何英磊，葛丹丹，王穎臻，張 毅

(昆明學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院，云南 昆明 650214)

滇池是云南的重要淡水湖泊之一，也是昆明重要的水源地之一，有高原明珠之稱(chēng)[1]。早些年，因未能重視排污凈化處理事宜，滇池水體富營(yíng)養(yǎng)化嚴(yán)重。上世紀(jì)90年代，該情況受到各級(jí)部門(mén)重視，治污、防污手段推陳出新，尤其滇池周邊人工濕地多樣、廣闊的建設(shè)，從源頭對(duì)滇池水質(zhì)污染得到了有效控制和防范[2]。

濕地具有維護(hù)生態(tài)平衡、改善水質(zhì)、含蓄水源等多種功能，在國(guó)家生態(tài)安全戰(zhàn)略格局中，發(fā)揮著“水塔”和“基因庫(kù)”的作用，在應(yīng)對(duì)氣候變化和區(qū)域碳循環(huán)中具有顯著的“碳庫(kù)”功能，被譽(yù)為“地球之腎”、“生命的搖籃”、“鳥(niǎo)類(lèi)的天堂”[3]。人工濕地是按不同方式控制有效停留時(shí)間并使污水沿著一定的方向流動(dòng)，在物理、化學(xué)及生物共同作用下，通過(guò)過(guò)濾、吸附、沉淀、植物吸收及微生物分解等共同來(lái)實(shí)現(xiàn)水質(zhì)凈化[4-5]。

撈魚(yú)河是35條入滇的河道之一，隨著滇池生態(tài)恢復(fù)工作的逐步深入，昆明撈魚(yú)河國(guó)家濕地公園于2017年12月成為國(guó)家試點(diǎn)濕地公園。不同形態(tài)氮、磷含量是判斷水體污染程度的重要標(biāo)志之一，也是水質(zhì)檢驗(yàn)的常規(guī)指標(biāo)之一[6]。選擇昆明撈魚(yú)河國(guó)家濕地公園為研究對(duì)象，對(duì)其不同區(qū)域水體理化指標(biāo)(pH、高錳酸鹽指數(shù)、總磷、總氮、氨氮、硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮)進(jìn)行現(xiàn)狀、動(dòng)態(tài)分析，客觀評(píng)價(jià)該濕地不同區(qū)域地點(diǎn)水質(zhì)情況；分析旱(枯水)、雨(豐水)兩季水質(zhì)動(dòng)態(tài)變化，找出變化規(guī)律、影響因素等，以期為撈魚(yú)河濕地公園水體污染控制、改善水質(zhì)和生態(tài)體系可能性提供理論數(shù)據(jù)參考。

1 水樣采集與水質(zhì)檢測(cè)

1.1 采樣點(diǎn)分布及說(shuō)明

撈魚(yú)河濕地公園水樣采集點(diǎn)，自布水堰至生態(tài)防護(hù)林出口編號(hào)依次為A1～C2。其中，編號(hào)A1、A2位點(diǎn)為布水堰內(nèi)；編號(hào)B1、B2位點(diǎn)為生態(tài)防護(hù)林內(nèi)；編號(hào)C1、C2位點(diǎn)為生態(tài)防護(hù)林出水口。以撈魚(yú)河為界線(xiàn)，A1、B1、C1點(diǎn)位于撈魚(yú)河濕地公園右側(cè)，A2、B2、C2點(diǎn)位于撈魚(yú)河濕地公園左側(cè)。各采樣點(diǎn)具體坐標(biāo)見(jiàn)表1。

表1 采樣位點(diǎn)坐標(biāo)

1.2 檢測(cè)項(xiàng)目及方法

根據(jù)重要濕地監(jiān)測(cè)指標(biāo)體系(GB/T 27648-2011)[7]地表水檢測(cè)項(xiàng)目指南，結(jié)合濕地公園水質(zhì)特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)撈魚(yú)河國(guó)家濕地公園水質(zhì)綜合指標(biāo)：水溫、pH、高錳酸鹽指數(shù)、氨氮、總氮、亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮、總磷的測(cè)定。水質(zhì)分析方法依據(jù)SL 78～94-1994[8]、《水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法》[6]建立。

水體溫度現(xiàn)場(chǎng)采用水銀溫度計(jì)進(jìn)行測(cè)定；pH采用電極法(HJ 1147-2020)[9]進(jìn)行測(cè)定；高錳酸鹽指數(shù)采用高錳酸鹽指數(shù)法(GB/T 11892-1989)進(jìn)行測(cè)定[10]；氨氮濃度采用水楊酸分光光度法進(jìn)行測(cè)定[11]；總氮含量采用堿性過(guò)硫酸鉀消解紫外分光光度法(GB/T 11894-1989)進(jìn)行測(cè)定[12]；亞硝酸鹽氮濃度采用分光光度法(GB/T 7493-1987)進(jìn)行測(cè)定[13]；硝酸鹽氮濃度采用紫外分光光度法進(jìn)行測(cè)定[14]；總磷含量采用鉬酸銨分光光度法(GB/T 11893-1989)進(jìn)行測(cè)定[15]。

所用試劑均為分析純，稀釋用水為高純水。

2 結(jié)果與分析

2.1 標(biāo)準(zhǔn)工作曲線(xiàn)

依據(jù)上述檢測(cè)方法繪制各指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)工作曲線(xiàn)，一元線(xiàn)性回歸方程、范圍及相關(guān)系數(shù)見(jiàn)表2。結(jié)果表明，各指標(biāo)濃度在0.020～3.200 mg/L 范圍內(nèi)有良好線(xiàn)性，相關(guān)系數(shù)在0.9982～0.9992之間，符合目標(biāo)物定量分析要求。

表2 各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)方程

2.2 精密度測(cè)定

配制各指標(biāo)不同濃度標(biāo)準(zhǔn)溶液，見(jiàn)表3；分別按上述方法平行測(cè)定6次，結(jié)果見(jiàn)表4，RSD在0.62～2.20%之間，方法精密度良好。

表3 各指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度(單位：mg·L-1)

表4 各指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)溶液精密度測(cè)定結(jié)果(單位：mg·L-1)

2.3 樣品測(cè)定

將2021年4月(枯水期)和7月(豐水期)在1.1所示采樣位點(diǎn)采集的樣品依據(jù)1.2所述方法，測(cè)定相應(yīng)指標(biāo)含量，各平行三次，結(jié)果平均值見(jiàn)表5、表6、RSD(在0.41～5.57%之間)見(jiàn)表7、表8。進(jìn)行總氮、氨氮、亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮、總磷含量及高錳酸鹽指數(shù)測(cè)定時(shí)，水樣分別稀釋2.5倍、1.25倍、2倍、5倍、2倍；高錳酸鹽指數(shù)測(cè)定時(shí)水樣稀釋2倍。

結(jié)果表明，撈魚(yú)河濕地公園各檢測(cè)位點(diǎn)在枯水期及豐水期水樣中TN含量均值皆大于 2.0 mg/L，劣于《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB 3838-2002)》Ⅴ類(lèi)(農(nóng)業(yè)用水區(qū)及一般景觀要求水域)；TP含量均值皆大于 0.3 mg/L ，劣于《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB 3838-2002)》Ⅳ類(lèi)(一般工業(yè)用水用水區(qū)及人體非直接接觸的娛樂(lè)用水區(qū))；NH3-N含量均值除布水堰01樣點(diǎn)外，其余均優(yōu)于《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB 3838-2002)》Ⅱ類(lèi)(集中式生活飲用水地表水源地一級(jí)保護(hù)區(qū)、珍稀水生生物棲息地、魚(yú)蝦類(lèi)產(chǎn)卵場(chǎng)、仔稚幼魚(yú)的索餌場(chǎng)等)小于 0.5 mg/L；CODMn結(jié)果均值(<6 mg/L)皆低于《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB 3838-2002)》Ⅲ類(lèi)(集中式生活飲用水地表水源地二級(jí)保護(hù)區(qū)、魚(yú)蝦類(lèi)越冬場(chǎng)、洄游通道、水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)等漁業(yè)水域及游泳區(qū))標(biāo)準(zhǔn)限值。

表5 枯水期各采樣點(diǎn)水質(zhì)指標(biāo)測(cè)定均值(單位：mg/L，pH無(wú))

表6 豐水期各采樣點(diǎn)水質(zhì)指標(biāo)測(cè)定均值(單位：mg/L，pH無(wú))

表7 枯水期各采樣點(diǎn)水質(zhì)指標(biāo)測(cè)定結(jié)果RSD(%)

表8 豐水期各采樣點(diǎn)水質(zhì)指標(biāo)測(cè)定結(jié)果RSD(%)

2.4 加標(biāo)回收測(cè)定

將2021年4月(枯水期)、7月(豐水期)在1.1所示采樣位點(diǎn)采集的樣品依據(jù)1.2所述方法，進(jìn)行加標(biāo)回收率測(cè)定，平行三組(RSD在0.90%～4.20%之間)，測(cè)定值有較好準(zhǔn)確性，結(jié)果見(jiàn)表9、表10、表11。進(jìn)行總氮加標(biāo)回收測(cè)定時(shí)除枯水期生態(tài)防護(hù)林01，豐水期布水堰01、布水堰02、生態(tài)防護(hù)林02，幾個(gè)采樣點(diǎn)水樣稀釋5倍外，其余采樣點(diǎn)水樣均稀釋2.5倍；進(jìn)行氨氮加標(biāo)回收測(cè)定時(shí)除豐水期布水堰01采樣點(diǎn)稀釋2倍外，其余采樣點(diǎn)水樣均稀釋1.25倍；進(jìn)行亞硝酸鹽氮加標(biāo)回收測(cè)定時(shí)將水樣稀釋2倍；進(jìn)行硝酸鹽氮加標(biāo)回收測(cè)定時(shí)將水樣稀釋5倍；進(jìn)行總磷加標(biāo)回收測(cè)定時(shí)將水樣稀釋2倍；進(jìn)行高錳酸鹽指數(shù)加標(biāo)回收測(cè)定時(shí)將水樣稀釋2倍。

表9 枯水期各采樣點(diǎn)水質(zhì)指標(biāo)加標(biāo)回收測(cè)定結(jié)果

表10 豐水期各采樣點(diǎn)水質(zhì)指標(biāo)加標(biāo)回收測(cè)定結(jié)果

表11 豐水期各采樣點(diǎn)水質(zhì)指標(biāo)加標(biāo)回收測(cè)定結(jié)果

3 評(píng)價(jià)與討論

依據(jù)GB 3838-2002(國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局 2002)進(jìn)行水體污染濃度定義，客觀評(píng)價(jià)撈魚(yú)河濕地不同區(qū)域地點(diǎn)水質(zhì)情況，各采樣位點(diǎn)水體水質(zhì)枯水期、豐水期對(duì)標(biāo)結(jié)果見(jiàn)表12。

2021年雨季前、4月枯水期、7月雨季期間，所測(cè)濕地采樣點(diǎn)水質(zhì)指標(biāo)結(jié)果不完全一致。由表5、表6可知，總體MinpH～MaxpH變化幅度僅為1.14，符合《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3838-2002)；在枯水期，除NH3-N、CODMn外，其他指標(biāo)呈現(xiàn)進(jìn)入濕地該區(qū)域到流出基本總體呈下降趨勢(shì)，CODMn枯水季為Ⅲ類(lèi)，隨雨季到來(lái)，豐水期均可達(dá)Ⅱ類(lèi)，可見(jiàn)濕地對(duì)上述測(cè)定指標(biāo)有一定去除效果。但情況并不容樂(lè)觀，較為明顯表現(xiàn)在總磷、總氮測(cè)定濃度均在Ⅴ類(lèi)或超過(guò)Ⅴ類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)1～2倍，且變化明顯，大部分測(cè)定數(shù)據(jù)結(jié)果表明豐水期濃度比枯水期濃度高。

表12 各位點(diǎn)水質(zhì)指標(biāo)對(duì)標(biāo)結(jié)果

撈魚(yú)河全長(zhǎng) 30.8 km，平均河寬 5 m，堤高 2 m，最大過(guò)流量 30 m3/s，徑流面積 126.73 km2[16]；撈魚(yú)河全流域共有中型水庫(kù)1件，小(一)型水庫(kù)1件，小(二)型水庫(kù)8件，小壩塘58件，在勝利河太平關(guān)以下段有葫吊二孔平板鋼閘3座[17]，水庫(kù)、塘和閘使得撈魚(yú)河具有一定的調(diào)蓄功能，雨季(豐水期)、旱季(枯水期)來(lái)水受到人為控制，干預(yù)較大。雨季大量降雨將污染物匯入河流，但由于塘庫(kù)開(kāi)閘放水，污染物很快流入滇池，同時(shí)流動(dòng)性增強(qiáng)，使溶解氧增高，水體自?xún)艄δ茉鰪?qiáng)，因而撈魚(yú)河水質(zhì)受降雨影響主要集中在初期暴雨期間，對(duì)整個(gè)雨季的水質(zhì)影響并不大；旱季關(guān)閘蓄水，河流基本不流動(dòng)，溶解氧降低，水質(zhì)容易變差，甚至在某些河段出現(xiàn)斷流的現(xiàn)象，所以撈魚(yú)河作為一條人工控制的河流，開(kāi)、關(guān)閘對(duì)其水質(zhì)影響明顯。

撈魚(yú)河流經(jīng)人口較集中的區(qū)域?yàn)槌守曅鲁谴髮W(xué)城，大學(xué)城建設(shè)前，撈魚(yú)河基本是灌溉河流，流經(jīng)區(qū)域主要為農(nóng)田，其控灌面積約 915.3 hm2，水體主要污染物為氮，主要污染源可能來(lái)自于過(guò)量施用氮肥的流失。流失氮通過(guò)農(nóng)田溢流水、雨季徑流及地滲水進(jìn)入河道，對(duì)河道造不同程度成污染。隨著大學(xué)城建設(shè)和投入使用，原有農(nóng)田大部分均改變?yōu)樾Ｉ岷统菂^(qū)，農(nóng)業(yè)污染對(duì)撈魚(yú)河的影響也應(yīng)逐步減少；撈魚(yú)河在氮和有機(jī)物污染加劇的同時(shí)，磷濃度未表現(xiàn)出劇增趨勢(shì)，應(yīng)該是滇池流域磷污染治理措施起到積極作用的結(jié)果。同時(shí)，隨著呈貢新城人口增加，城市面積擴(kuò)大，農(nóng)田面積減小，也會(huì)快速改變區(qū)域環(huán)境，改變區(qū)域河流污染特征。已有專(zhuān)業(yè)人士提出，加強(qiáng)呈貢新城建設(shè)中污水處理廠(chǎng)和排污管網(wǎng)的規(guī)劃與建設(shè)，嚴(yán)格按照雨污分流的方式進(jìn)行城市排水系統(tǒng)建設(shè)，使污水得到有效的收集和處理，對(duì)入湖河道開(kāi)展綜合整治，是保護(hù)撈魚(yú)河、改善區(qū)域入湖河道生態(tài)狀況、從根本上控制區(qū)域入湖污染總量的重中之重[17]。