喀什市城區(qū)5個(gè)樣點(diǎn)所測水樣的檢測結(jié)果如圖8—10所示。

圖8 TDS變化

圖9 Ec含量變化

圖10 pH變化

由圖8—10可知，喀什市城區(qū)水體pH值總體均在7.0～8.0之間接近中性。TDS又稱溶解性固體總量，與Ec值成正相關(guān)，TDS值越高水體中的溶解性固體越多，相應(yīng)的水中Ec值體現(xiàn)的可溶性鹽含量也越高，表明水體中固體污染物含量越多。

3 水體水質(zhì)評(píng)價(jià)

水體水質(zhì)評(píng)價(jià)作為水環(huán)境質(zhì)量的重要內(nèi)容之一，通過一定標(biāo)準(zhǔn)的評(píng)價(jià)方法來判斷水體水質(zhì)的污染嚴(yán)重程度，使人們對周圍水環(huán)境有更清晰直觀的認(rèn)識(shí)。目前對水質(zhì)的評(píng)價(jià)方法主要包括單因子污染指數(shù)法、霍頓指數(shù)法、布朗水質(zhì)指數(shù)法、內(nèi)梅羅水質(zhì)指數(shù)法等，其中內(nèi)梅羅指數(shù)法因計(jì)算便捷，并且能準(zhǔn)確反映各污染物的超標(biāo)情況。為了說明喀什市城區(qū)水體的水質(zhì)，選取各采樣點(diǎn)高錳酸鉀指數(shù)、氨氮、總磷、總氮4項(xiàng)指標(biāo)為計(jì)算參數(shù)，計(jì)算各水體的水污染指數(shù)，對各水體水質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)。

內(nèi)梅羅水質(zhì)指數(shù)公式：

(1)

式中，maxi—各單因子環(huán)境質(zhì)量指數(shù)最大值；avei—各單因子環(huán)境質(zhì)量指數(shù)的平均值。

以《內(nèi)梅羅指數(shù)污染等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)》為參考依據(jù)，對喀什市采樣點(diǎn)各水體水質(zhì)進(jìn)行評(píng)定。評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見表3。

表3 內(nèi)梅羅指數(shù)污染等級(jí)

5個(gè)采樣點(diǎn)內(nèi)梅羅指數(shù)見表4。

表4 采樣點(diǎn)內(nèi)梅羅指數(shù)

由表4可知，喀什市各采樣點(diǎn)內(nèi)梅羅指數(shù)在1.53～2.77之間，處于內(nèi)梅羅指數(shù)污染等級(jí)中輕污染至污染之間，喀什市各采樣點(diǎn)水質(zhì)綜合體現(xiàn)為中等污染水平。

4 水質(zhì)影響因素分析

城區(qū)水體水環(huán)境是較為脆弱的一類水體，水體受到外界環(huán)境影響后與底泥物質(zhì)交換劇烈，沉積物沉積所需時(shí)間較長，水體的污染負(fù)荷能力較低?？κ彩凶鳛樾陆辖貐^(qū)中的重要城市之一，是中國內(nèi)陸第一個(gè)經(jīng)濟(jì)特區(qū)，也是古絲綢之路上的重要地點(diǎn)，作為東西方交通的咽喉樞紐和東西方經(jīng)濟(jì)文化和文明的重要交匯點(diǎn)，是“一帶一路”的重點(diǎn)城市。近年來，經(jīng)濟(jì)在飛速發(fā)展過程中，不可避免的對城市水環(huán)境造成了一定程度的破壞。綜合分析，喀什市城區(qū)水體水質(zhì)污染主要有以下原因。

(1)克孜勒蘇河附近由于靠近施工地，并且水中植被較少致使水體自凈能力較差，水體中還原性物質(zhì)較多，北湖公園則相對較好。

(2)生活污染源主要是城市生活中使用的各種洗滌劑和污水、垃圾、糞便等，含氮、磷、硫多，致病細(xì)菌多。生活污染物質(zhì)排放總量，與人口總量成正比關(guān)系?？κ彩杏晌飨驏|由人口分布逐漸減少，總氮含量也呈降低趨勢，由高到低為3.7～0.5。

(3)由于耕地中含有各種病原體、懸浮物、化肥、農(nóng)藥、不溶解固體物和鹽分等，污水中氮、磷等營養(yǎng)元素進(jìn)入水體。由于大部分耕地所處位置向南，總氮、總磷值則呈現(xiàn)自北向南逐漸增加的趨勢，整體來看農(nóng)業(yè)污染影響相對較低。

(4)水體中有機(jī)物含量隨有關(guān)部門對水體的管理程度而變化。

5 結(jié)論

本文對喀什市各采樣點(diǎn)的樣本進(jìn)行溶解氧、耗氧量、化學(xué)需氧量、五日生化需氧量、氨氮、總氮及總磷等10個(gè)項(xiàng)目的檢測分析，得出如下結(jié)論。

(1)從各采樣點(diǎn)檢測結(jié)果可以分析出，高錳酸鉀指數(shù)、化學(xué)需氧量、五日生化需氧量及總氮的值各點(diǎn)含量相差較大，其他項(xiàng)數(shù)值相差較小?；瘜W(xué)需氧量與五日生化需氧量指標(biāo)特征相同，水體中有機(jī)物克孜勒蘇河最多，北湖公園最少；水體中離子含量與溶解性固體含量成正相關(guān)。

(2)根據(jù)對喀什市城區(qū)水體水質(zhì)的檢測結(jié)果可知，喀什市采樣點(diǎn)水體檢測項(xiàng)目大部分均達(dá)到國家地表水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，但城區(qū)水體水質(zhì)各項(xiàng)指標(biāo)也存在不同程度的低污染。

(3)總體上看，水體中有機(jī)物污染與總氮對水質(zhì)的影響較大，是污染喀什市采樣點(diǎn)水體水質(zhì)的主要因素。

喀什市城區(qū)水體水質(zhì)總體表現(xiàn)良好，相關(guān)部門應(yīng)嚴(yán)管工廠廢水的凈化與排放，對生活污水的排放加以管控，妥善處理喀什市城區(qū)居民產(chǎn)生的生活垃圾。對喀什市城區(qū)部分水體周圍土壤進(jìn)行治理，改善土壤流失現(xiàn)狀。對農(nóng)藥、化肥使用加以規(guī)范?？κ彩杏嘘P(guān)檢測部門可以定期監(jiān)控城區(qū)水體水質(zhì)大致情況，對城區(qū)水體中漂浮的污染物可以使用篩網(wǎng)進(jìn)行過濾。