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        連續(xù)流動(dòng)分析技術(shù)在富營養(yǎng)化研究中的應(yīng)用

        2018-01-17 03:15:28呂寶闊
        東北水利水電 2018年1期
        關(guān)鍵詞:石佛寺高錳酸鹽遼河

        呂寶闊

        (遼寧省沈陽水文局,遼寧沈陽 110003)

        1 概述

        石佛寺水庫坐落于遼河干流上,屬于大型平原滯洪水利樞紐。庫區(qū)內(nèi)多種植被成為鳥類優(yōu)越的棲息地,大面積的濕地對(duì)于遼河下游水質(zhì)凈化作用極為重要[2,3]。整個(gè)庫區(qū)已形成良性生態(tài)系統(tǒng),對(duì)于遼河生態(tài)恢復(fù)環(huán)境保護(hù)起到至關(guān)重要的作用。在水功能區(qū)劃分上,石佛寺水庫屬于遼河石佛寺水庫飲用水源區(qū)、農(nóng)業(yè)用水區(qū)二級(jí)水功能區(qū),石佛寺水庫同時(shí)兼有生活飲用水和農(nóng)業(yè)用水兩項(xiàng)功能,飲用水源區(qū)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合GB3838-2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》Ⅱ或Ⅲ類,而農(nóng)業(yè)用水區(qū)要滿足GB3838-2002Ⅴ類,因此石佛寺水庫水質(zhì)目標(biāo)應(yīng)定為Ⅲ類。

        2 實(shí)驗(yàn)部分

        隨著流動(dòng)注射分析技術(shù)的不斷完善與發(fā)展,其在水環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用越來越普及[4,5],連續(xù)流動(dòng)分析法是集自動(dòng)進(jìn)樣、在線化學(xué)反應(yīng)、在線檢測(cè)、自動(dòng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化于一體的連續(xù)檢測(cè)系統(tǒng),具有分析時(shí)間快、檢出限低、樣品用量少、節(jié)省試劑、檢測(cè)體系封閉環(huán)境友好等特點(diǎn)[6,7]。

        實(shí)驗(yàn)使用連續(xù)流動(dòng)分析儀分別對(duì)引起富營養(yǎng)化相關(guān)影響因子總磷、總氮、高錳酸鹽指數(shù)以及氨氮進(jìn)行檢測(cè)。儀器檢測(cè)設(shè)定參數(shù)見表1。

        分別用蒸餾水配制總磷、總氮、高錳酸鹽指數(shù)以及氨氮的標(biāo)準(zhǔn)曲線,各標(biāo)準(zhǔn)曲線對(duì)應(yīng)的濃度見表2。

        石佛寺水庫總磷、總氮、高錳酸鹽指數(shù)以及氨氮濃度的測(cè)量結(jié)果見于表3,根據(jù)GB3838-2002評(píng)

        表1 連續(xù)流動(dòng)分析儀儀器參數(shù)設(shè)定

        表2 標(biāo)準(zhǔn)曲線mg/L

        表3 石佛寺水庫各監(jiān)測(cè)項(xiàng)目濃度值

        3 綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)計(jì)算[8,9]

        對(duì)于富營養(yǎng)化的評(píng)價(jià)方法有很多種,目前應(yīng)用最為成熟廣泛的為中國環(huán)境監(jiān)測(cè)總站《湖庫(水庫)富營養(yǎng)化評(píng)價(jià)方法及分級(jí)技術(shù)規(guī)定》(總站生字[2001]090號(hào)),綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法對(duì)于富營養(yǎng)化程度的評(píng)價(jià)更加全面,評(píng)價(jià)因子綜合包含了引起富營養(yǎng)化的直接原料(總氮、總磷)以及直接反應(yīng)富營養(yǎng)化程度的指標(biāo)(透明度、葉綠素、高錳酸鹽指數(shù)),克服了一些方法通過單一評(píng)價(jià)因子片面評(píng)價(jià)富營養(yǎng)化的問題。

        綜合營養(yǎng)評(píng)價(jià)指數(shù)公式為:

        表4 中國湖泊(水庫)部分參數(shù)與Chla的相關(guān)關(guān)系 rij,值及 Wj

        表4 中國湖泊(水庫)部分參數(shù)與Chla的相關(guān)關(guān)系 rij,值及 Wj

        參數(shù)Chla TP TN SD CODMn rij 1.00 0.84 0.82-0.83 0.83 r2i j 1.000 0 0.705 6 0.672 4 0.688 9 0.688 9 Wj 0.266 26 0.187 87 0.179 03 0.183 42 0.183 42

        根據(jù)各個(gè)營養(yǎng)化影響因子的營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)計(jì)算公式,分別計(jì)算出石佛寺水庫的葉綠素、總氮、總磷、高錳酸鹽指數(shù)以及透明度的營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù),見表5。最終計(jì)算出不同時(shí)間狀態(tài)下,石佛寺水庫的綜合評(píng)價(jià)指數(shù)分別為37.016 16,39.068 56,營養(yǎng)等級(jí)為中度營養(yǎng)。

        表5 石佛寺水庫富營養(yǎng)化綜合評(píng)價(jià)指數(shù)

        4 富營養(yǎng)化探究分析

        流動(dòng)注射分析法比以往化學(xué)法檢測(cè),具有準(zhǔn)確性高、檢出限低、重復(fù)性好等特點(diǎn)。根據(jù)測(cè)定的影響因子檢測(cè)結(jié)果可得出,石佛寺水庫水質(zhì)類別為Ⅴ類。本文通過綜合營養(yǎng)評(píng)價(jià)指數(shù)對(duì)石佛寺水庫進(jìn)行2次富營養(yǎng)化評(píng)價(jià),評(píng)價(jià)結(jié)果均為中度富營養(yǎng)化。石佛寺水庫作為遼河下游干流上的大型平原滯洪水庫,其水質(zhì)好壞直接關(guān)系到兩岸農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量,同時(shí)也受到農(nóng)業(yè)的制約,化肥有機(jī)肥的使用,直接會(huì)影響到水體中的總氮、總磷的含量。2次檢測(cè)水體中的總磷、總氮均為Ⅴ類,是制約石佛寺水庫水質(zhì)級(jí)別的主要原因。水體總磷、總氮作為水生生物的營養(yǎng)原料,其濃度的升高直接導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化程度加重,水生生物繁殖劇增,透明度、溶解氧迅速下降,水體中有機(jī)質(zhì)含量大增,高錳酸鹽指數(shù)上升。高錳酸鹽指數(shù)檢測(cè)結(jié)果來看目前為Ⅳ類,相比于總磷、總氮有一定的滯后性。但是隨著時(shí)間的推移,光照時(shí)間強(qiáng)度的增加,光合作用加強(qiáng),將會(huì)在9,10月份迎來有機(jī)質(zhì)以及可還原物質(zhì)累積的高峰期,透明度將進(jìn)一步下降,同時(shí)葉綠素濃度會(huì)達(dá)到一年中最大值,此時(shí)預(yù)計(jì)水體富營養(yǎng)化程度大大加重。因此,遼河水環(huán)境的保護(hù)應(yīng)得到足夠的重視,要從源頭治理,控制總磷、總氮的排入量,減少工業(yè)污水排放量,改善農(nóng)業(yè)化肥使用方式,以及減少生活污水排放量。加大污水處理力度,污水嚴(yán)格處理達(dá)標(biāo)后方能排入河中;轉(zhuǎn)變農(nóng)村經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式,杜絕粗放經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式,一切生產(chǎn)活動(dòng)要以環(huán)境為前提,注重人與生態(tài)環(huán)境和諧相處。

        [1]2002GB,地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)[S].2002.

        [2]朱旭萍,唐德善,廖昕宇.石佛寺水庫對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響及防治對(duì)策[J].水利學(xué)報(bào),2007(S1).

        [3]呂寶闊,溫樹影.石墨爐原子吸收法測(cè)量石佛寺水庫中鎘的含量[J].地下水,2015(02):132—133.

        [4]劉麗娟,費(fèi)學(xué)寧.流動(dòng)注射分析技術(shù)及其在水質(zhì)分析應(yīng)用中的進(jìn)展[J].天津城市建設(shè)學(xué)院學(xué)報(bào),2005(02):111—114.

        [5]張利明.流動(dòng)注射分析技術(shù)在環(huán)境分析中的應(yīng)用研究[D].蘇州大學(xué),2006.

        [6]鄭曉紅.流動(dòng)注射分析技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀[J].儀器儀表與分析監(jiān)測(cè),2002(01):1—5.

        [7]馬莉,張新申,繆培凱.流動(dòng)注射分析技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].皮革科學(xué)與工程,2005(03):20—25.

        [8]王明翠,劉雪芹,張建輝.湖泊富營養(yǎng)化評(píng)價(jià)方法及分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[J].中國環(huán)境監(jiān)測(cè),2002(05):47—49.

        [9]張文濤.淺議湖庫富營養(yǎng)化的評(píng)價(jià)方法和分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[J].珠江現(xiàn)代建設(shè),2010(01):9—12.

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