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《四川環(huán)境雜志》2014年第四期

1水環(huán)境調(diào)查與監(jiān)測

綜合考慮景觀水體的自然環(huán)境特征和水污染背景，篩選出pH值、溶解氧(DO)、氨氮(NH3-H)、總磷(TP)、高錳酸鹽指數(shù)(CODMn)5項水質(zhì)監(jiān)測指標并布置5個長期采樣點(或斷面)，1個臨時采樣點，示于圖1和表1中。本次研究的水質(zhì)采樣時間為2013年5月～2014年3月，期間共采集水樣6次，并于2014年5月對東園餐廳排污口進行了單獨研究。除排污口外，每次采樣均在上午8:00～11:00之間，采樣后將水樣儲存在醫(yī)用聚乙烯瓶中，2h內(nèi)測定pH和溶解氧，當天測定氨氮、總磷、高錳酸鹽指數(shù)。河、湖水深均不超過3m，河流取中泓線處距水面0.5m的水樣，湖泊取岸邊1～2m范圍內(nèi)的水樣。pH值的測量采用“玻璃電極法”，儀器精度0.1，測量范圍0～14;溶解氧采用“電化學(xué)探頭法”，精度0.01mg/L;氨氮采用基于納氏試劑法的“氨氮快速測定儀”，最低檢出濃度0.05mg/L;總磷采用“鉬酸銨分光光度法”，最低檢出濃度0.01mg/L;高錳酸鹽指數(shù)按《水質(zhì)高錳酸鹽指數(shù)的測定》(GB11892-1989)采用氧化還原滴定原理，最低檢出度為0.5mg/L。排污口流量采用“容積法”，用一個820mL的容器盛接污水，用秒表記下接滿污水所用的時間，算出流量，測5次取平均。B處江安水閘由都江堰灌區(qū)管理局控制，引水口A處的水閘保持常開，溢流堰E處無水閘。四川大學(xué)僅能通過飼養(yǎng)魚類、種植水生植物、人工清理垃圾等方式維護景觀水體，而不能控制水體運動。水質(zhì)監(jiān)測采樣時間及水體運動情況見表2。

2分析及討論

2.1單因子評價按照《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》(GB3838-2002)進行單因子評價，監(jiān)測數(shù)據(jù)和單因子評價結(jié)果見表3，主要污染物為分類最低的一個或幾個指標，超過Ⅴ類水標準的，在括號內(nèi)注明超標倍數(shù)。各采樣點地表水均為景觀用水，若按Ⅴ類水的標準控制，全年達標率為63.3%，從污染指標看，pH全部達標;溶解氧全部達標，卻是主要污染物出現(xiàn)頻率最高的指標;氨氮、總磷、高錳酸鹽指數(shù)均有超標的情況。

2.2水體富營養(yǎng)化“水華”發(fā)生在校區(qū)內(nèi)的沫溪(采樣點D)和德水(E)，藻類如綠漆般覆蓋水面?？偭缀桶钡侵参锏臓I養(yǎng)物質(zhì)，與水體富營養(yǎng)化相關(guān)。從各采樣點5月和7月的總磷含量雷達圖(圖2)可發(fā)現(xiàn)，5月，總磷含量總體很高，湖心最高。到7月，氣溫上升，有利于藻類生長，水中的磷被大量吸收，除德水外總磷含量大幅度降低。同時江安河水位不夠高，校園水系未能有效循環(huán)換水，所以總磷下降是藻類等植物生長消耗磷的結(jié)果。德水的總磷不降反升，是因為制約藻類生長的因素不是總磷，有研究認為［7］，“水華”嚴重的水域，制約藻類生長的因素變復(fù)雜。相鄰水域制約因素不同的原因是多方面的，最主要是校區(qū)景觀水體水量較少，循環(huán)不暢，積水水質(zhì)受沿岸植物、下墊面等影響很大，偶然性較大。在總磷含量變化很大的湖心，并未爆發(fā)“水華”，這與明遠湖中有許多魚有關(guān)。總磷隨季節(jié)變化的規(guī)律如圖3。12月和1月，江安河上的兩個斷面引水口和水閘，總磷含量遠超過其他斷面，此時江安河流量小、水位低于引水口底高程，未與其他水系連通。氨氮含量也受植物生長影響，但更主要的因素是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、上游來水量和校區(qū)內(nèi)排污。由于該段水體上游有大片的農(nóng)田，因此兩岸化肥、農(nóng)藥可能由于施用過量而漂浮于大氣中或溶解在土壤中，隨著降水徑流沖刷及水土流失而進入江安河水體并形成大的面污染源，從而使江安河內(nèi)的氨氮、總磷含量升高［8］。氨氮隨季節(jié)變化趨勢如圖4，總體趨勢是豐水期低，枯水期高;水閘、引水口斷面氨氮含量相近，且較校區(qū)內(nèi)其他斷面隨季節(jié)變化更明顯。2014年3月，沫溪氨氮含量急劇上升，與整體規(guī)律不符，經(jīng)調(diào)查推測與餐廳排污有關(guān)。2014年1月江安河流量小，無法充分稀釋污染物，總磷和氨氮都在1月達到較高水平。

2.3魚類死亡原因湖中的魚主要有鯰魚、鯽魚、泥鰍，均以藻類為主要食物。2013年7月4日，湖邊出現(xiàn)零星死魚，伴有不易察覺的腥味，7月中旬，大量鯽魚死亡，沿湖岸實地考察，估計死魚數(shù)量達幾百尾。到7月底，死魚才被陸續(xù)清理。進入夏季，垂釣者增多，湖中的大魚易于在上鉤后掙脫，掙脫的魚由于食物競爭和傷勢極易死亡，死魚未能及時清除，導(dǎo)致水質(zhì)惡化。根據(jù)《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》(GB3838-2002)飼養(yǎng)魚類的水質(zhì)應(yīng)達到Ⅲ類，相應(yīng)的溶解氧含量為5.0mg/L。而死魚爆發(fā)前湖心溶解氧含量為3.2mg/L，較前后兩次采樣低，如圖5。溶解氧過低是魚類死亡的直接原因。

2.4東園餐廳排污口東園餐廳排污口本應(yīng)該和雨水管道相連，因管理不善，有餐廚廢水混入雨水管道并從排污口排出。2014年5月9日，監(jiān)測了排污口的流量、污染物隨時間變化的情況，時間從8:00到20:00，每兩個小時進行一次監(jiān)測，監(jiān)測結(jié)果見表5。表中流量為5次測量的平均值±標準差。各指標加權(quán)平均值的權(quán)重為流量。污水平均氨氮含量達79.8mg/L，若每天排污12h，則每天排出7.26t污水，578g氨氮。受納水體流量較小時，會造成氨氮在水中富集的現(xiàn)象。氮和磷的排放會加劇水體富營養(yǎng)化。污水的平均高錳酸鹽指數(shù)達39.0mg/L，表明污水中富含有機物等還原性物質(zhì)，有機物在水中微生物的作用下被氧化，導(dǎo)致污水溶解氧低至0.1mg/L，這將導(dǎo)致水體散發(fā)臭味。

3治理對策與措施

為緩解水體富營養(yǎng)化，校方已經(jīng)采取了清淤、種植高等水生植物、利用人工瀑布曝氣復(fù)氧、放養(yǎng)魚類、人工清理藻類等多種措施。各種措施效果不一，有的甚至產(chǎn)生了較大的副作用，例如在教學(xué)區(qū)進行曝氣復(fù)氧，導(dǎo)致水邊氣味難聞，且對水質(zhì)的改善有限，因而不建議繼續(xù)在白天開啟人工瀑布。清理藻類消耗人力，治標不治本，只能作為萬不得已時的被動舉措?，F(xiàn)有幾點治理措施和技術(shù)如下。

3.1“雨污分流”治理應(yīng)從污染源抓起，東園餐廳是臨時建筑，且附近有城市排污管道，污水混入雨水管道是施工或管理不善，建議改造管路，實行嚴格的“雨污分流”，避免餐廚廢水混入雨水管道而排入景觀水體。

3.2加強監(jiān)測建議在校區(qū)內(nèi)布置水質(zhì)監(jiān)測點，定期監(jiān)測DO、CODMn、NH3-N等水質(zhì)指標，以便及早發(fā)現(xiàn)問題，及時處理。

3.3利用自然規(guī)律調(diào)節(jié)建議種植高等水生植物，與藻類競爭水中的養(yǎng)分，抑制藻類生長，解決“水華”問題。另外，繼續(xù)采取放養(yǎng)魚類的措施，擴大放養(yǎng)魚類的范圍。同時應(yīng)該加強魚類管理，一是監(jiān)測魚類生長區(qū)的溶解氧含量，在溶解氧低于5.0mg/L時，投放過氧化鈣，以增加溶解氧含量。過氧化鈣是水產(chǎn)養(yǎng)殖常用的增氧、消毒劑，廉價且對環(huán)境副作用小。二是適時捕撈魚類，種群密度過大，競爭激烈也常是魚類死亡的原因。

3.4使用空氣吹托技術(shù)針對景觀水體中氨氮含量高而導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化問題、東園餐廳排污廢水中氨氮含量嚴重超標問題，可采取空氣吹脫技術(shù)，在一定的壓力條件下，將壓縮空氣注入受污區(qū)域，使溶解在地下水中的揮發(fā)性化合物揮發(fā)出來。吹脫處理的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、易行、氨氮去除效率高、技術(shù)成熟。缺點是耗能高、二次污染嚴重、吹脫塔易結(jié)垢等。在國外河流污染治理上，此種技術(shù)發(fā)揮了很大效力。

4結(jié)論

景觀水體的設(shè)計遵循一定的原理和方法，故其水質(zhì)特征有相似之處。通過研究和改善四川大學(xué)江安校區(qū)景觀水體取得的經(jīng)驗具有一定的參考意義，主要有:

4.1景觀水體往往水量有限，直接排入的污水會造成水質(zhì)劇烈的變化。污水應(yīng)排入城市排污系統(tǒng)，避免進入景觀水體;

4.2放養(yǎng)魚類可控制“水華”，但應(yīng)加強管理，避免大面積死亡;

4.3在污染嚴重的景觀水體，為避免臭味，要慎重采用曝氣復(fù)氧的措施;

4.4有條件應(yīng)加強水質(zhì)監(jiān)測，尤其是DO、CODMn、NH3-N等3項指標，以便及時發(fā)現(xiàn)問題。致謝:感謝四川大學(xué)水利水電學(xué)院王焱老師提供水質(zhì)實驗方面的指導(dǎo)，感謝四川大學(xué)文學(xué)與新聞學(xué)院粟巧蕓同學(xué)提供的采訪記錄。

作者：張祺徐山琳陳嘯尹碩梁川單位：四川大學(xué)水利水電學(xué)院