化工園區(qū)周邊水體監(jiān)測(cè)及生態(tài)修復(fù)研究

摘要：當(dāng)前，部分化工園區(qū)周邊水體污染嚴(yán)重，監(jiān)測(cè)不全面，開展化工園區(qū)周邊水體監(jiān)測(cè)及生態(tài)修復(fù)勢(shì)在必行。本文選擇溶解氧、電導(dǎo)率、濁度、pH和總磷作為化工園區(qū)周邊水體監(jiān)測(cè)指標(biāo)，并對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行測(cè)量，然后對(duì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，基于監(jiān)測(cè)結(jié)果設(shè)計(jì)生態(tài)修復(fù)方案。實(shí)例應(yīng)用表明，生態(tài)修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用可以有效提升化工園區(qū)周邊水體環(huán)境質(zhì)量，應(yīng)用效果較好。

關(guān)鍵詞：化工園區(qū)；周邊水體；監(jiān)測(cè)；污染；生態(tài)修復(fù)

中圖分類號(hào)：X52 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1008-9500（2024）03-0-03

DOI：10.3969/j.issn.1008-9500.2024.03.052

Abstract： At present， the water pollution around some chemical industrial parks is severe and the monitoring is not comprehensive， it is imperative to carry out water monitoring and ecological restoration around chemical industrial parks. In this paper， dissolved oxygen， conductivity， turbidity， pH， and total phosphorus are selected as monitoring indicators for the surrounding water of the chemical park， and each indicator is measured， then real-time monitoring data is processed， and an ecological restoration plan is designed based on the monitoring results. The practical application shows that the application of ecological restoration technology can effectively improve the quality of water environment around chemical industrial parks， and the application effect is good.

Keywords： chemical industrial park; surrounding water bodies; monitoring; pollution; ecological restoration

隨著工業(yè)化的步伐不斷加快，化工園區(qū)在推動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)，也給周邊水體帶來前所未有的威脅。這些污染不僅破壞水體的生態(tài)平衡，還嚴(yán)重影響人體健康和生物多樣性。為有效應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)，要對(duì)化工園區(qū)周邊水體進(jìn)行持續(xù)、精準(zhǔn)的監(jiān)測(cè)。除此之外，采取生態(tài)修復(fù)技術(shù)對(duì)受污染水體進(jìn)行治理也是必不可少的措施。生態(tài)修復(fù)技術(shù)主要利用自然界的自凈能力，結(jié)合特定的工程手段，促進(jìn)水體的生態(tài)恢復(fù)[1]。例如，種植具有吸收污染物能力的水生植物，利用微生物的降解作用，可以有效降低水體的污染物濃度。在實(shí)際應(yīng)用中，監(jiān)測(cè)技術(shù)與生態(tài)修復(fù)技術(shù)相輔相成。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可以反映污染狀況和水體的生態(tài)響應(yīng)，從而調(diào)整生態(tài)修復(fù)策略[2]。同時(shí)，生態(tài)修復(fù)效果可通過監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)估和優(yōu)化，確保治理工作的有效性和可持續(xù)性。基于此，本文以某化工園區(qū)為例，開展周邊水體監(jiān)測(cè)，然后設(shè)計(jì)生態(tài)修復(fù)方案，從而提升化工園區(qū)周邊水體質(zhì)量，改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境。

1 水體監(jiān)測(cè)指標(biāo)選擇與測(cè)量

選擇溶解氧、總磷、電導(dǎo)率、濁度和pH作為化工園區(qū)周邊水體監(jiān)測(cè)指標(biāo)。溶解氧是指水體中溶解的氧氣含量，如果水體中溶解氧含量過低，會(huì)對(duì)水生生物造成影響。總磷是一種重要的水質(zhì)指標(biāo)，通常用來評(píng)估水體的營(yíng)養(yǎng)狀況。水體中總磷含量較高，容易導(dǎo)致水華的發(fā)生，破壞水體生態(tài)平衡，降低水質(zhì)，甚至影響人體健康。電導(dǎo)率是指水體的導(dǎo)電能力，與水中的離子含量有關(guān)，可以反映水體的污染程度，如果水體中存在大量的離子，如重金屬離子或有機(jī)物分解產(chǎn)生的離子，就會(huì)導(dǎo)致電導(dǎo)率升高[3]。濁度是指水體的渾濁程度，與水中的懸浮顆粒物有關(guān)。濁度可以反映水體的清潔度，如果水體存在大量的懸浮顆粒物，就會(huì)導(dǎo)致濁度升高。pH是指水體的酸堿度。pH可以反映水體的化學(xué)性質(zhì)，若水體嚴(yán)重偏酸性或堿性，則會(huì)對(duì)水生生物造成影響。這些指標(biāo)均可以通過儀器進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并獲得具體的數(shù)值。這些儀器設(shè)備具有操作簡(jiǎn)便、精度高、穩(wěn)定性好等特點(diǎn)，能夠滿足水體監(jiān)測(cè)的需求。通過監(jiān)測(cè)這些指標(biāo)的變化，人們可及時(shí)發(fā)現(xiàn)水體污染問題，為污染治理提供科學(xué)依據(jù)。

2 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理

化工園區(qū)周邊水體監(jiān)測(cè)過程難免會(huì)受到周圍環(huán)境的噪聲干擾，這些干擾可能來自風(fēng)、水流等，其可能會(huì)影響監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，從而降低監(jiān)測(cè)精度。為減少噪聲干擾，提高監(jiān)測(cè)精度，要對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理[4-5]。借助高性能數(shù)字濾波器完成數(shù)據(jù)去噪處理，其原理為通過計(jì)算機(jī)技術(shù)將傳感器采集的原始監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)輸入數(shù)字濾波器，利用濾波算法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。數(shù)字濾波器可以根據(jù)設(shè)定的濾波器類型（低通濾波、高通濾波、帶通濾波等）和相關(guān)參數(shù)對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行處理，去除或減弱噪聲信號(hào)，同時(shí)保留主要監(jiān)測(cè)信號(hào)。經(jīng)過數(shù)字濾波器處理后，數(shù)據(jù)更加平滑和穩(wěn)定，去除大部分干擾信號(hào)，有助于提高監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。數(shù)字濾波器技術(shù)的應(yīng)用可以有效降低監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的噪聲干擾，提高監(jiān)測(cè)精度，為水體質(zhì)量的準(zhǔn)確評(píng)估提供可靠的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

開展水體實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)時(shí)，設(shè)置于水質(zhì)監(jiān)測(cè)設(shè)備上的各傳感器對(duì)水質(zhì)進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)，將每一指標(biāo)轉(zhuǎn)化為模擬電信號(hào)，數(shù)字濾波器完成預(yù)處理后將其傳輸至數(shù)據(jù)獲取模塊，以供后續(xù)處理。該模塊將收集的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并將其送入通用分組無線業(yè)務(wù)（General Packet Radio Service，GPRS）網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊進(jìn)行處理。GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊對(duì)接收的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行打包，根據(jù)傳輸控制協(xié)議/互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議（Transmission Control Protocol/Internet Protocol，TCP/IP）進(jìn)行封裝，然后利用GPRS網(wǎng)絡(luò)向外發(fā)送數(shù)據(jù)包，再通過GPRS網(wǎng)絡(luò)向移動(dòng)網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商服務(wù)器發(fā)送數(shù)據(jù)包，將其傳遞到預(yù)先指定的監(jiān)視中心服務(wù)器的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議（Internet Protocol，IP）地址及端口。中央服務(wù)器應(yīng)用程序?qū)Σ杉臄?shù)據(jù)進(jìn)行處理，抽取各種水質(zhì)指標(biāo)并存入數(shù)據(jù)庫(kù)，按照指令進(jìn)行輸出和存儲(chǔ)。

3 基于監(jiān)測(cè)結(jié)果的生態(tài)修復(fù)方案

結(jié)合實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)生態(tài)修復(fù)方案，對(duì)化工園區(qū)周邊水體進(jìn)行生態(tài)修復(fù)。主要監(jiān)測(cè)指標(biāo)有溶解氧、總磷、電導(dǎo)率、濁度和pH，針對(duì)不同監(jiān)測(cè)指標(biāo)，可選擇不同的生態(tài)修復(fù)技術(shù)。

曝氣可以控制水體的溶解氧含量，向水體中注入空氣或純氧，可以增加水體的溶解氧含量。水體中種植一些能夠產(chǎn)生氧氣的水生植物，如藻類和高等植物，也可以增加溶解氧含量。總磷是影響水體生態(tài)系統(tǒng)健康度的重要因素。水體總磷含量超過正常范圍時(shí)，要第一時(shí)間加強(qiáng)對(duì)周邊排污口、農(nóng)業(yè)面源污染和工業(yè)廢水排放的監(jiān)管，減少污染物的輸入，然后引入適宜的水生植物和微生物，通過吸收和轉(zhuǎn)化總磷來降低水體的磷含量。這些生物可以有效地去除過量的總磷，同時(shí)提高水體的氧氣含量，改善水質(zhì)。

電導(dǎo)率可以反映水體的離子含量。水體含有過多的鹽分，可能導(dǎo)致電導(dǎo)率過高。這時(shí)，可使用過濾、離子交換或滲透等技術(shù)來降低離子濃度。電導(dǎo)率過低時(shí)，可添加適量鹽類物質(zhì)，如氯化鈉或硫酸鈉，增加離子含量。濁度是檢驗(yàn)水體生態(tài)修復(fù)效果的重要指標(biāo)。可以采用過濾、沉淀和吸附等方法，去除水體中的懸浮顆粒物，降低濁度。同時(shí)，控制污染源的排放也是降低濁度的有效手段。要對(duì)排污口進(jìn)行整治和管理，減少污染物的排放，從根本上改善水質(zhì)。pH過高或過低均可能對(duì)水生生物和水體生態(tài)造成不利影響。可添加酸或堿來調(diào)節(jié)pH，使其保持在適宜的范圍。同時(shí)，可以通過添加緩沖物質(zhì)來穩(wěn)定pH，使其不易受到外界因素的影響。

4 實(shí)例應(yīng)用分析

結(jié)合設(shè)計(jì)的水體監(jiān)測(cè)與生態(tài)修復(fù)技術(shù)，對(duì)化工園區(qū)周邊水體進(jìn)行全面的監(jiān)測(cè)和治理。完成修復(fù)后，開展水質(zhì)監(jiān)測(cè)，評(píng)估修復(fù)效果，觀察各項(xiàng)指標(biāo)是否得到有效改善，預(yù)測(cè)未來發(fā)展趨勢(shì)。對(duì)修復(fù)前后的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，全面了解治理效果和技術(shù)適用性，為今后水體污染治理提供參考。利用監(jiān)測(cè)技術(shù)，對(duì)一段時(shí)間內(nèi)化工園區(qū)周邊水體的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，結(jié)果如表1所示。

根據(jù)相關(guān)規(guī)定，水體溶解氧含量應(yīng)控制在5 mg/L以上，總磷含量應(yīng)控制在0.2 mg/L以下；電導(dǎo)率的標(biāo)準(zhǔn)范圍需要根據(jù)具體情況而定，一般控制在100～2 000 μS/cm；濁度是衡量水體清澈度的指標(biāo)，一般控制在10 NTU以下；pH的標(biāo)準(zhǔn)范圍應(yīng)該在6～9。對(duì)照表1數(shù)據(jù)可以看出，該化工園區(qū)周邊水體的電導(dǎo)率、濁度和pH均符合相關(guān)規(guī)定，而水體溶解氧與總磷含量過高。針對(duì)這一問題，利用上述技術(shù)對(duì)其進(jìn)行生態(tài)修復(fù)，完成修復(fù)后對(duì)水體的溶解氧與總磷含量進(jìn)行再次監(jiān)測(cè)，結(jié)果如表2所示。

從表2數(shù)據(jù)可以看出，該化工園區(qū)周邊水體應(yīng)用生態(tài)修復(fù)技術(shù)治理后，水體的各項(xiàng)指標(biāo)均得到明顯改善。水體溶解氧含量控制在5.55 mg/L以上，滿足水生生物的生存需求，總磷含量也降到小于0.2 mg/L，

同時(shí)，電導(dǎo)率、濁度和pH等指標(biāo)也得到改善，符合水體治理要求。監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，本文提出的生態(tài)修復(fù)技術(shù)在該化工園區(qū)周邊水體治理中具備實(shí)際應(yīng)用可行性。生態(tài)修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用不僅能夠有效地去除水體中的污染物，提高水體的自凈能力，改善水質(zhì)狀況，還能夠恢復(fù)水體的生態(tài)平衡，增強(qiáng)水體的自我調(diào)節(jié)能力。實(shí)踐表明，本文提出的水體監(jiān)測(cè)技術(shù)在實(shí)際操作中是可行的，通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水體的各項(xiàng)指標(biāo)，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)污染問題，為生態(tài)修復(fù)提供科學(xué)依據(jù)，同時(shí)，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的處理和分析也能夠?yàn)槲廴局卫硖峁┲笇?dǎo)。

5 結(jié)語(yǔ)

目前，部分化工園區(qū)周邊水體污染嚴(yán)重，必須加強(qiáng)水質(zhì)監(jiān)測(cè)和生態(tài)修復(fù)。在實(shí)際應(yīng)用中，要因地制宜，合理選用監(jiān)測(cè)方法和生態(tài)修復(fù)技術(shù)，對(duì)化工園區(qū)周邊水體進(jìn)行持續(xù)監(jiān)測(cè)，穩(wěn)步推進(jìn)生態(tài)修復(fù)。未來，要進(jìn)一步探索新型監(jiān)測(cè)方法和生態(tài)修復(fù)技術(shù)，提高化工園區(qū)周邊水體污染治理效果。

參考文獻(xiàn)

1 劉 玥，梁銘聰，梁穎珊，等.基于空-天-地高光譜的感潮河道水體鹽度監(jiān)測(cè)方法研究[J].水電與新能源，2023（12）：35-39.

2 王 妍，姚 杰，楊 樸，等.北京市黑臭水體治理的動(dòng)態(tài)遙感監(jiān)測(cè)及影響因素分析[J].環(huán)境工程學(xué)報(bào)，2022（9）：3092-3101.

3 曹 云，杭 鑫，高 藝，等.利用高分二號(hào)影像對(duì)城市黑臭水體遙感監(jiān)測(cè)：以南京市主城區(qū)為例[J].四川環(huán)境，2023（1）：208-217.

4 封 雷，封 麗，方 芳，等.基于改進(jìn)多層卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的水體富營(yíng)養(yǎng)化遙感監(jiān)測(cè)算法研究[J].計(jì)算機(jī)科學(xué)，2022（2）：388-392.

5 陳亞平，馬 莉.基于氣相色譜-質(zhì)譜法的水體中揮發(fā)性有機(jī)污染物實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)方法研究[J].環(huán)境科學(xué)與管理，2023（10）：144-149.

收稿日期：2024-01-16

作者簡(jiǎn)介：史作華（1977—），女，山東濟(jì)寧人，高級(jí)工程師。研究方向：環(huán)境監(jiān)測(cè)、環(huán)境工程。