汪曉燕， 鐘 聲

(1.江蘇省環(huán)境監(jiān)測(cè)中心，江蘇南京 210036； 2.江蘇省蘇力環(huán)境科技有限責(zé)任公司，江蘇南京 210036)

京杭大運(yùn)河江蘇段氨氮濃度時(shí)空變化研究

汪曉燕1, 2， 鐘 聲1*

(1.江蘇省環(huán)境監(jiān)測(cè)中心，江蘇南京 210036； 2.江蘇省蘇力環(huán)境科技有限責(zé)任公司，江蘇南京 210036)

摘要[目的]進(jìn)一步掌握京杭大運(yùn)河江蘇段的水質(zhì)現(xiàn)狀和污染來源，從而制定合理的整治措施保護(hù)京杭大運(yùn)河的水環(huán)境。[方法]以7個(gè)位于京杭大運(yùn)河江蘇段上下游斷面的水質(zhì)自動(dòng)站的1年監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，分析比較了氨氮濃度時(shí)空變化特征。[結(jié)果]京杭大運(yùn)河江蘇段2014年水體氨氮濃度在0.07～4.02 mg/L之間變化，且由上游至下游水體中氨氮濃度基本呈逐漸上升趨勢(shì)；上游徐州藺家壩斷面氨氮濃度最高值出現(xiàn)在7月，其余6個(gè)斷面氨氮濃度最高值出現(xiàn)在枯水期；同一季節(jié)不同斷面氨氮濃度之間存在顯著性差異，尤其是無錫五牧斷面氨氮濃度最高。[結(jié)論]該研究可為客觀評(píng)價(jià)、合理開發(fā)、充分利用和保護(hù)該地區(qū)流域的地表水環(huán)境提供一定科學(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞京杭大運(yùn)河江蘇段；氨氮；時(shí)空變化；顯著性差異

已有2 000多年歷史的京杭大運(yùn)河北起北京，南至杭州，全長1 700多km，跨越四省二市，溝通錢塘江、長江、淮河、黃河、海河水系，是非常重要的水上交通通道，也是南水北調(diào)的主干線，更是途經(jīng)城市的重要飲用水源地。如今，隨著現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展、城市化和工業(yè)化進(jìn)程的加快，工業(yè)污染物的大量排放、農(nóng)藥化肥無節(jié)制使用，水土大面積流失，降雨沖刷地表污染物流入河流，同時(shí)航運(yùn)產(chǎn)生的污染物對(duì)整個(gè)大運(yùn)河產(chǎn)生了嚴(yán)重污染。世界衛(wèi)生組織統(tǒng)計(jì)，全球80%的疾病以及1/3以上的死亡直接來源于不清潔的飲用水[1-3]。

目前，相當(dāng)一部分研究[4-9]通過水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和評(píng)價(jià)分析結(jié)果，嘗試更好地了解京杭大運(yùn)河水質(zhì)現(xiàn)狀、掌握水質(zhì)變化規(guī)律和污染來源，從而制定合理的整治措施，保護(hù)京杭大運(yùn)河的水環(huán)境。但這些研究都僅限于京杭大運(yùn)河在某個(gè)市范圍的污染情況分析，并沒有從較大區(qū)域?qū)┖即筮\(yùn)河進(jìn)行水質(zhì)分析。同時(shí)有研究指出，相比硝氮，附著藻類更易于吸收利用氨氮[10]；水華微囊藻在以氨氮為氮源時(shí)比以硝氮為氮源時(shí)具有更高的生長以及光合能力[11]。由此可見水質(zhì)中氨氮含量對(duì)藻類水生植物影響的重要性。鑒于此，該研究選取位于京杭大運(yùn)河江蘇段上下游斷面7個(gè)水質(zhì)自動(dòng)站1年的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，分析比較氨氮濃度時(shí)空變化情況，旨在為客觀評(píng)價(jià)、合理開發(fā)、充分利用和保護(hù)該地區(qū)流域的地表水環(huán)境提供一定科學(xué)依據(jù)。

1材料與方法

1.1監(jiān)測(cè)地點(diǎn)該研究數(shù)據(jù)來源于位于京杭大運(yùn)河江蘇段上下游斷面的7個(gè)水質(zhì)自動(dòng)站，依次為藺家壩、馬陵翻、五叉河口、王家橋、連江橋下、五牧和望亭水質(zhì)自動(dòng)站。其中，藺家壩水質(zhì)自動(dòng)站位于京杭大運(yùn)河的徐州境內(nèi)，117.172 9° E，34.401° N；馬陵翻水質(zhì)自動(dòng)站位于京杭大運(yùn)河的宿遷境內(nèi)，118.311 1° E，33.941 7° N；五叉河口水質(zhì)自動(dòng)站位于京杭大運(yùn)河的淮安境內(nèi)，118.928 4° E，33.571 5° N；王家橋水質(zhì)自動(dòng)站位于京杭大運(yùn)河的鎮(zhèn)江境內(nèi)，119.571 4 °E，32.07 61° N；連江橋下水質(zhì)自動(dòng)站位于京杭大運(yùn)河的常州境內(nèi)，119.880 6° E，31.820 8° N；五牧水質(zhì)自動(dòng)站位于京杭大運(yùn)河的無錫境內(nèi)，120.148 6° E，31.671 1° N；望亭水質(zhì)自動(dòng)站位于京杭大運(yùn)河的蘇州境內(nèi)，120.427 5° E，31.451 9° N。

1.2監(jiān)測(cè)項(xiàng)目與時(shí)間監(jiān)測(cè)項(xiàng)目為水體中氨氮。監(jiān)測(cè)時(shí)間范圍為2014年1～12月，其中1和3月是枯水期，5和11月為平水期，7和9月為豐水期；3～5月為春季，6～8月為夏季，9～11月為秋季，1、2和12月為冬季。

1.3監(jiān)測(cè)方法水質(zhì)自動(dòng)站在線監(jiān)測(cè)分析儀器性能指標(biāo)如下：氨氮量程為0～10 mg/L、測(cè)試原理為氨氣敏電極法、準(zhǔn)確度為3%FS(FS為滿量程)、精密度為3%FS、分辨率為0.01～1.00 mg/L。7個(gè)水質(zhì)自動(dòng)站皆為每隔4 h采樣監(jiān)測(cè)。

1.4分析方法采用spss18.0軟件進(jìn)行單因素方差分析。由于該次試驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果為方差非齊性，故選用Tamhane’s T2進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)。

2結(jié)果與分析

2.1水體氨氮的時(shí)空變化分析由圖1可知，京杭大運(yùn)河江蘇段2014年水體氨氮濃度在0.07～4.02 mg/L之間變化。除藺家壩水質(zhì)自動(dòng)站外，其余6個(gè)水質(zhì)自動(dòng)站監(jiān)測(cè)到的氨氮濃度最高值均出現(xiàn)在枯水期，最低值均出現(xiàn)在豐水期。而上游藺家壩水質(zhì)自動(dòng)站監(jiān)測(cè)出氨氮濃度最高值出現(xiàn)在7月，這可能是由于夏季雨量頻繁期，徐州農(nóng)業(yè)面源污染較重，在京杭大運(yùn)河周圍農(nóng)田灌溉的肥料隨著大雨沖入河流，導(dǎo)致水體氨氮濃度升高。

從空間變化上看，由上游至下游沿水流方向水體中氨氮濃度基本呈逐漸上升趨勢(shì)，7個(gè)水質(zhì)自動(dòng)站在一年中的濃度平均值依次為0.31、0.22、0.21、0.51、0.82、2.00和1.10 mg/L。且京杭大運(yùn)河蘇南段水體氨氮濃度高于蘇北段水體氨氮濃度，尤以無錫五牧水質(zhì)自動(dòng)站監(jiān)測(cè)出的氨氮濃度最高。這可能是由于蘇南地區(qū)化工廠較多，比起蘇北，京杭大運(yùn)河蘇南段受到工業(yè)點(diǎn)源污染較為嚴(yán)重。

2.2不同斷面水體氨氮差異性分析根據(jù)圖2可知，同一季節(jié)中，位于京杭大運(yùn)河江蘇段上下游不同斷面的7個(gè)水質(zhì)自動(dòng)站監(jiān)測(cè)出的氨氮含量存在顯著性差異。春季，馬陵翻水質(zhì)自動(dòng)站斷面的氨氮濃度顯著性低于其他斷面，五牧水質(zhì)自動(dòng)站斷面的氨氮濃度顯著性高于其他斷面，且蘇南斷面的氨氮濃度顯著性高于蘇北斷面；夏季，馬陵翻和五叉河口水質(zhì)自動(dòng)站斷面的氨氮濃度顯著性低于其他斷面，五牧和望亭水質(zhì)自動(dòng)站斷面的氨氮濃度則顯著性高于其他斷面；秋季，氨氮濃度最低的斷面是五叉河口水質(zhì)自動(dòng)站，氨氮濃度最高的斷面是五牧和望亭水質(zhì)自動(dòng)站；冬季，氨氮濃度最低的斷面是藺家壩、馬陵翻和五叉河口水質(zhì)自動(dòng)站，氨氮濃度最高的是五牧水質(zhì)自動(dòng)站。4個(gè)季節(jié)中，五牧水質(zhì)自動(dòng)站的氨氮濃度都顯著性高于其他斷面，這可能是由于周圍所建工廠較多，導(dǎo)致工業(yè)點(diǎn)源污染嚴(yán)重。相比之下，京杭大運(yùn)河蘇北段的水質(zhì)較好。

3結(jié)論

(1)京杭大運(yùn)河江蘇段2014年水體氨氮濃度在0.07～4.02 mg/L之間變化，且由上游至下游水體中氨氮濃度基本呈逐漸上升趨勢(shì)。

(2)由于夏季雨量頻繁期，徐州農(nóng)業(yè)面源污染較重，在京杭大運(yùn)河周圍農(nóng)田灌溉的肥料隨著大雨沖入河流，因此上游藺家壩水質(zhì)自動(dòng)站氨氮濃度最高值出現(xiàn)在7月，而其余6個(gè)水質(zhì)自動(dòng)站的氨氮濃度最高值均出現(xiàn)在枯水期。

(3)同一季節(jié)中，位于京杭大運(yùn)河江蘇段上下游不同斷面的7個(gè)水質(zhì)自動(dòng)站監(jiān)測(cè)出的氨氮含量存在顯著性差異。

(4)京杭大運(yùn)河蘇南段水體氨氮濃度高于蘇北段水體氨氮濃度，尤以無錫五牧水質(zhì)自動(dòng)站監(jiān)測(cè)出的氨氮濃度最高，無錫工業(yè)污染較重。

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中圖分類號(hào)S181.3;X522

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A

文章編號(hào)0517-6611(2015)30-201-02

基金項(xiàng)目太湖水污染治理專項(xiàng)資金(第八期)綜合類科研課題(TH2014401)。

作者簡介汪曉燕(1988- )，女，安徽滁州人，助理工程師，碩士，從事濕地生態(tài)學(xué)研究。*通訊作者，工程師，碩士，從事環(huán)境監(jiān)測(cè)研究。

收稿日期2015-09-11

Study on the Temporal and Spatial Variations of NH3-N at the Section of Jiangsu Province of the Beijing-Hangzhou Grand Canal

WANG Xiao-yan1, 2, ZHONG Sheng1*(1.Jiangsu Provincial Environmental Monitoring Center, Nanjing, Jiangsu 210036; 2.Jiangsu Provincial Suli Environmental Technology Company, Nanjing, Jiangsu 210036)

Abstract[Objective] In order to further study the water quality and pollution source at the section of Jiangsu Province of the Beijing-Hangzhou Grand Canal, and make reasonable rectification measures to protect water environment of the Canal.[Method] Based on one-year monitoring data from 7 automatic monitoring stations which were located in the upstream and downstream sections of Jiangsu Province of the Canal, the temporal and spatial variations of NH3-N were analyzed and compared.[Result] NH3-N concentration changed from 0.07 to 4.02 mg/L in 2014 at the section of Jiangsu Province of the Beijing-Hangzhou Grand Canal.From upstream to downstream, NH3-N concentration was gradually increasing.NH3-N maximum at Xuzhou Linjiaba section was in July, while others were in dry season.At the same season, NH3-N concentrations at different sections were significantly different, and NH3-N concentration at Wuxi Wumu section was especially highest.[Conclusion] The research could provide certain science basis for objectively evaluating, reasonably developing, sufficiently using and protecting surface water environment in the region.

Key wordsThe section of Jiangsu Province of the Beijing-Hangzhou Grand Canal; NH3-N; Temporal and spatial variation; Significant difference