洨河濕地水質變化分析

魏颯 郭澤忠 邢晨曦

摘要[目的]選取洨河人工濕地為研究對象，開展水體流經濕地后水質指標變化分析。[方法]分析從濕地入口至出口之間河段的pH、COD、NH3-N、TN、TP的沿程變化。[結果]水體經過人工濕地后，pH相對穩定，濕地對水中主要污染物COD、NH3-N、TN、TP的降解效果明顯，但TN、TP仍維持在較高的水平，應通過生物調控技術完善濕地水體生態系統，進一步增加生態修復措施，降低河道發生水體富營養化的風險。[結論]經水質評價，濕地出口處水質達到了Ⅱ類，說明人工濕地對于改善水質狀況有著明顯的作用。

關鍵詞 洨河;濕地;水質;變化

中圖分類號 X522文獻標識碼 A

文章編號 0517-6611（2019）19-0053-02doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2019.19.017

Abstract [Objective]Xiao River artificial wetland was selected as the research object to analyze the change of water quality index after the water body flows through the wetland.[Method]The changes of pH，COD，NH3-N，TN and TP of the river section from the inlet to the outlet of the wetland were analyzed.[Result]After the wetland，the pH would appear relatively stable，the degradation of COD，NH3-N，TN and TP was obvious，but TN and TP were still at a high level.Biological regulation technology should be taken to improve wetland water ecosystem，to increase ecological restoration measures to reduce the risk of eutrophication of water bodies in rivers.[Conclusion]After water quality evaluation，the water quality of the wetland outlet reached Class II，which also shows that constructed wetlands have a significant role in improving water quality.

Key words Xiao River;Wetland;Water quality;Change

河北省是我國嚴重缺水的省份之一，人均水資源占有量僅為全國人均水資源占有量的1/7。與此同時，每年污水排放量達20億m3以上，而再生利用率卻不足20%[1]。實現污水資源化利用、提高再生水利用率已成為緩解水資源短缺的重要內容。

人工濕地處理系統是常規污水生物處理技術的有效途徑[2-5]，然而濕地生態系統的結構、水生植物的布設如不合理，可能會出現富營養化現象，嚴重時會影響水體景觀效果[6]。因此，研究人工濕地對水質的凈化能力十分重要。筆者選取石家莊市典型河道內修建的人工濕地，分析水體經過人工濕地后的水質指標變化情況。

1 資料與方法

1.1 研究區域概況

選取洨河作為研究對象，開展洨河經人工濕地后水質指標變化分析。洨河全長62.3 km，洨河補給水源主要為總退水渠和環城河，總退水渠的水除來源于天然水之外，還有相當一部分是來自橋東污水處理廠[7]，環城河水主要是來源于黃壁莊水庫與橋西污水處理廠。洨河人工濕地位于衡井公路跨河橋上下游兩側，全長2.0 km。

1.2 監測點布置

研究選取洨河濕地之間的河段進行水質指標分析，該河段無污水排污口，長度約2.0 km，布置3個采樣點，采樣點分別為濕地入口S1、衡井橋下S2、濕地出口S3，采樣點布置如圖1所示。

1.3 分析方法

研究周期為2017年1—12月，每月采集水質樣品一次，通過測定各樣品相關水質指標濃度，分析其水質指標變化規律。測定指標主要有pH、化學需氧量CODcr、氨氮NH3-N、總氮TN和總磷TP。水質指標的測定方法參照《水和廢水監測分析方法》[8]。

2 結果與分析

2.1 pH的沿程變化 通過對研究河段的pH測定結果分析（圖2），該河段水體pH總體處于7～9，符合地表水標準對pH的要求。

2.2 COD濃度的沿程變化 從圖3可看出，濕地入口S1的COD濃度在45～112 mg/L波動，波動范圍較大;中間衡井橋下S2的COD濃度在36～65 mg/L;濕地出口S3的COD濃度在21～45 mg/L波動，相對比較穩定。污水在濕地中流動時，COD的降解速率隨著遷移距離的延長呈先快后慢的趨勢[9]，故由S1至S2，COD降解率達33%，而由S2至S3，COD降解率為27%。從時間序列來看，隨著溫度的升高，植物生長旺盛，COD降解率逐漸增加，汛期之后，溫度降低，植物生長緩慢，COD降解率呈現持平或逐漸降低的趨勢。此外，濕地中的碎石層和專用微生物填料也為微生物生長提供了環境，從而有利于有機物的降解[10]。

2.3 NH3-N濃度的沿程變化

從圖4可看出，濕地入口S1的NH3-N濃度在2.15～2.90 mg/L波動，中間衡井橋下S2的NH3-N濃度在1.25～2.10 mg/L波動，濕地出口S3的NH3-N濃度在0.55～0.96 mg/L波動，達到地表水環境質量Ⅲ類標準，故濕地對NH3-N具有較好的降解效果。

2.4 TN濃度的沿程變化

從圖5可看出，濕地入口S1的TN濃度在20.5～28.6 mg/L波動，中間衡井橋下S2的TN濃度在9.55～20.4 mg/L波動，濕地出口S3的TN濃度在4.65～10.05 mg/L波動。從空間上考慮，濕地前半程降解速率較低，后半程降解速率較高;從時間序列考慮，年度降解速率相對穩定。濕地出口處S3的TN濃度仍遠高于地表水環境質量標準的要求，這是由于洨河作為城市行洪河道，河底岸坡均有襯砌，在一定程度上降低了水體的自凈能力;此外，由于其本底值過高，即使經過人工濕地，其濃度也未能得到有效降解。故為控制水華暴發，保障水體生態環境穩定性，需強化修復降低水體氮元素含量。

2.5 TP濃度的沿程變化

從圖6可看出，濕地入口S1的TP濃度在0.73～1.21 mg/L波動，中間衡井橋下S2的TP濃度在0.49～0.96 mg/L波動，濕地出口S3的TP濃度在0.32～0.66 mg/L波動。從空間上考慮，濕地前半程降解速率較低，后半程降解速率較高;從時間序列考慮，自汛期之后降解速率略有提高。但濕地出口S3處的TP濃度大多月份仍不能滿足地表水環境質量標準，盡管人工種植了挺水植物且沉水植物也有生長，但對水體TP濃度有主要貢獻的PO43-被生物吸收利用量不足。故應據此修復完善濕地水體生態系統。

2.6 水質評價

根據水功能區劃要求，洨河水質評價采用Ⅴ類標準。采用單因子和綜合指數評價法對洨河濕地水質23.65 億元，林地和水體為貢獻率最高的地類。到2030年，衡陽市中心城區的耕地、林地、草地和未利用地面積呈下降趨勢，而建設用地和水體面積呈上升趨勢。2030年衡陽市中心城區的預測的生態系統服務價值總量為21.94億元，相比2010年下降了1.71億元，在未來新型的城鎮化過程中，衡陽市中心城區需要慎重權衡城市發展與生態保護的關系。

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