京杭大運河江蘇段氨氮濃度時空變化研究

汪曉燕， 鐘 聲

(1.江蘇省環境監測中心，江蘇南京 210036； 2.江蘇省蘇力環境科技有限責任公司，江蘇南京 210036)

京杭大運河江蘇段氨氮濃度時空變化研究

汪曉燕1, 2， 鐘 聲1*

(1.江蘇省環境監測中心，江蘇南京 210036； 2.江蘇省蘇力環境科技有限責任公司，江蘇南京 210036)

摘要[目的]進一步掌握京杭大運河江蘇段的水質現狀和污染來源，從而制定合理的整治措施保護京杭大運河的水環境。[方法]以7個位于京杭大運河江蘇段上下游斷面的水質自動站的1年監測數據為基礎，分析比較了氨氮濃度時空變化特征。[結果]京杭大運河江蘇段2014年水體氨氮濃度在0.07～4.02 mg/L之間變化，且由上游至下游水體中氨氮濃度基本呈逐漸上升趨勢；上游徐州藺家壩斷面氨氮濃度最高值出現在7月，其余6個斷面氨氮濃度最高值出現在枯水期；同一季節不同斷面氨氮濃度之間存在顯著性差異，尤其是無錫五牧斷面氨氮濃度最高。[結論]該研究可為客觀評價、合理開發、充分利用和保護該地區流域的地表水環境提供一定科學依據。

關鍵詞京杭大運河江蘇段；氨氮；時空變化；顯著性差異

已有2 000多年歷史的京杭大運河北起北京，南至杭州，全長1 700多km，跨越四省二市，溝通錢塘江、長江、淮河、黃河、海河水系，是非常重要的水上交通通道，也是南水北調的主干線，更是途經城市的重要飲用水源地。如今，隨著現代經濟的高速發展、城市化和工業化進程的加快，工業污染物的大量排放、農藥化肥無節制使用，水土大面積流失，降雨沖刷地表污染物流入河流，同時航運產生的污染物對整個大運河產生了嚴重污染。世界衛生組織統計，全球80%的疾病以及1/3以上的死亡直接來源于不清潔的飲用水[1-3]。

目前，相當一部分研究[4-9]通過水質監測數據和評價分析結果，嘗試更好地了解京杭大運河水質現狀、掌握水質變化規律和污染來源，從而制定合理的整治措施，保護京杭大運河的水環境。但這些研究都僅限于京杭大運河在某個市范圍的污染情況分析，并沒有從較大區域對京杭大運河進行水質分析。同時有研究指出，相比硝氮，附著藻類更易于吸收利用氨氮[10]；水華微囊藻在以氨氮為氮源時比以硝氮為氮源時具有更高的生長以及光合能力[11]。由此可見水質中氨氮含量對藻類水生植物影響的重要性。鑒于此，該研究選取位于京杭大運河江蘇段上下游斷面7個水質自動站1年的監測數據，分析比較氨氮濃度時空變化情況，旨在為客觀評價、合理開發、充分利用和保護該地區流域的地表水環境提供一定科學依據。

1材料與方法

1.1監測地點該研究數據來源于位于京杭大運河江蘇段上下游斷面的7個水質自動站，依次為藺家壩、馬陵翻、五叉河口、王家橋、連江橋下、五牧和望亭水質自動站。其中，藺家壩水質自動站位于京杭大運河的徐州境內，117.172 9° E，34.401° N；馬陵翻水質自動站位于京杭大運河的宿遷境內，118.311 1° E，33.941 7° N；五叉河口水質自動站位于京杭大運河的淮安境內，118.928 4° E，33.571 5° N；王家橋水質自動站位于京杭大運河的鎮江境內，119.571 4 °E，32.07 61° N；連江橋下水質自動站位于京杭大運河的常州境內，119.880 6° E，31.820 8° N；五牧水質自動站位于京杭大運河的無錫境內，120.148 6° E，31.671 1° N；望亭水質自動站位于京杭大運河的蘇州境內，120.427 5° E，31.451 9° N。

1.2監測項目與時間監測項目為水體中氨氮。監測時間范圍為2014年1～12月，其中1和3月是枯水期，5和11月為平水期，7和9月為豐水期；3～5月為春季，6～8月為夏季，9～11月為秋季，1、2和12月為冬季。

1.3監測方法水質自動站在線監測分析儀器性能指標如下：氨氮量程為0～10 mg/L、測試原理為氨氣敏電極法、準確度為3%FS(FS為滿量程)、精密度為3%FS、分辨率為0.01～1.00 mg/L。7個水質自動站皆為每隔4 h采樣監測。

1.4分析方法采用spss18.0軟件進行單因素方差分析。由于該次試驗數據結果為方差非齊性，故選用Tamhane’s T2進行顯著性檢驗。

2結果與分析

2.1水體氨氮的時空變化分析由圖1可知，京杭大運河江蘇段2014年水體氨氮濃度在0.07～4.02 mg/L之間變化。除藺家壩水質自動站外，其余6個水質自動站監測到的氨氮濃度最高值均出現在枯水期，最低值均出現在豐水期。而上游藺家壩水質自動站監測出氨氮濃度最高值出現在7月，這可能是由于夏季雨量頻繁期，徐州農業面源污染較重，在京杭大運河周圍農田灌溉的肥料隨著大雨沖入河流，導致水體氨氮濃度升高。

從空間變化上看，由上游至下游沿水流方向水體中氨氮濃度基本呈逐漸上升趨勢，7個水質自動站在一年中的濃度平均值依次為0.31、0.22、0.21、0.51、0.82、2.00和1.10 mg/L。且京杭大運河蘇南段水體氨氮濃度高于蘇北段水體氨氮濃度，尤以無錫五牧水質自動站監測出的氨氮濃度最高。這可能是由于蘇南地區化工廠較多，比起蘇北，京杭大運河蘇南段受到工業點源污染較為嚴重。

2.2不同斷面水體氨氮差異性分析根據圖2可知，同一季節中，位于京杭大運河江蘇段上下游不同斷面的7個水質自動站監測出的氨氮含量存在顯著性差異。春季，馬陵翻水質自動站斷面的氨氮濃度顯著性低于其他斷面，五牧水質自動站斷面的氨氮濃度顯著性高于其他斷面，且蘇南斷面的氨氮濃度顯著性高于蘇北斷面；夏季，馬陵翻和五叉河口水質自動站斷面的氨氮濃度顯著性低于其他斷面，五牧和望亭水質自動站斷面的氨氮濃度則顯著性高于其他斷面；秋季，氨氮濃度最低的斷面是五叉河口水質自動站，氨氮濃度最高的斷面是五牧和望亭水質自動站；冬季，氨氮濃度最低的斷面是藺家壩、馬陵翻和五叉河口水質自動站，氨氮濃度最高的是五牧水質自動站。4個季節中，五牧水質自動站的氨氮濃度都顯著性高于其他斷面，這可能是由于周圍所建工廠較多，導致工業點源污染嚴重。相比之下，京杭大運河蘇北段的水質較好。

3結論

(1)京杭大運河江蘇段2014年水體氨氮濃度在0.07～4.02 mg/L之間變化，且由上游至下游水體中氨氮濃度基本呈逐漸上升趨勢。

(2)由于夏季雨量頻繁期，徐州農業面源污染較重，在京杭大運河周圍農田灌溉的肥料隨著大雨沖入河流，因此上游藺家壩水質自動站氨氮濃度最高值出現在7月，而其余6個水質自動站的氨氮濃度最高值均出現在枯水期。

(3)同一季節中，位于京杭大運河江蘇段上下游不同斷面的7個水質自動站監測出的氨氮含量存在顯著性差異。

(4)京杭大運河蘇南段水體氨氮濃度高于蘇北段水體氨氮濃度，尤以無錫五牧水質自動站監測出的氨氮濃度最高，無錫工業污染較重。

參考文獻

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中圖分類號S181.3;X522

文獻標識碼A

文章編號0517-6611(2015)30-201-02

基金項目太湖水污染治理專項資金(第八期)綜合類科研課題(TH2014401)。

作者簡介汪曉燕(1988- )，女，安徽滁州人，助理工程師，碩士，從事濕地生態學研究。*通訊作者，工程師，碩士，從事環境監測研究。

收稿日期2015-09-11

Study on the Temporal and Spatial Variations of NH3-N at the Section of Jiangsu Province of the Beijing-Hangzhou Grand Canal

WANG Xiao-yan1, 2, ZHONG Sheng1*(1.Jiangsu Provincial Environmental Monitoring Center, Nanjing, Jiangsu 210036; 2.Jiangsu Provincial Suli Environmental Technology Company, Nanjing, Jiangsu 210036)

Abstract[Objective] In order to further study the water quality and pollution source at the section of Jiangsu Province of the Beijing-Hangzhou Grand Canal, and make reasonable rectification measures to protect water environment of the Canal.[Method] Based on one-year monitoring data from 7 automatic monitoring stations which were located in the upstream and downstream sections of Jiangsu Province of the Canal, the temporal and spatial variations of NH3-N were analyzed and compared.[Result] NH3-N concentration changed from 0.07 to 4.02 mg/L in 2014 at the section of Jiangsu Province of the Beijing-Hangzhou Grand Canal.From upstream to downstream, NH3-N concentration was gradually increasing.NH3-N maximum at Xuzhou Linjiaba section was in July, while others were in dry season.At the same season, NH3-N concentrations at different sections were significantly different, and NH3-N concentration at Wuxi Wumu section was especially highest.[Conclusion] The research could provide certain science basis for objectively evaluating, reasonably developing, sufficiently using and protecting surface water environment in the region.

Key wordsThe section of Jiangsu Province of the Beijing-Hangzhou Grand Canal; NH3-N; Temporal and spatial variation; Significant difference