人類活動(dòng)對(duì)黃山風(fēng)景區(qū)水質(zhì)的影響

余 悅

(黃山風(fēng)景區(qū)管委會(huì)園林局，安徽 黃山 245899)

黃山風(fēng)景名勝區(qū)位于安徽省黃山市境內(nèi)，是我國(guó)首批國(guó)家級(jí)重點(diǎn)風(fēng)景名勝區(qū)，同時(shí)也是全國(guó)文明風(fēng)景旅游區(qū)和國(guó)家5A級(jí)旅游景區(qū)[1]。黃山風(fēng)景名勝區(qū)已被列入世界文化與自然遺產(chǎn)名錄，且于2004年成為世界地質(zhì)公園[2]。本文通過(guò)對(duì)2021年度黃山風(fēng)景區(qū)多個(gè)水庫(kù)水質(zhì)進(jìn)行取樣調(diào)查，分析水質(zhì)理化指標(biāo)，探索景區(qū)水質(zhì)在不同季節(jié)時(shí)段與人類活動(dòng)的相互關(guān)系，為研究山岳型風(fēng)景區(qū)水質(zhì)變化與人類活動(dòng)影響提供一定的參考。

1 研究區(qū)概況

黃山風(fēng)景區(qū)屬于亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候區(qū)，雨量充沛，地表水資源豐富[3]，但年均降水不均，降雨主要集中在夏季，約占全年降水量的60%，雨量的集中以及降水強(qiáng)度的增大容易引發(fā)各類地質(zhì)災(zāi)害[4]。而在秋冬季則易出現(xiàn)降水少，水量枯竭的情況，導(dǎo)致生活和生態(tài)用水匱乏。因此，為了保證全年景區(qū)的用水，在景區(qū)周圍修建了多個(gè)水庫(kù)，保證了水資源的供給，一定程度上緩解了局部時(shí)段用水緊張的局面，為景區(qū)良好生態(tài)系統(tǒng)的平衡提供了有力的保障。

隨著人們用水需求的增加以及景區(qū)游客的增多，研究如何保證景區(qū)周邊水庫(kù)水環(huán)境質(zhì)量十分重要。因此，本文通過(guò)對(duì)2021年度黃山風(fēng)景區(qū)周邊多個(gè)水庫(kù)的水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，探究不同時(shí)段人類活動(dòng)對(duì)水庫(kù)水質(zhì)的影響。

2 研究范圍及方法

2.1 研究范圍

采樣點(diǎn)位：云谷水庫(kù)、五里橋水庫(kù)、天海水庫(kù)、西海水庫(kù)。

采樣時(shí)間：第一季度(2021年3月22日)；第二季度(2021年6月23日)；第三季度(2021年9月23日)；第四季度(2021年10月25日)。

2.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

水質(zhì)指標(biāo)：pH值、水溫、溶解氧、高錳酸鹽指數(shù)、化學(xué)需氧量、五日生化需氧量、氨氮、總磷。

2.3 實(shí)驗(yàn)所用儀器

PHBJ-260便攜式pH計(jì)、-10～50℃水銀溫度計(jì)、JPBJ-608便攜式溶解氧測(cè)定儀、HCA-102標(biāo)準(zhǔn)COD消解器、SHP-100智能生化培養(yǎng)箱、UV-2700紫外可見分光光度計(jì)。

2.4 實(shí)驗(yàn)方法

pH值采用《水質(zhì)pH值的測(cè)定 電極法》(HJ 1147—2020)測(cè)定；水溫采用《水質(zhì) 水溫的測(cè)定 溫度計(jì)或顛倒溫度計(jì)測(cè)定法》(GB 13195—1991)測(cè)定；溶解氧采用《水質(zhì) 溶解氧的測(cè)定 電化學(xué)探頭法》(HJ 506—2009)測(cè)定；高錳酸鹽指數(shù)采用《水質(zhì) 高錳酸鹽指數(shù)的測(cè)定》(GB 11892—1989)測(cè)定；化學(xué)需氧量采用《水質(zhì) 化學(xué)需氧量的測(cè)定 重鉻酸鹽法》(HJ 828—2017)測(cè)定；五日生化需氧量采用《水質(zhì) 五日生化需氧量(BOD5)的測(cè)定 稀釋與接種法》(HJ 505—2009)測(cè)定；氨氮采用《水質(zhì) 氨氮的測(cè)定 納氏試劑分光光度法》(HJ 535—2009)測(cè)定；總磷采用《水質(zhì) 總磷的測(cè)定 鉬酸銨分光光度法》(GB 11893—1989)測(cè)定。

3 結(jié)果與分析

為了探究不同時(shí)段人類活動(dòng)對(duì)水庫(kù)水質(zhì)的影響，分別對(duì)云谷水庫(kù)、五里橋水庫(kù)、天海水庫(kù)和西海水庫(kù)水源在不同季節(jié)進(jìn)行取樣測(cè)試。通過(guò)分析氨氮、水溫、pH值、溶解氧、高錳酸鹽指數(shù)、化學(xué)需氧量、五日生化需氧量、總磷、硫化物等指標(biāo)，研究人類活動(dòng)與水體水質(zhì)之間的聯(lián)系。本研究所涉及水質(zhì)指標(biāo)均按照國(guó)標(biāo)進(jìn)行相應(yīng)的測(cè)試。

水體pH值是衡量水體水質(zhì)變化的重要化學(xué)指標(biāo)之一，水體pH值的變化通常能夠反映出水生態(tài)的變化。有研究表明[5]，水體pH值在6～9之間水質(zhì)處于較好的狀態(tài)，能夠較好地保證水生生態(tài)系統(tǒng)的平衡，pH值低于6或者高于9將會(huì)產(chǎn)生水環(huán)境問(wèn)題，因此，pH值對(duì)水環(huán)境有著重大意義。四大水庫(kù)在不同季節(jié)的水體pH值變化趨勢(shì)見圖1。由圖1可以看出，云谷水庫(kù)、五里橋水庫(kù)和西海水庫(kù)水體pH值顯示出輕微的變化，表明水體pH值比較穩(wěn)定，水生生態(tài)系統(tǒng)平衡發(fā)展。而天海水庫(kù)水體pH值雖在一個(gè)合理的范圍內(nèi)，但是波動(dòng)較大，且第一季度水體pH值偏低。

圖1 水體pH值

水體水溫是衡量水中溶解氧含量的重要指標(biāo)。一般來(lái)說(shuō)，水溫越低，溶解氧含量越高[6]。由圖2可以看出，第一季度和第四季度水溫比較低，水體中溶解氧含量比較高。而第二季度和第三季度，因?yàn)樗w溫度的升高，導(dǎo)致溶解氧含量有所降低，但是仍處于一個(gè)較好的范圍內(nèi)(不小于6)，表明周邊水環(huán)境較好。

圖2 水體水溫和溶解氧指標(biāo)

人類活動(dòng)對(duì)水體中營(yíng)養(yǎng)元素以及有機(jī)物含量會(huì)造成比較大的影響[7]，通過(guò)水體中高錳酸鹽指數(shù)和需氧量等指標(biāo)的測(cè)定來(lái)評(píng)估水體受有機(jī)物污染的情況(見圖3)。需氧量和高錳酸鹽指數(shù)越高，表明水體中有機(jī)污染物含量越高，污染越嚴(yán)重。同時(shí)水體中有機(jī)物能夠通過(guò)水中微生物代謝進(jìn)行降解，有機(jī)物越多，微生物在分解過(guò)程中需要的氧氣量也越高，導(dǎo)致水體中溶解氧不斷降低，水質(zhì)不斷惡化。通過(guò)對(duì)四大水庫(kù)在不同季節(jié)所采水樣進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)高錳酸鹽指數(shù)(不大于4)在合理的波動(dòng)范圍內(nèi)，符合國(guó)家Ⅰ類或者Ⅱ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，表明黃山風(fēng)景名勝區(qū)周邊水質(zhì)幾乎沒有因人為活動(dòng)的影響而造成水體污染，水生生態(tài)系統(tǒng)比較穩(wěn)定。比較不同點(diǎn)位，發(fā)現(xiàn)天海水庫(kù)水體高錳酸鹽指數(shù)略高于其他三大水庫(kù)。

圖3 水體高錳酸鹽指標(biāo)

此外，為了進(jìn)一步確認(rèn)四大水庫(kù)在不同季節(jié)受有機(jī)污染物的影響情況，分別進(jìn)行了化學(xué)需氧量和五日生化需氧量的測(cè)試。如圖4所示，化學(xué)需氧量顯示出與高錳酸鹽類似的結(jié)果?；瘜W(xué)需氧量結(jié)果滿足國(guó)家地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中Ⅰ類限值(不大于15)，水體水質(zhì)較為穩(wěn)定，沒有受到有機(jī)污染物污染。通過(guò)進(jìn)一步比較不同點(diǎn)位，發(fā)現(xiàn)天海水庫(kù)水體化學(xué)需氧量指數(shù)高于其他水庫(kù)。天海水庫(kù)位于黃山風(fēng)景區(qū)游客較多地段，其中景區(qū)中賓館、飯店、公共廁所聚集，人類活動(dòng)較多，可能會(huì)對(duì)雨水沖刷流入水庫(kù)的地表徑流產(chǎn)生一定的影響，導(dǎo)致天海水庫(kù)高錳酸鹽指數(shù)略有增加。

圖4 水體化學(xué)需氧量指標(biāo)

通過(guò)五日生化需氧量指標(biāo)的檢測(cè)，以水體中微生物對(duì)有機(jī)污染物的降解來(lái)評(píng)估水體受有機(jī)污染的情況。如圖5所示，四大水庫(kù)未超過(guò)國(guó)家Ⅰ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)(不大于3)，其中五里橋水庫(kù)、西海水庫(kù)和云谷水庫(kù)在各季度中水質(zhì)比較穩(wěn)定，五日生化需氧量比較低，而天海水庫(kù)與其他水庫(kù)相比，五日生化需氧量指數(shù)明顯高于其他水庫(kù)。

圖5 水體五日生化需氧量指標(biāo)

綜合高錳酸鹽指數(shù)、化學(xué)需氧量和五日生化需氧量，發(fā)現(xiàn)人類活動(dòng)對(duì)天海水庫(kù)水質(zhì)產(chǎn)生了較大影響。由于天海水庫(kù)靠近游客聚集地，賓館、飯店、公共廁所聚集，人類活動(dòng)較多，可能會(huì)對(duì)雨水沖刷流入水庫(kù)的地表徑流產(chǎn)生一定的影響，致使水庫(kù)水體中有機(jī)污染物含量略高于景區(qū)周邊其他三大水庫(kù)。且該水庫(kù)水流平緩，水體無(wú)法得到及時(shí)的更新，致使水庫(kù)因微生物降解導(dǎo)致的溶解氧略低，同時(shí)水中的一些厭氧菌快速繁殖、生長(zhǎng)，最終導(dǎo)致天海水庫(kù)雖然總體處于較好的水質(zhì)狀態(tài)，但是與周邊其他三大水庫(kù)相比，其高錳酸鹽指數(shù)、化學(xué)需氧量和五日生化需氧量均略高，需要采取一定的處理措施以降低游客的增加對(duì)水庫(kù)水質(zhì)產(chǎn)生的影響。

水體中氮、磷等元素為水體中藻類的生長(zhǎng)提供必要的營(yíng)養(yǎng)元素，而過(guò)多的氮、磷等元素存在于水體中會(huì)導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化，水生態(tài)系統(tǒng)物種分布失衡，破壞水生生態(tài)系統(tǒng)的平衡，出現(xiàn)水質(zhì)惡化的現(xiàn)象，嚴(yán)重威脅著水生生物的生存，造成魚類、水生植物的大量死亡。因此，對(duì)水中氮、磷元素進(jìn)行氨氮和總磷指標(biāo)的測(cè)定，探究水體中營(yíng)養(yǎng)元素的含量。

如圖6所示，四大水庫(kù)的氨氮數(shù)值均低于國(guó)家地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)Ⅰ類限值(不大于0.5)，水質(zhì)處于優(yōu)良狀態(tài)。通過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，天海水庫(kù)的氨氮含量顯著高于其他三大水庫(kù)。氨氮濃度過(guò)高與水體中有機(jī)物濃度偏高有直接關(guān)系，與上述結(jié)論一致。在水體中化學(xué)需氧量較高的情況下，硝化菌的降解作用會(huì)被抑制，導(dǎo)致水體中厭氧菌處于活躍的狀態(tài)，使有機(jī)氮發(fā)生水解轉(zhuǎn)化為氨氮，導(dǎo)致天海水庫(kù)中氨氮含量較高。游客的集中以及部分受人類活動(dòng)影響的地表徑流隨雨水沖刷進(jìn)入天海水庫(kù)，對(duì)水體中氨氮濃度的增加起主要作用。

圖6 水體氨氮指標(biāo)

總磷是指水體中磷元素的含量，主要以正磷酸鹽、縮合磷酸鹽、焦磷酸鹽、偏磷酸鹽和有機(jī)團(tuán)結(jié)合的磷酸鹽等形式存在[7]。其主要來(lái)源為生活污水、化肥以及農(nóng)藥等。水體中的磷元素為藻類的生長(zhǎng)提供必要的能量，因此，磷元素是衡量水體藻類生長(zhǎng)狀況的一個(gè)指標(biāo)，也是衡量水體富營(yíng)養(yǎng)化的一個(gè)重要指標(biāo)。如圖7所示，五里橋水庫(kù)、西海水庫(kù)、云谷水庫(kù)和天海水庫(kù)中總磷指數(shù)遠(yuǎn)低于國(guó)家地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)Ⅰ類限值(不大于0.4)，表明水質(zhì)處于優(yōu)良狀態(tài)。

圖7 水體總磷指標(biāo)

4 結(jié) 語(yǔ)

通過(guò)對(duì)黃山風(fēng)景名勝區(qū)周邊的五里橋水庫(kù)、西海水庫(kù)、云谷水庫(kù)和天海水庫(kù)進(jìn)行不同季度的水質(zhì)檢測(cè)，研究了水質(zhì)指標(biāo)與人類活動(dòng)的相互關(guān)系，研究表明：

人類活動(dòng)對(duì)水質(zhì)產(chǎn)生明顯的影響；黃山風(fēng)景名勝區(qū)周邊的水質(zhì)整體向好，大部分指標(biāo)處于國(guó)家地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)Ⅰ類限值，少量指標(biāo)處于國(guó)家地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)Ⅱ類限值；天海水庫(kù)水質(zhì)指標(biāo)因游客的集中略高于其他三大水庫(kù)。

研究表明，強(qiáng)化對(duì)游客聚集地的管理，加強(qiáng)游客行為的引導(dǎo)以及地表徑流的污染處理，對(duì)于提升山岳型景區(qū)水環(huán)境質(zhì)量具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。