“五水共治”前后嘉興市外河和內(nèi)河周年水質(zhì)變化

張 蓉，袁承鳳，謝紅麗，趙國華

（嘉興學(xué)院生物與化學(xué)工程學(xué)院，浙江 嘉興 314001）

嘉興市人均水資源占有量為880.11 m3[1]，遠低于全省人均值2119 m3和全國人均值2200 m3[1]。近年來，嘉興市經(jīng)濟得到了快速發(fā)展，2017年首次突破4000億元大關(guān)。但是嘉興市水環(huán)境質(zhì)量不容樂觀[2]。針對水環(huán)境安全問題，浙江省省委、省政府提出了“五水共治”的重要決策。自“五水共治”以來，嘉興市政府開展多項工作，如多地建設(shè)人工濕地，“三改一拆”規(guī)范養(yǎng)豬，以改善水質(zhì)環(huán)境。為了解嘉興市地表水治理成效，選取嘉興市內(nèi)河和外河2014年和2017采集水樣，分析主要指標，從數(shù)據(jù)出發(fā)，考察水質(zhì)變化，以期為嘉興市河道整治提供數(shù)據(jù)支持。

1 材料與方法

1.1 采樣點設(shè)置

選取嘉興市某條外河和內(nèi)河，水樣于2014年和2017年兩年采集，每月中旬采集。取樣時盡量采集遠離岸邊水面以下50 cm水樣，封裝于250 mL塑料瓶，加超純硫酸至pH值≤2后于避光處密封冷藏（0℃～4℃）保存。

1.2 指標分析方法

總氮（TN）采用過硫酸鉀氧化-紫外分光光度法測定；銨態(tài)氮（NH4+）采用苯酚-次氯酸鹽比色法測定；硝態(tài)氮（NO3-）采用紫外分光光度法測定；總磷（TP）采用過硫酸鉀氧化-鉬酸銨分光光度法測定；化學(xué)需氧量采用快速消解分光光度法[3]。

1.3 富營養(yǎng)化評價方法

式中，Wj為第j種參數(shù)的營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)的

本文選取綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)評價是否種植南湖菱的水體富營養(yǎng)化程度。綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)計算公式[8]為：相關(guān)權(quán)重，TLI（j）代表第j種參數(shù)的營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù).以Chla作為基準參數(shù)，則第j種參數(shù)的歸一化相關(guān)權(quán)重計算公式為：

式中，rij為第j種參數(shù)與基準參數(shù)Chla的相關(guān)系數(shù)。

2 測試結(jié)果

2.1 pH值的分布特征

水體中pH分布特征見圖1，可以看出2014年與2017年內(nèi)河和外河的水樣pH大于7，偏堿性。2014年外河和內(nèi)河全年平均pH值分別為7.35和7.54，2017年外河和內(nèi)河全年平均pH值分別為8.37和7.85，均高于2014年河道水樣。2014年3月～8月，內(nèi)河和外河的pH保持在7.40左右，2015年前外河農(nóng)戶種植較多水生蔬菜，9月～2月水生蔬菜收獲后部分植株開始腐爛分解，產(chǎn)生酸性物質(zhì)，引起外河pH低于內(nèi)河。2017年內(nèi)河水樣2月與3月水樣pH較高，其余月份保持在7.50左右。

圖1 河流pH

2.2 水體中總磷分布特征

水體中總磷隨時間的變化見圖2。從圖2可以發(fā)現(xiàn)內(nèi)河總磷含量較低，平均含量為0.04 mg/L，外河河水中總磷平均含量為0.21 mg/L，高于內(nèi)河，主要原因與水生蔬菜種植過程中施肥有關(guān)。從圖2可以發(fā)現(xiàn)11月，1月和2月河水中總磷含量高于其余幾個月，主要因為進入11月后，南湖菱收獲后，植株分解，導(dǎo)致根莖葉中的磷釋放造成水環(huán)境中磷的增加。2017年外河河水總磷平均含量為0.02 mg/L，內(nèi)河總磷含量0.05 mg/L，遠低于2014年水樣總磷含量。

圖2 2014外河總p變化

2.3 水體中COD分布特征

內(nèi)河的COD值在1月～7月高于外河，其余月份外河的COD值與內(nèi)河COD值持平。COD外河全年平均濃度為50.2 mg/L，內(nèi)河平均濃度為84.4 mg/L，表明水生蔬菜的種植對水體COD的降低有一定作用[4]，但是在收獲期由于有一些植株的死亡會造成水體環(huán)境中COD增加。2017年外河和內(nèi)河全年COD平均濃度分別為92.7 mg/L和100.0 mg/L，高于2014年水樣中COD含量，2015年河道整治開始，部分河流設(shè)置河床，并進行了底泥疏浚，底泥吸附的污染物質(zhì)經(jīng)過解吸、溶解、生物分解等作用，會重返水相，產(chǎn)生“第二次污染”[5]，引起COD增大。

圖3 外河與內(nèi)河COD變化

2.4 水體中總氮和銨態(tài)氮分布

圖4 外河和內(nèi)河總氮和氨氮變化

從圖4中可以看出，水體中總氮和銨態(tài)氮的變化趨勢一致。由圖4可知，2014年4月和12月外河銨態(tài)氮濃度高于內(nèi)河濃度，其余月份外河銨態(tài)氮濃度低于內(nèi)河，外河全年銨態(tài)氮平均濃度為1.64 mg/L，內(nèi)河全年平均濃度為1.24 mg/L。由圖4可知：內(nèi)河總氮濃度高于外河，水生蔬菜種植期間會進行幾次追肥，沒有增加水體氮負荷。2014年外河全年總氮平均濃度為2.42 mg/L，內(nèi)河全年平均濃度為3.22 mg/L，2017年外河和內(nèi)河全年總氮平均濃度分別為2.87 mg/L和2.56 mg/L，內(nèi)河水樣總氮含量低于2014年水樣。城市內(nèi)河的總氮含量在春冬季節(jié)的時候總氮含量較高，與降水有關(guān)[6]。2014外河與內(nèi)河水體中主要以氨態(tài)氮為主，外河和內(nèi)河水樣硝態(tài)氮平均含量分別為0.44 mg/L和1.04 mg/L；2017年外河和內(nèi)河水樣硝態(tài)氮平均含量為0.68 mg/L和0.47 mg/L，以有機氮為主，這與近期對河道疏浚有關(guān)。

2.5 富營養(yǎng)化評價

選取葉綠素、總氮、總磷和化學(xué)需氧量為指標，根據(jù)綜合營養(yǎng)指數(shù)法，2014年外河和內(nèi)河綜合營養(yǎng)指數(shù)分別為58.96與50.48，屬于富營養(yǎng)級，外河綜合營養(yǎng)指數(shù)高于內(nèi)河，主要因為外河種植南湖菱等水生蔬菜。2017年外河和內(nèi)河綜合營養(yǎng)指數(shù)分別為49.58和48.06，與2017年數(shù)據(jù)相比，指數(shù)均有下降，屬于中富營養(yǎng)化。自2015年，嘉興市進行河道整治，禁止河道種植水生蔬菜，改善外河水質(zhì)，效果顯著，但是河道水質(zhì)依然需要關(guān)注。

3 結(jié)論

（1）2014年與2017年水樣內(nèi)河總氮含量降低，COD升高，總磷下降，表明市政府整治河道，初現(xiàn)成績。

（2）河道疏浚過程中可能會增加水樣中COD含量。

（3）綜合富營養(yǎng)指數(shù)法表明嘉興市河流富營養(yǎng)化指數(shù)下降，但是仍處于中富營養(yǎng)化狀態(tài)，還需要繼續(xù)對河流污染進行治理。