城市內河水質監測與治理——以長沙市圭塘河為例

湯文艷，姚賢宇，潘 婷，龍佳峰，盧姿謹

(廣西大學 林學院，廣西 南寧 530000)

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城市內河水質監測與治理
——以長沙市圭塘河為例

湯文艷，姚賢宇，潘 婷，龍佳峰，盧姿謹

(廣西大學 林學院，廣西 南寧 530000)

采用現場調查和水質監測，分別對圭塘河香樟路與木蓮沖路中間河段的木蓮東路的排污口上游500 m處、香樟路的排污口下游500 m處的基本情況和水質進行了調查。結果表明：通過對圭塘河水樣氨氮、陰離子表面活性劑、砷、汞4項指標進行監測分析，發現入河污染物不斷增加是圭塘河富營養化加重的主要原因，尤其是以氨氮、陰離子表面活性劑的增加對水域富營養化的影響最為顯著。提出了依靠政府和社會各界力量，推廣城市內城河水質污染防治和治理措施，同時加強對圭塘河水質監測和日常管理，保證其水質達標。分析了解圭塘河水質現狀及其影響因素，為提高長沙市內城河水質質量提供依據。

城市內河；氨氮；陰離子表面活性劑；富營養化

1　引言

圭塘河發源于長沙縣跳馬鄉石門村的石燕湖水庫，系瀏陽河的一級支流[i]，位于長沙市的東南部，由南至北貫穿雨花區匯入瀏陽河[2]。作為長沙市唯一的內城河，具有文化遺產承載、商業和休閑游憩核心區域、生態環境調節和城市形象構建等多元素功能，是人們日常休閑娛樂的重要場所之一[3]。然而，隨著長沙市社會經濟的蓬勃發展和沿岸人口的不斷增加，對圭塘河流域生態系統的影響巨大，造成河流自然生態被破壞、流域環境質量惡化、內河服務功能下降等不良后果，不僅損壞了河流的景觀形象，更影響了城市形象。如果不及時解決這一系列環境問題，可能會對生態系統造成不可逆的破壞。同時，隨著人們的生活水平不斷提高，城市綠地系統已經無法滿足人們日益增長的精神文化生活需求，人們對城市內河景觀有了更高的要求。因此，對目前受損的內河生態系統進行綜合治理，建設優美的河流景觀，改善城市生態環境，是城市規劃建設中需解決的問題[4]。通過對圭塘河水樣氨氮、陰離子表面活性劑、砷、汞4項指標進行監測分析，以及對氨氮、陰離子表面活性劑與水質富營養化的相關性進行了探討，以期對長沙市圭塘河的水質狀況有了一個客觀的認識和評價，以便為長沙市地表水水質的提高提供依據[5]。

2　材料與方法

2.1樣品的采集

根據圭塘河的地形特征、周圍居民區、工業區分布以及排污口的分布，在圭塘河香樟路與木蓮沖路的中間河段布設了2個取樣斷面，分布如圖1所示。在木蓮東路的排污口上游500 m處設置第一個斷面(SW1)此點位為背景斷面，在香樟路的排污口下游500 m處設置第二個斷面(SW2)此點位為消減斷面。因圭塘河河寬小于50 m為小河，力求以最低的采樣頻率或取得最有代表性的樣品為原則，在取樣斷面的主流線上設一條取樣垂線，水深小于1 m，只在水面下不應小0.3 m，距河底也不應小于0.3 m處取一個樣。于2013年3月25～27日，每天14∶00～17∶00采樣一次。

2.2分析方法

通過對氨氮(NH3)、陰離子表面活性劑(LAS)、砷(As)、汞(Hg)、四項指標進行監測分析，測定方法參見國家環保總局發布的 《水和廢水監測分析方法(第四版)》[6]。

2.2.1水中氨氮的測定

采用HJ 535-2009納氏試劑分光光度法測定水中氨氮，先將水樣進行蒸餾預處理，然后分別取50mL餾出水樣加入50 mL比色管中，加入1.5 mL的納氏試劑，混勻，放置10 min[7]。用722分光光度計在420 nm波長處[8]，用20 nm比色皿，以試劑空白作參比，測定吸光度，計算其含量。該方法最低檢出濃度為0.025 mg/L(光度法)，測定上限為2 mg/L。由測得的吸光度，減去零濃度空白管的吸光度后，得到校正吸光度，繪制以氨氮含量(mg)對校正吸光度的標準曲線。

2.2.2陰離子表面活性劑

采用亞甲藍分光光度法測定水中陰離子表面活性劑[9]，將測定水樣(100 mL)移入分液漏斗中，以酚酞為指示劑，逐滴加入4%氫氧化鈉溶液呈紫紅色，再滴加3%硫酸到紫紅色剛好消失。再加入25 mL亞甲藍溶液，搖勻后加入15 mL三氯甲烷，激烈搖蕩30 s(注意放氣)。再慢慢旋轉分液漏斗，使滯留在內壁的三氯甲烷液珠降落，靜置分層，將三氯甲烷經脫脂棉吸水后放入比色皿中。用722分光光度計在652 nm波長處，以三氯甲烷為參比，測定吸光度。本方法最低檢出濃度為0.050 mg/L LAS,檢測上限為2.0 mg/L LAS。

圖1圭塘河采樣段周圍環境示意及采樣點位

2.2.3砷的測定

采用原子熒光光度法測定水中砷的含量，取5 mL水樣于50 mL比色管中，加入2.5 mL鹽酸，10 mL10%硫脲抗壞血酸溶液，用蒸餾水定容到50 mL。搖勻后在原子熒光光度計AFS-930進行測定[10]。本法的砷檢出限0.0001～0.0002 mg/L。

2.2.4汞的測定

采用原子熒光光度法測定水中汞的含量，取5 mL水樣于50 mL比色管中，加入2.5 mL硝酸，用蒸餾水定容到50 mL。搖勻后在原子熒光光度計AFS-930進行測定[11]。該方法最低檢出濃度為0.0015 μg/L，測定下限為 0.0060 μg/L ，測定上限為 1.0 μg/L。

3　結果與分析

綜合3 d的采樣、監測數據，監測結果見表1。采用的監測標準見表2。

表1　圭塘河水質指標監測項目

表2　圭塘河水質監測標準采用《地表水環境質量標準》GB3838-2002

3.1氨氮的測定結果與分析

氨氮測定結果見表1，由表1可以看出測定排污口上游(SW1)水樣氨氮的含量均在1.77～2.05范圍內，符合表2《地表水環境質量標準》(GB3838-2002)中規定的 0.025～2 mg/L范圍內，達到了V類標準(主要適用于農業用水區及一般景觀要求水域)[12]。在排污口下游(SW2)水樣氨氮的含量超過測定濃度上限2mg/L，排污口下游屬于超標，不符合《地表水環境質量標準》(GB3838-2002)中規定的 0.025～2 mg/L范圍內。

3.2陰離子表面活性劑的測定結果與分析

陰離子表面活性劑測定結果見表1，由表1可以看出測定排污口上游(SW1)、下游(SW2)水樣陰離子表面活性劑的含量均在0.25～0.27 mg/L，符合表2《地表水環境質量標準》(GB3838-2002)中規定的 0.2～0.3 mg/L范圍內，達到了V類標準(主要適用于農業用水區及一般景觀要求水域)。

3.3砷測定結果與分析

砷測定結果見表1，由表1可以看出測定所有水樣砷的含量均在0.00435～0.00691 mg/L范圍內，未檢出水樣中砷的含量，符合表2《地表水環境質量標準》(GB3838-2002)中規定的 0.05～0.1 mg/L范圍內。

3.4汞測定結果與分析

汞測定結果見表1，由表1可以看出測定所有水樣未檢出汞的含量，符合表2《地表水環境質量標準》(GB3838-2002)中規定的0.00005～0.001 mg/L范圍內，達到了I類標準(主要適用于源頭水、國家自然保護區)。

4　結論

根據《地表水環境質量標準》(GB3838-2002)，監測項目中汞在排污口上下游都未檢出；砷在排污口上下游都達到了I類標準；氨氮含量在排污口上游達到了V類標準，在排污口下游屬于超標；陰離子表面活性劑在排污口上下游都是達到V類標準。

根據現場采樣及環境觀察情況，圭塘河水質有異味并且渾濁，主要的污染物來源為居民生活廢水。經過監測分析，圭塘河的水最主要的污染是因為水質氨氮和陰離子表面活性劑過高。水中氨氮的來源主要為生活污水(如含磷洗衣廢水等)中含氮有機物受微生物作用的分解產物，工業廢水 (如合成氨化肥廠廢水等)，以及農田排水(如受化肥和農藥污染水體等)。此外，在無氧環境中，水中存在的亞硝酸鹽亦可受微生物作用還原為氨[13]，氨氮過高會使水體溶氧量下降，陰離子表面活性劑過高會造成水面產生不易消失的泡沫，并消耗水中的溶解氧。兩者都會導致水體溶解氧量下降、水質惡化。溶解氧作為水體自凈的重要指標之一，但當水體受到有機物污染，耗氧嚴重，溶解氧得不到及時補充，水體中的厭氧菌就會很快繁殖，有機物因腐敗而使水體變黑、發臭[14]。

5　建議

通過圭塘河水質監測結果分析發現，位于圭塘河香樟路與木蓮沖路河段的水體富營養化是導致圭塘河水質變差的直接原因。在現場的采樣發現消減斷面(SW2)附近水體表觀較差 , 由于附近居民生活污水未經處理隨意排放、垃圾雜物任意堆放, 如果不及時加以控制，對圭塘河的水質將是一個潛在的威脅。針對以上分析, 對保護圭塘河水體環境建議如下。

( 1 )結合長沙市圭塘河的區位優勢和資源承載能力，明確圭塘河的發展定位，合理調整圭塘河周邊經濟結構和產業結構的布局；同時加大對圭塘河的防污管理，鼓勵節水型、高技術、污染少的企業發展。嚴格執行環境影響評價和“三同時”制度，在生產過程實現清潔生產，將廢物減量化、資源化和無害化，或消滅于生產過程之中[15]。對于污染嚴重而又無法治理的企業要堅決關停，實現零污染排放。

( 2 ) 加強圭塘河附近居民生活垃圾實行集中收集處理, 清理沿岸垃圾堆放點，消除垃圾滲透液對圭塘河水質污染的隱患[16]。同時大力推廣使用無磷洗衣粉[17]，減少碳排放量，實現生活污水統一處理經達標后再排放。

( 3 ) 利用水生植物生長過程中吸收水中氮、磷元素，有效降低水質富營養化營養源特點，實現植物和根區微生物共生，產生協同效應，凈化污水；同時可以考慮生物控制法，在圭塘河養殖植食性魚，以降低浮游藻類的數量，減輕圭塘河的營養化程度。

( 4 ) 加大對圭塘河水質定期監測次數，及時反應圭塘河水質的變化趨勢, 建立起網絡水質監測體系, 增強監測數據的代表性、 可靠性, 保證監測數據的質量[18]，以便控制圭塘河水體污染, 為圭塘河水體環境保護提供更有力保證。

( 5 ) 加快長沙污水處理廠建設步伐，生活污水在入庫后達標排放；要充分利用花橋污水處理廠，把盡可能多的污水調到花橋污水處理廠進行處理，實現污水零排放。

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Water Quality Monitoring and Management of Urban Inland River- Taking Guitang River in Changsha City as an Example

Tang Wenyan, Yao Xianyu, Pan Ting, Long Jiafeng, Lu Zijin

(ForestryCollege,GuangxiUniversity,Nanning,Guangxi530000,China)

By field investigation and water quality monitoring, we respectively investigated the basic situation and water quality of the spot 500 meters away from the upstream drain outlet, Mulian East Road, where located in middle

urban inland river; ammonia nitrogen; anionic surfactant; eutrophication

2016-06-28

湯文艷(1992—)，女，廣西大學林學院碩士研究生。

X832

A

1674-9944(2016)16-0116-03

section between Guitang River Xiangzhang Road and Mulianchong Road, and the spot 500 meters away from Xiangzhang Road downstream drain outlet. And results showed that: the sample of Guitang River was tested from four indicators, water ammonia nitrogen, anionic surfactants, arsenic and mercury, for monitor and analysis. We found that increasing pollutants discharged into the river was a major cause of Guitang River’s aggravating eutrophication, especially with the increase of ammonia nitrogen and anionic surfactants on the, whose influence on waters eutrophication was the most significant. We put forward that relying on the government and the society from all walks of life force, we could promote pollution prevention and control measures urban inland river water, and at the same time, strengthen the Guitang River’s water quality monitoring and daily management, to ensure the water quality standard. We aimed to study the current situation of Guitang River’s water quality and its influencing factors, and provide the basis for improving the water quality of urban inland river in Changsha City.