昆明滇池流域A濕地公園2016—2020年水質(zhì)監(jiān)測與評價

張俊升，馬 方，李 莉，朱智紅，邢美榮

(昆明滇池水務(wù)環(huán)境監(jiān)測有限公司，云南 昆明 650206)

0 引言

滇池位于昆明市西南部，湖體面積306km2，平均水深5.3m，容積15.7億m3，是云南省最大的淡水湖，屬長江水系高原湖泊，流域面積約2920km2，有“高原明珠”之稱[1-2]。A濕地公園坐落于滇池東北角，于2014年5月開工建設(shè)，2016年1月對外開放。濕地公園北連王官濕地，東接呈貢新城，總規(guī)劃面積127.8hm2，是一個以生態(tài)修復(fù)為基底，生態(tài)濕地景觀為靈魂，集生態(tài)保育區(qū)、生態(tài)體驗區(qū)、綜合服務(wù)區(qū)三個功能區(qū)為特色的生態(tài)濕地。A濕地公園的建成對滇池起到水體凈化、生態(tài)恢復(fù)的積極作用。

1 監(jiān)測方案

1.1 采樣執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)

《HJ 495-2009水質(zhì) 采樣方案設(shè)計技術(shù)規(guī)定》《HJ 494-2009水質(zhì) 采樣技術(shù)指導(dǎo)》《HJ 493-2009水質(zhì)采樣 樣品的保存和管理技術(shù)規(guī)定》。

1.2 采樣點位

布設(shè)了5個具有代表性和合理性的取樣位置，即濕地進(jìn)水、小廣場、觀鳥屋、出水口、外海采樣點。

圖1 采樣點位置示意圖

1.3 采樣量

2.5L/個樣品。

1.4 采樣頻次

2016年1—4月每月1次，2016年5月—2020年4月每周1次，2020年5月份開始每兩周1次。

1.5 實驗室檢測指標(biāo)及執(zhí)行的方法標(biāo)準(zhǔn)

BOD5：《HJ 505-2009稀釋與接種法》；CODCr:《HJ 828-2017重鉻酸鹽法》；TP：《GB/T 11893-1989鉬酸銨分光光度法》；TN：《HJ 636-2012堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法》；NH3-N：《HJ 535-2009納氏試劑分光光度法》；SS：《GB/T 11901-1989重量法》；pH：《GB/T 6920-1986玻璃電極法》。

1.6 水質(zhì)執(zhí)行的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)

《GB 3838-2002地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》《DB 5301/T 43-2020城鎮(zhèn)污水處理廠主要水污染物排放限值》。

2 水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果與分析

2.1 BOD5監(jiān)測結(jié)果與分析

結(jié)論： A濕地公園進(jìn)水與出水的生化需氧量(BOD5)近5年均值皆<10mg/L，達(dá)到《GB 3838-2002地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》Ⅴ類水標(biāo)準(zhǔn)及昆明市地方標(biāo)準(zhǔn)《DB 5301/T 43-2020城鎮(zhèn)污水處理廠主要水污染物排放限值》C級。A濕地出水生化需氧量(BOD5)指標(biāo)優(yōu)于外海5#監(jiān)測點。

表1 生化需氧量(BOD5)年平均值統(tǒng)計表 (mg/L)

圖2 各監(jiān)測點位BOD5隨時間變化情況

2.2 COD監(jiān)測結(jié)果與分析

結(jié)論： A濕地公園進(jìn)水與出水的化學(xué)需氧量(COD)近5年平均值皆<30mg/L，優(yōu)于《GB 3838-2002地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》IV類水標(biāo)準(zhǔn)及昆明市地方標(biāo)準(zhǔn)《DB 5301/T 43-2020城鎮(zhèn)污水處理廠主要水污染物排放限值》B級。A濕地公園出水化學(xué)需氧量(COD)指標(biāo)優(yōu)于外海5#監(jiān)測點。

2.3 TP監(jiān)測結(jié)果與分析

結(jié)論：A濕地公園出水總磷(TP)近5年平均值<0.4mg/L，優(yōu)于《GB 3838-2002地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》Ⅴ類水標(biāo)準(zhǔn)及昆明市地方標(biāo)準(zhǔn)《DB 5301/T 43-2020城鎮(zhèn)污水處理廠主要水污染物排放限值》C級標(biāo)準(zhǔn)。濕地對總磷有一定的去除效果，2016—2020年A濕地對進(jìn)水總磷平均值的去除率為26.2%，2016—2020年9月份總計削減總磷 11.947 t (2016—2018年8月進(jìn)水以6萬m3/d計，2018年9月—2020年9月進(jìn)水以4萬m3/d計) 。 A濕地公園出水總磷(TP)指標(biāo)優(yōu)于外海5#監(jiān)測點。

表2 化學(xué)需氧量(COD)年平均值統(tǒng)計表 (mg/L)

圖3 各監(jiān)測點位COD隨時間變化情況

表3 總磷(TP)年平均值統(tǒng)計表 (mg/L)

圖4 各監(jiān)測點位總磷(T-P)隨時間變化情況

2.4 TN監(jiān)測結(jié)果與分析

結(jié)論： A濕地公園出水總氮(TN)近5年平均值≤10mg/L，達(dá)到昆明市地方標(biāo)準(zhǔn)《DB 301/T 43-2020城鎮(zhèn)污水處理廠主要水污染物排放限值》B級標(biāo)準(zhǔn)。濕地對總氮有一定的削減效果，2016—2020年濕地對進(jìn)水總氮平均值的去除率為14.5%，2016—2020年9月份總計削減總氮 144.872 t(2016—2018年8月進(jìn)水以6萬m3/d計，2018年9月—2020年9月進(jìn)水以4萬m3/d計) 。

表4 總氮(TN)年平均值統(tǒng)計表 (mg/L)

圖5 各監(jiān)測點位總氮(T-N)隨時間變化情況

2.5 NH3-N監(jiān)測結(jié)果與分析

結(jié)論：A濕地公園出水氨氮(NH3-N)近5年平均值<1.5mg/L，優(yōu)于《GB 3838-2002地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》Ⅳ類水(湖庫)標(biāo)準(zhǔn)及昆明市地方標(biāo)準(zhǔn)《DB 5301/T 43-2020城鎮(zhèn)污水處理廠主要水污染物排放限值》B級標(biāo)準(zhǔn)。濕地對氨氮有一定的削減效果，濕地對進(jìn)水氨氮平均值的去除率為44.6%，2016—2020年9月份總計削減氨氮 92.388 t(2016—2018年8月進(jìn)水以6萬m3/d計，2018年9月—2020年9月進(jìn)水以4萬m3/d計)。

2.6 SS監(jiān)測結(jié)果與分析

結(jié)論：A濕地公園出水懸浮物(SS)近5年均值皆<30mg/L，《GB 3838-2002地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》及昆明市地方標(biāo)準(zhǔn)《DB 5301/T 43-2020城鎮(zhèn)污水處理廠主要水污染物排放限值》均無對懸浮物的標(biāo)準(zhǔn)限值。

2.7 pH監(jiān)測結(jié)果與分析

結(jié)論：A濕地公園出水pH近5年均值皆在8～9，達(dá)到《GB 3838-2002地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中Ⅰ～Ⅴ類標(biāo)準(zhǔn)限值pH應(yīng)符合6～9的要求。

表5 氨氮(NH3-N)年平均值統(tǒng)計表 (mg/L)

圖6 各監(jiān)測點位氨氮(NH3-N)隨時間變化情況

表6 懸浮物(SS)年平均值統(tǒng)計表 (mg/L)

圖7 各監(jiān)測點位SS隨時間變化情況

表7 pH年平均值統(tǒng)計表(無量綱)

圖8 各監(jiān)測點位pH隨時間變化情況

3 水質(zhì)評價

3.1 單因子水質(zhì)標(biāo)識指數(shù)評價法[3-4]

單因子水質(zhì)標(biāo)識指數(shù)Pi表示為：

Pi= X1·X2X3

式中：X1為第i項水質(zhì)指標(biāo)的水質(zhì)類別，數(shù)字越大，表示監(jiān)測指標(biāo)的水質(zhì)污染越嚴(yán)重；X2為監(jiān)測數(shù)據(jù)在X1類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)下限值與上限值變化區(qū)間中所處的位置，數(shù)字越大，表示在同一類別的水質(zhì)中監(jiān)測指標(biāo)的污染越嚴(yán)重；X3為水質(zhì)類別與水體功能區(qū)目標(biāo)值的比較結(jié)果，如果水質(zhì)類別好于或達(dá)到功能區(qū)類別，則X3值為0，如果水質(zhì)類別差于功能區(qū)類別，則X3大于0，值越大說明污染越嚴(yán)重。

3.2 生化需氧量

(1)從監(jiān)測時間軸來看，監(jiān)測1#點進(jìn)水BOD52016—2020年總體呈下降趨勢，2020年相比2016年1#點BOD5下降了61.9%，2018年小廣場、觀鳥屋、出水的BOD5在近幾年監(jiān)測中顯示最高。2018—2020年監(jiān)測2#～4#點的BOD5逐年下降，2020年相比2018年分別下降了26%、34%、23%。

(2)從監(jiān)測點位空間軸來看，在A濕地監(jiān)測點位中小廣場的BOD5最高，觀鳥屋的BOD5略低，出水BOD5明顯高于進(jìn)水。

3.3 化學(xué)需氧量

(1)從監(jiān)測時間軸來看，監(jiān)測1#點進(jìn)水COD 2016—2020年呈下降趨勢，2020年相比2016年1#點COD下降了18.1%，2018年小廣場、觀鳥屋、出水的COD在近幾年監(jiān)測中顯示最高。2018—2020年監(jiān)測2#～4#點的COD逐年下降，2020年相比2018年分別下降了21%、28%、23%。

(2) 從監(jiān)測點位空間軸來看，在A濕地監(jiān)測點位中小廣場的COD最高，觀鳥屋的COD略低，出水COD明顯高于進(jìn)水。

3.4 總磷

(1)從監(jiān)測時間軸來看，2016—2020年A濕地監(jiān)測1#～5#點的總磷均呈現(xiàn)明顯的逐年下降趨勢，2020年相比2016年1#～5#點的總磷分別下降了61%、51%、56%、52%、9%。出水水質(zhì)由超Ⅴ類(2016—2017年)上升到Ⅴ類(2018年)再上升到Ⅳ類(2019—2020年)。

(2)從監(jiān)測點位空間軸來看，進(jìn)水流入2#點(小廣場)后總磷均有不同程度降低，之后流經(jīng)3#點有所升高，至流出濕地4#點又有所下降，2016年來總磷從進(jìn)水到出水均呈現(xiàn)明顯下降趨勢，總磷的濕地出水相比進(jìn)水2016年下降了34%、2017年下降了35%、2018年下降了9%、2019年下降了11%、2020年下降了19%。

3.5 總氮

(1)從監(jiān)測時間軸來看，2016—2020年各點位的總氮變化幅度微小，2020年與2019年相比，水質(zhì)監(jiān)測點1#、2#、3#、4#分別下降了13.0%、7.3%、9.9%、9.7%。

(2)從監(jiān)測點位空間軸來看，進(jìn)水流入2#點(小廣場)后總氮均有不同程度降低，之后流經(jīng)3#點略有升高，至流出濕地4#點又略有下降，2016年來總氮從進(jìn)水到出水均呈現(xiàn)下降趨勢，總氮的濕地出水相比進(jìn)水2016年下降了16.8%、2017年下降了11.9%、2018年下降了12.7%、2019年下降了15.4%、2020年下降了12.2%。

3.6 氨氮

(1)從監(jiān)測時間軸來看，1#～4#點位從2016年起至2019年呈逐年上升趨勢，到2020年則均有較大回落，降低至與2016年接近的水平。2020年水質(zhì)監(jiān)測點1#、2#、3#、4#、5#相比2019年氨氮分別下降了77.2%、80.7%、74.6%、75.9%、58.7%。2019年1#～4#監(jiān)測點位的氨氮值在2016—2020年監(jiān)測中均處于較高水平，這是由于進(jìn)入濕地的進(jìn)水中氨氮相對較高，故出水的氨氮值偏高。

(2)從監(jiān)測點位空間軸來看，進(jìn)水流入2#點(小廣場)后氨氮均有明顯降低，之后流經(jīng)3#點有所升高，至流出濕地4#點又有所下降，濕地出水的氨氮與進(jìn)水相比2016年下降了53.2%、2017年下降了55.5%、2018年下降了42.9%、2019年下降了41.3%、2020年下降了37.9%。

3.7 懸浮物

(1)從監(jiān)測時間軸來看，監(jiān)測1#點進(jìn)水從2016年到2020年逐年呈下降趨勢，2#～4#大體呈現(xiàn)逐年上升趨勢。與2016年相比2020年監(jiān)測1#點進(jìn)水SS下降了57.1%，2#～4#點則分別上升了36.0%、30.0%、73.7%，SS的上升可能是由于濕地中的水生植物枯死造成的。

(2)從監(jiān)測點位空間軸來看，監(jiān)測1#點進(jìn)水流入2#點后SS均明顯上升，之后流經(jīng)3#點有所下降，至流出濕地4#點又有所升高。

3.8 pH值

(1)從監(jiān)測時間軸來看，pH從2016年到2020年變化不大，監(jiān)測1#點進(jìn)水穩(wěn)定在7.40～7.70，2#～5#點在7.70～8.90變化，達(dá)到地表水pH應(yīng)滿足6～9的要求。

(2)從監(jiān)測點位空間軸來看，監(jiān)測1#點進(jìn)水流入2#點后pH明顯上升，之后流經(jīng)3#點、4#點均大部分維持在8～9，5#點在所有監(jiān)測點位中居于較高水平。

3.9 綜合評價

根據(jù)A濕地公園的生態(tài)涵養(yǎng)等功能，以《GB 3838-2002地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》Ⅲ類水質(zhì)作為評價標(biāo)準(zhǔn)，采用單因子水質(zhì)標(biāo)識指數(shù)法，選取TN、TP、BOD5、COD、SS、NH3-N、pH作為參評因子，對濕地進(jìn)行水質(zhì)評價如下：

(1)濕地水質(zhì)明顯好于外海水質(zhì)；

(2)水質(zhì)基本達(dá)到Ⅳ、Ⅴ類水質(zhì)；

(3)出水點的水質(zhì)遠(yuǎn)高于進(jìn)水口水質(zhì)，表明濕地具有較好的自凈功能。

3.9.1 2016—2020年總磷去除情況分析(表8)3.9.2 2016—2020年總氮去除情況分析(表9)3.9.3 2016—2020年氨氮去除率統(tǒng)計(表10)

4 水質(zhì)總體情況

對2016—2020年A濕地出水的各監(jiān)測指標(biāo)總體監(jiān)測結(jié)果進(jìn)行匯總，并根據(jù)《GB 3838-2002地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》對統(tǒng)計數(shù)據(jù)進(jìn)行水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)評價，結(jié)果見表11。

表8 總磷年平均值去除率統(tǒng)計表 (mg/L)

表9 總氮年平均值去除率統(tǒng)計表 (mg/L)

表10 氨氮年平均值去除率統(tǒng)計表 (mg/L)

表11 A濕地公園2016—2020年出水監(jiān)測結(jié)果統(tǒng)計表

5 結(jié)論

A濕地公園水質(zhì)監(jiān)測分析報告主要從生化需氧量(BOD5)、化學(xué)需氧量(COD)、總磷(TP)、總氮(TN)、氨氮(NH3-N)、懸浮物(SS)、pH值共7個指標(biāo)來統(tǒng)計分析，并以《GB 3838-2002地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》及昆明市地方標(biāo)準(zhǔn)《DB 5301/T 43-2020城鎮(zhèn)污水處理廠主要水污染物排放限值》為評價標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評價。在2016—2020年9月近五年的時間，總磷(TP)、總氮(TN)及氨氮(NH3-N)三個指標(biāo)有較好的去除效果，去除率分別為 26.2%、14.5%、44.6%，分別削減了11.947t、 144.872t、 92.388t(2016—2018年8月進(jìn)水以6萬m3/d計，2018年9月—2020年9月進(jìn)水以4萬m3/d計)。

結(jié)果表明：

(1)A濕地公園污染因子主要是TN、TP和NH3-N；

(2)A濕地公園對水體中TN、TP、NH3-N的去除效果良好，表明A濕地公園對水質(zhì)的改善和保持起到較好的作用；

(3)下一步建議加強濕地中植被養(yǎng)護(hù)、底泥疏浚等工作，以繼續(xù)改進(jìn)濕地的水體環(huán)境和質(zhì)量。