綿陽市城市景觀水體富營養(yǎng)化調(diào)查與分析

陳 靜，李 瑾，何云曉，2，方 玲，林玉虎，陳娟，2

(1.綿陽師范學(xué)院 城鄉(xiāng)建設(shè)與規(guī)劃學(xué)院，四川 綿陽 621000；2.川西北鄉(xiāng)村人居環(huán)境建設(shè)四川省高校工程研究中心，四川 綿陽 621000)

1 引言

城市水體是城市人文和自然景觀要素及休閑娛樂的重要場所[1]。現(xiàn)代化城市的加速發(fā)展和建設(shè)導(dǎo)致人類活動(dòng)不斷加劇，大量營養(yǎng)成分輸入湖泊水體，且這些水體多處于靜止、封閉(半封閉)的狀態(tài)[2]，城市景觀水體受到了不同程度的污染，開始出現(xiàn)富營養(yǎng)化問題。近年全國水域的水環(huán)境質(zhì)量調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，流經(jīng)我國42個(gè)大中城市的44條河流，93%的河段水質(zhì)已被污染，50%的重點(diǎn)飲用水源地不符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。此外，城市公園水體水質(zhì)惡化，浮游藻類瘋長，富營養(yǎng)化狀況嚴(yán)重[3]。綿陽是國家園林城市，目前關(guān)于綿陽城市景觀水體富營養(yǎng)化狀況卻鮮有研究報(bào)道。鑒于此，本研究通過對(duì)綿陽城區(qū)5處水體各項(xiàng)水質(zhì)參數(shù)的測定，結(jié)合自然和社會(huì)環(huán)境因素調(diào)查，分析了綿陽市景觀水體的富營養(yǎng)狀態(tài)及其原因，提出了相應(yīng)的修復(fù)措施和建議。

2 研究方法

2.1 水體水質(zhì)分析

本研究選取了綿陽南湖公園、南山公園、西山公園、奧林春天和太陽城小區(qū)等5處景觀水體，每處水體取5個(gè)水樣進(jìn)行水質(zhì)分析，測定水樣中的pH值、總氮、總磷、懸浮物總量、葉綠素a、生化需氧量、溶解氧等指標(biāo)。水體懸浮物測定用過濾稱重法。總氮測定采用開氏法(CJ/T103-1999)，總磷測定采用硫酸-高氯酸氧化-鉬藍(lán)比色法(GB11893-89)，葉綠素a采用分光光度法(HJ897-2017)，生化需氧量采用五日培養(yǎng)法(HJ505-2009)，溶解氧測定采用碘量法(GB7489-87)。

2.2 水體生物及環(huán)境調(diào)查

調(diào)查水體中水生植物名稱、種類、生長情況；水體中的生物種類(如魚類等)。調(diào)查景觀水體的形狀、透明度、排水和引水形式和設(shè)施的設(shè)置、水體周圍土地利用的方式(如空地、建筑群、草地、淺灘等)，調(diào)查水體周圍約3～5 m范圍內(nèi)的草本、灌木和喬木植物分布和生長情況。

3 結(jié)果與分析

3.1 不同景觀水體的水質(zhì)特征及富營養(yǎng)等級(jí)

調(diào)查顯示，各景觀水體的pH值在7～8之間，均呈弱堿性。在居住區(qū)景觀水體中，太陽城居住區(qū)景觀水體表面有明顯的綠藻生長。公園景觀水體中，基本無明顯綠藻生長。如表1所示，居住小區(qū)生化需氧量(BOD)、懸浮物(SS)均高于公園景觀水體。除西山公園總氮(TN)相對(duì)偏低外，南湖公園、南山公園、奧林春天小區(qū)、太陽城小區(qū)總氮平均值均大于2 mg/L。總磷(TP)除南湖公園低于0.3 mg/L以外，其余景觀水體總磷均大于0.3 mg/L。5處景觀水體的氮磷含量均已超過地表水正常氮磷值，受到了不同程度的污染。居住小區(qū)景觀水體葉綠素a整體比公園景觀水體葉綠素a要高。

如表2所示，葉綠素a(Chla)、TP、TN常作為評(píng)價(jià)富營養(yǎng)化等級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)。國際上一般把水體TP濃

表1 不同景觀水體水質(zhì)

度達(dá)到0.02 mg/L， TN濃度達(dá)到0.2 mg/L作為水體富營養(yǎng)化的發(fā)生濃度[4]。同時(shí)水體葉綠素a濃度大于10 mg/L，BOD5濃度大于10 mg/L也是水體發(fā)生富營養(yǎng)化的重要指標(biāo)。據(jù)已測得的數(shù)據(jù)，南湖公園TP和TN高出國際標(biāo)準(zhǔn)值10～13倍；南山公園TP和TN高出國際標(biāo)準(zhǔn)15～17倍；西山公園TP平均值為0.360 mg/L，高出國際標(biāo)準(zhǔn)值18倍，TN平均值為1.77mg/L，高出國際標(biāo)準(zhǔn)值8～9倍；奧林春天小區(qū)TP為0.42 mg/L，高出國際標(biāo)準(zhǔn)值20～21倍，TN平均值為2.35 mg/L，高出國際標(biāo)準(zhǔn)值17～18倍；太陽城小區(qū)TP平均值為0.32 mg/L，高出國際標(biāo)準(zhǔn)值15～16倍，TN平均值為2.07 mg/L，高出國際標(biāo)準(zhǔn)值10～11倍。除了南湖公園景觀水體葉綠素a稍偏低外，其他景觀水體葉綠素a均大于10 mg/L。5處景觀水體的BOD5均大于10 mg/L。可見，5處景觀水體都受到了不同程度的污染而達(dá)到富營養(yǎng)化，且都達(dá)到了中級(jí)富營養(yǎng)及以上水平。公園景觀水體富營養(yǎng)化等級(jí)均低于居住區(qū)景觀水體。

表2 水體富營養(yǎng)化程度分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

3.2 水體環(huán)境調(diào)查

調(diào)查顯示, 居住區(qū)水體面積均小于公園景觀水體, 水體深度一般不超過1 m，可見水底沉積物多為周圍植物凋落物。而公園景觀水體較深，均大于2 m，水體透明度均不超過55 cm，沉積物基本不可見。在引排水設(shè)施方面，奧林春天居住區(qū)主要采用管道的方式，有明顯的引排水管道，太陽城居住區(qū)無明顯的引排水管道。公園景觀水體按照地勢(shì)，設(shè)置專門的引水和排水口，增加水體的流動(dòng)性。由表3可知，5處景觀水體的水生植物種類較少，且面積較小，除太陽城小區(qū)風(fēng)車草部分枯萎外，植物生長基本良好。公園景觀水體的挺水植物大多栽植在水邊淺水區(qū)，而居住區(qū)景觀水體挺水植物分布較為廣泛。居住區(qū)景觀水體中，太陽城水體基本無明顯的水生動(dòng)物，奧林春天水體有較少數(shù)量魚類。公園景觀水體中，水生動(dòng)物較多，其中南湖公園水生動(dòng)物最為豐富，南山公園為游賞型水面，水生動(dòng)物較少；西山公園淺水處魚類較多，多為飼料投喂。

表3 水生植物生長情況

3.3 綿陽景觀水體富營養(yǎng)化的原因分析

綿陽景觀水體地勢(shì)相對(duì)較低，降水導(dǎo)致大量污染物匯集于水體中，而引排水和雨污分流設(shè)施不完善，污水無法及時(shí)排出，營養(yǎng)物質(zhì)增加，超出水體承受能力。且綿陽市夏季降水集中，將水底底泥沉積物中的營養(yǎng)物質(zhì)再次帶入水體中，導(dǎo)致氮磷濃度升高。居住區(qū)景觀水體水量少，且水位淺，基本處于靜止不流動(dòng)的狀態(tài)，適宜藻類浮游生物的生長。居住區(qū)景觀水體蜿蜒曲折，沿岸較長，每年會(huì)有大量的落葉、花瓣等落入水中，這些沉積物腐爛在水底，增加了水體的氮磷含量，成為藻類植物的營養(yǎng)來源[5]。此外，景觀水體中的動(dòng)植物相對(duì)比較單一 ,無法形成完整的水生生態(tài)鏈，導(dǎo)致水質(zhì)惡化。

4 結(jié)論與建議

根據(jù)水質(zhì)分析結(jié)果表明：綿陽市城市景觀水體受到了不同程度的污染，按照《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838—2002)，綿陽市景觀水體水質(zhì)均為Ⅴ類水質(zhì)。水體總磷(TP)、總氮(TN)超出了國際標(biāo)準(zhǔn)水平，出現(xiàn)了不同程度的富營養(yǎng)化。5處景觀水體富營養(yǎng)化程度為：太陽城居住區(qū)>奧林春天居住區(qū)>南山公園>西山公園>南湖公園。其中，居住區(qū)景觀水體為中度富營養(yǎng)化，公園景觀水體為輕度富營養(yǎng)化，居住區(qū)富營養(yǎng)化程度高于公園景觀富營養(yǎng)化程度。

建議從以下方面著手防治景觀水體的富營養(yǎng)化。

4.1 豐富水生植物種類，構(gòu)建動(dòng)植物生態(tài)鏈和良好的水生生態(tài)系統(tǒng)

濾食性水生動(dòng)物可以消除藻類和促進(jìn)水體中有機(jī)碎屑的分解[6]，水生植物可以直接從水層和底泥中吸收氮、磷，并同化為自身的結(jié)構(gòu)[7，8]，多引入一些沉水植物如黑藻屬、苦草屬、金魚草屬植物，豐富水生植物種類，其中金魚藻可以抑制浮游植物生長，改變浮游植物結(jié)構(gòu),致使浮游藻類減少[9]。水體中配合栽植挺水植物和沉水植物，放養(yǎng)濾食性水生動(dòng)物，不但可以促進(jìn)水體藻類植物的消除，而且能降低水體氮磷濃度[10]。

4.2 合理設(shè)置水體沿岸植物緩沖帶，減少污染物進(jìn)入水體

水岸緩沖帶能夠在地表徑流進(jìn)入水體之前，通過沉積、滲透、土壤吸附、植物吸收、反硝化作用和微生物固定等，有效攔截農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源氮對(duì)水體的污染[11]。混交植物緩沖帶對(duì)徑流水中總氮的去除率較高[12，13]。應(yīng)合理配置喬灌草植物，設(shè)置植物緩沖帶，能有效避免更多的污染物進(jìn)入水體。