地表水污染狀態實時監測與污染物特征分布研究

如昊　嚴惠華

摘要：在廣東省黃岡河流域，由于亞熱帶季風氣候和大量降雨導致的土壤侵蝕，地表水污染成為一個嚴重問題。為降低損失，文章實施了實時監測并分析污染物特征分布。首先，對地理、氣候、地表水利用及污染現狀進行了深入分析；然后，利用地表水微波檢測法進行實時監測；最后，基于監測結果，采用單因子指數評價法對地表水污染物特征分布進行了分析。結果表明，文章研究成功實現了實時監測，并展示良好的污染物特征分布分析能力，為地表水污染防治提供有力保障。

關鍵詞：地表水污染；污染監測；污染物特征分析；微波檢測法；單因子指數評價法

中圖分類號：X832 文獻標志碼：B

前言

在中國南方地區已經出現“水質型”缺水現象，部分地區的地表水污染更嚴重，直接危害到人們的身體健康及社會發展。為了盡量降低地表水污染造成的損失，需要對其污染狀態開展實時監測，并全面分析其污染物特征分布情況，進而提高污染防治效果。例如岳俊濤等人以仙女湖為研究目標，使用水污染指數法對該研究區的逐月地表水質展開監測，采用綜合營養狀態指數法合理分析其水質變化特征。

隨著工業化和城市化的不斷發展，地表水面臨著嚴重的污染問題。地表水污染不僅對環境造成嚴重影響，也對人類健康和可持續發展構成威脅。污染物如有機物、重金屬、農藥和化肥等進入地表水后，會引起水質惡化，甚至對水生態系統和生物多樣性產生不可逆轉的影響。

廣東省黃岡河流域地處亞熱帶季風氣候區，特點之一是雨量充沛，但雨水容易沖刷地表的污染物進入水體。當土壤侵蝕發生時，含有農藥、化肥等化學物質的土壤被沖刷到水體中，引發地表水污染。為降低污染造成的損失，研究針對地表水污染狀態展開實時監測，分析污染物特征分布情況。

1 研究方向

1.1 自然環境概況

為實現對地表水污染狀態的實時監測以及對其污染物特征分布，以黃岡河流域為實驗研究對象。近幾年平均降雨量約為1806mm，而干旱指數達到0.69。

1.2 污染狀態實時監測方法

采用地表水微波檢測法對監測區域地表水的污染狀態開展實時監測，如圖1所示；微波檢測法是通過測量反射波或透射波的頻率、振幅等參數，來推斷被測物質的狀態和性質。監測手段包括雷達、微波干涉儀、諧振腔微擾技術等。操作流程包括設定微波源的頻率、功率，選擇合適傳感器，接收并處理反射波或透射波信號等。監測精度高可達0.1℃。優點包括高精度、非接觸、快速測量，對環境干擾免疫，缺點包括對物質成分敏感，需預先標定，對硬件要求較高。因受污染物質種類和濃度的影響，電磁波的吸收敏感頻率和吸收程度均由一定的差別。根據該特性，設在各敏感頻率上測量的電磁波衰減為D1，D2，…，Dm及單位距離衰減d1=D1/f，d2=D2/f，…，dm=Dm/f，其中f為黃岡河流域地表水中發射天線和接收天線的距離。該范圍選擇相應的l矩陣：

根據計算結果C1，C2，…，Cm和吸收-含量關系，利用計算機查表法監測出黃岡流域的污染狀態和各污染物含量。

1.3 污染物特征分布分析方法

利用單因子指數評價法對黃岡河流域地表水污染物特征時空分布展開分析，公式如式（2）：

Ai=Vi/Vd，i 式（2）

式（2）中，Vd，i和Ai用于描述第i種因子的評價標準和污染指數；V為濃度，單位為mg／L。

2 結果與分析

2.1 污染狀態監測結果

以《CB 3838-2002地表水環境質量標準》為評定標準，開展以下幾項監測項目：溫度、pH值、濁度、總不可濾殘渣、氨氮、總氮（TN）、總磷（TP）、COD、BOD等。利用微波檢測法得到近三年來黃岡河流域地表水水質平均數據的實時監測結果見表1。

2.2 地表水污染物特征分布分析

2.2.1 主要污染物時空分布特征

式（2）計算針對于黃岡河流域汛期和非汛期的主要污染物特征時空分布結果見圖1。

根據圖1得出，污染物為氨氮、總氮、總磷、COD、BOD。整體上看，黃岡區斷面的污染物分布濃度較高，表明該監測斷面污染物較為嚴重。

2.2.2 主要污染物動態變化特征

為了解黃岡河流域地表水污染原因，對各監測斷面采樣點的污染物在去年每個月的詳細變化特征情況進行分析，見表2和表3。

黃岡斷面的采樣點污染物特征在該研究時間內的動態變化較大，氨氮、總氮、總磷、COD、BOD的污染指數月平均值監測結果為1.22mg/L、1.84mg/L、0.88mg/L、20.42mg/L和4.60mg/L，高于湯溪水庫0.25mg／L、0.07mg/L、0.49mg/L、0.48mg/L、1.89mg/L。表明黃岡河流域地表水污染嚴重，微波檢測法結合單因子指數評價法可科學指導污染防治工作。

3 結束語

綜上所述，在開展廣東黃岡河流域地表水污染狀態實時監測及污染物特征分布分析時，文章研究首先對其所具備的氣候、污染現狀展開了分析，為后續污染狀態監測和污染物特征分布分析提供基礎；

通過微波檢測法對研究區展開監測發現，由于受地理位置和氣候的影響，該流域的地表水主要污染物體現為氨氮、總氮、總磷、BOD和COD，其中最高濃度的污染物，污染程度也是最為嚴重的。

以獲取到的污染狀態監測結果為依據，采用了單因子指數評價法對地表水污染物特征展開分析，結果看出黃岡斷面各污染物特征濃度分布高于湯溪水庫斷面，表明黃岡斷面地表水污染較嚴重，可以以此為后續黃岡河流域地表水污染防治提供理論基礎。