向鵬 朱士江 徐文 魯芳 解文婧 譚嵐 張虎

摘要?為了解資水營養(yǎng)鹽分布及水質(zhì)情況，在資水實地考察并采集水樣，分析河段水體物理化參數(shù)及營養(yǎng)鹽參數(shù)，結(jié)合綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法評價資水營養(yǎng)水平。結(jié)果表明，資水表層水溫為22.23～29.13?℃，pH為8.01～12.09，溶解氧為7.40～8.57?mg/L，總氮、總磷、溶解性總氮、溶解性總磷、硝態(tài)氮、銨態(tài)氮、正磷酸鹽、高錳酸鹽指數(shù)分別為0.035～3.747、0.001～0.267、0.159～3.676、0.002～0.081、1.072～2317、0.044～1.236、0.159～0.436、1.167～4.250?mg/L，總氮、總磷、溶解性總氮、溶解性總磷、硝態(tài)氮、銨態(tài)氮、正磷酸鹽、高錳酸鹽指數(shù)各指標(biāo)平均值分別為1.913、0.026、1.812、0.033、1.740、0.406、0.111、2.468?mg/L。根據(jù)地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)基本項目標(biāo)準(zhǔn)限值和局部點位分析，資水氮污染嚴(yán)重，屬于劣Ⅴ類水質(zhì);根據(jù)綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法，資水營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)為37.63，屬于中營養(yǎng)水平。將資水營養(yǎng)鹽橫向分布特征與奧維地圖資水沿線生活社區(qū)及污水排放情況進行局部分析，益陽、安華、邵陽段氮污染嚴(yán)重，需采取相應(yīng)治理措施。

關(guān)鍵詞?資水;營養(yǎng)鹽;綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)

中圖分類號?X824文獻標(biāo)識碼?A文章編號?0517-6611（2020）07-0100-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2020.07.029

Distribution?Law?of?Nutrients?in?Zishui?and?Analysis?of?Water?Quality?Status

XIANG?Peng1，2，?ZHU?Shijiang1，2，?XU?Wen1，2?et?al

（1.School?of?Water?Resources?and?Environment，?Three?Gorges?University，?Yichang，?Hubei?443002;2.Engineering?Research?Center?of?the?Ministry?of?Education?for?Ecological?Environment?in?Three?Gorges?Reservoir?Area，?Three?Gorges?University，?Yichang，?Hubei?443002）

Abstract?In?order?to?understand?the?distribution?and?quality?of?nutrient?in?the?reclaimed?water，?the?water?samples?were?collected?on?the?spot，?the?physical?parameters?and?nutrients?parameters?of?the?river?were?analyzed，?and?the?nutrient?level?of?the?reclaimed?water?was?evaluated?by?combining?the?comprehensive?nutritional?state?index?method.?The?results?showed?that?the?surface?water?temperature?of?the?reclaimed?water?was?22.23-29.13?℃，?the?pH?was?8.01-12.09，?and?the?dissolved?oxygen?was?7.40-8.57?mg/L.?The?indexes?of?total?nitrogen，?total?phosphorus，?dissolved?total?nitrogen，?dissolved?total?phosphorus，?nitrate?nitrogen，?ammonium?nitrogen，?orthophosphate?and?permanganate?were?0035-3747，?0.001-0.267，?0.159-3.676，?0.002-0.081，?1.072-2.317，?0.044-1.236，?0.159-0.436，?1.167-4.250??mg/L，?respectively.?The?average?values?of?total?nitrogen，?total?phosphorus，?dissolved?total?nitrogen，?dissolved?total?phosphorus，?nitrate?nitrogen，?ammonium?nitrogen，?orthophosphate?and?permanganate?index?were?1.913，?0.026，?1.812，?0.033，?1.740，?0.406，?0.111?and?2.468?mg/L，?respectively.?According?to?the?standard?limits?of?the?basic?items?of?the?surface?water?environmental?quality?standard?and?the?analysis?of?local?points，?the?nitrogen?pollution?was?serious，?and?it?was?inferior?to?Grade?V?water?quality.?According?to?the?comprehensive?nutritional?status?index?method，?the?nutritional?status?index?of?water?resources?was?37.63，?which?belonged?to?the?medium?nutritional?level.?By?partial?analysis?of?the?horizontal?distribution?characteristics?of?nutrients?in?water?resources?and?the?living?communities?and?sewage?discharge?along?the?water?resources?in?Ovi?map，?Yiyang，?Anhua?and?Shaoyang?sections?were?seriously?polluted，?and?corresponding?treatment?measures?were?required.

1.2.3?富營養(yǎng)評價的綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法。

為研究資水水體富營養(yǎng)化現(xiàn)狀，選擇Chl-a、TP、TN、CODMn這4個檢測指標(biāo)作為研究對象，運用綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法（trophic?level?index，TLI）對資水水體富營養(yǎng)化程度進行評價。綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)分級見表1。

（1）綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)為[11-12]：

TLI（Σ）=mj=1Wj×TLI（j）（1）

Wj=rij2mj=1rij2（2）

式中，TLI（∑）為綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù);Wj為第j種參數(shù)營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)的相關(guān)權(quán)重;TLI（j）為第j種參數(shù)的營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù);m為評價參數(shù)的個數(shù)。

（2）各項營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)計算公式如下：

TLI（Chl-a）=10×（2.500+1.086lnChl-a）（3）

TLI（TP）=10×（9.436+1.624lnTP）（4）

TLI（TN）=10×（5.453+1.694lnTN）（5）

TLI（CODMn）=10×（0.109+2.661lnCODMn）（6）

式中，TLI（Chl-a）為葉綠素a營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù);TLI（TP）為總磷營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù);TLI（TN）為總氮營養(yǎng)指數(shù);TLI（CODMn）為高錳酸鉀營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)。

2?結(jié)果與分析

2.1?總氮、總磷分布

TN數(shù)值為0.035～3.747?mg/L，濃度變化趨勢呈鋸齒狀，多數(shù)點位濃度大于2.0?mg/L，根據(jù)《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB?3838—2002）中規(guī)定的地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)基本項目標(biāo)準(zhǔn)限值可判斷為劣Ⅴ類水。上、下游斷面左岸至右岸濃度呈上升趨勢，觀察發(fā)現(xiàn)，在其上下游的交匯處，右岸存在大量漂浮物，左岸表層水質(zhì)明顯優(yōu)于右岸;下游和上游交匯口濃度均大于1.5?mg/L，這一現(xiàn)象可能是因為在交匯處交匯角越小，在交匯區(qū)出現(xiàn)的污染帶越長導(dǎo)致[13]。濃度趨勢呈鋸齒狀，最大值出現(xiàn)在ZS21，最小值在ZS26，在市區(qū)和人口密集處，TN濃度呈上升趨勢。

TP數(shù)值為0.001～0.267?mg/L，濃度變化趨勢呈鋸齒狀，ZS29濃度最高，為0.267?mg/L，ZS29～ZS31號點之間有先上升后下降的趨勢，外源磷輸入增多是其主要因素，ZS29～ZS31號點之間為市區(qū)，城市管網(wǎng)的排水和工業(yè)排水為主要污染源，其余點變化平緩，介于Ⅱ～Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)之間。

2.2?溶解性總氮、溶解性總磷分布

DTN數(shù)值為0.159～3.676?mg/L，上游斷面左岸和下游斷面左岸濃度高，平均濃度為1.812?mg/L，達到Ⅴ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，濃度變化趨勢呈鋸齒狀，無明顯規(guī)律。

DTP數(shù)值為0.002～0.081?mg/L，濃度變化趨勢呈鋸齒狀，下游斷面左岸至右岸濃度下降，中游斷面左岸至右岸濃度上升，下游斷面左岸至右岸濃度下降，ZS28濃度最低，為0.002?mg/L，ZS30濃度最高，為0.081?mg/L，邵陽市區(qū)段呈明顯上升趨勢，這與居民密度、生活排水、工業(yè)排水以及周邊農(nóng)田農(nóng)藥化肥隨著徑流匯入密切相關(guān)。

2.3?富營養(yǎng)程度評價

資水水質(zhì)各理化參數(shù)特征值見表2，各參數(shù)與Chl-a的相關(guān)性rij和rij2見表3。經(jīng)過計算資水綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)為37.63，屬于中營養(yǎng)水平。

3?結(jié)論與建議

3.1?結(jié)論

（1）資水氮污染嚴(yán)重，水質(zhì)屬于劣Ⅴ類，營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)為37.63，屬中營養(yǎng)化水平。益陽、安華、邵陽段氮污染嚴(yán)重，多個點位總氮濃度超過2.0?mg/L。

（2）7月底對資水流域干、支流水生植物生長及分布情況進行調(diào)研發(fā)現(xiàn)，在總氮濃度呈下降趨勢區(qū)間段分布有狐尾藻、金魚藻、梭魚草、香蒲、喜旱雙蓮子等水生植物，且流速較其他區(qū)段低，這一現(xiàn)象可能與水生植物凈化水質(zhì)機理相關(guān)[14-17]，對此可以進一步開展不同搭配比例的水生植物對水質(zhì)凈化效果的研究。

（3）資水沿線居民密度大，居民生活污染（廚房盥洗廢水、洗滌廢水、淋浴廢水、沖廁污水）為主要污染源，生活污水處理設(shè)施明顯滯后，造成大多數(shù)無序亂排放。

3.2?建議

（1）提高居民環(huán)保觀念，定期進行宣傳教育，減少生活污水的亂排放，生活垃圾定點放置統(tǒng)一處理。

（2）提高農(nóng)業(yè)面源污染治理技術(shù)，妥善處理農(nóng)業(yè)廢棄物，提高化肥減量化技術(shù)與緩釋肥料技術(shù)，降低農(nóng)藥殘留。

（3）工業(yè)排水規(guī)范化，設(shè)立污水處理廠，對排入資水的產(chǎn)業(yè)嚴(yán)格監(jiān)督，確保先凈化再排放。

（4）通過選取示范段進行試驗，選取氮磷去除率高、景觀效果好的水生植物規(guī)?；N植。

參考文獻

[1]?厲曉瑛.水質(zhì)監(jiān)測中存在的問題及重要性初探[J].資源節(jié)約與環(huán)保，2018（10）：56，66.

[2]?于浩.全力打好污染防治“三大戰(zhàn)役”[J].中國人大，2017（10）：17-18.

[3]?余周，胡志偉，吳佳，等.我國水污染現(xiàn)狀、危害及處理措施研究[J].環(huán)境與發(fā)展，2019，31（6）：61，63.

[4]?王金應(yīng)，劉國堯.水污染對人體健康危害的現(xiàn)狀及對策研究[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2006，29（S1）：80-81.

[5]?李彤，胡國華，顧慶福，等.近55年來降水及人類活動對資水流域徑流的影響[J].水文，2018，38（6）：54-58，88.

[6]?李彤.資水流域徑流演變規(guī)律及其歸因分析[D].長沙：長沙理工大學(xué)，2018.

[7]?秦波.資水流域水質(zhì)狀況及洪水周期性研究[J].湖南水利水電，2007（6）：44-45，58.

[8]?周召梅，李強.湖南省入河廢污水對江河水質(zhì)的影響分析[J].水資源保護，2003（3）：44-46，62.

[9]?胡海英，包為民，余德華，等.資水流域益陽段水質(zhì)現(xiàn)狀分析與評價[J].中國農(nóng)村水利水電，2008（2）：41-44.

[10]?鄧亮，秦琴.桃江縣資水飲用水源地達標(biāo)建設(shè)實踐與思考[J].廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2019，17（1）：39-41.

[11]?王明翠，劉雪芹，張建輝.湖泊富營養(yǎng)化評價方法及分級標(biāo)準(zhǔn)[J].中國環(huán)境監(jiān)測，2002（5）：47-49.

[12]?鮑廣強，尹亮，余金龍，等.基于綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的黑河富營養(yǎng)化評價[J].水土保持通報，2018，38（1）：264-269.

[13]?陳凱霖.明槽交匯區(qū)水動力特性與污染物濃度場試驗研究[D].西安：西安理工大學(xué)，2019.

[14]?LUO?Y?Z，SUN?S?Q，ZHANG??H.Effectiveness?of?various?wetland?vegetation?species?on?mitigating?water?pollution?from?highway?runoff[J].Water?environment?research，2019，91（9）：906-917.

[15]?袁東海，高士祥，任全進，等.幾種挺水植物凈化生活污水總氮和總磷效果的研究[J].水土保持學(xué)報，2004，18（4）：77-80，92.

[16]?王敏，唐景春，王斐.常見水生植物對富營養(yǎng)化和重金屬復(fù)合污染水體的修復(fù)效果研究[J].水資源與水工程學(xué)報，2013，24（2）：50-56.

[17]?金樹權(quán)，周金波，朱曉麗，等.10種水生植物的氮磷吸收和水質(zhì)凈化能力比較研究[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報，2010，29（8）：1571-1575.