人工湖水質監測數據對治理方案的影響探討

王 磊

(上海市寶山區環境監測站，上海 201901)

伴水而居是中華民族的悠久歷史傳統。城市人工湖是提升城市軟實力、增強景觀性和娛樂性的重要載體[1-3]。消除人工湖的黑臭、維持其潔凈是生態文明的重要組成部分[4]。人工湖的水質維護離不開穩定的水質監測，而水質監測的數據關系到水質維持和提升的方案設計。人工湖雖然面積往往小于開放水體，其監測指標也與開放水體相同，而基于監測數據體現的治理和維持方案缺鮮有探討，大部分日常監測數據掌握在第三方檢測單位或者主管部門中，缺乏系統性的綜合分析。對于人工湖日常監測數據的錯誤理解，往往會導致錯誤的治理方向。本文通過對上海某大學人工湖的日常監測數據分析，重塑了人工湖的治理方向，形成人工湖監測數據對治理方案的科學客觀指導。

1 湖水來源與測定方法

人工湖選擇為上海某高校人工湖，人工湖早期為郊區魚塘，設置成人工湖后一直未進行清淤。人工湖面積為10000 m2，平常與外界水域不連通，通過雨水進行自然補充。水質測定采用HACHDR5000分光光度計，測定方法遵循《水與廢水測定方法》科學出版社中的國標方法。顆粒粒徑測定采用Ankersmid LTD的激光顆粒粒徑散射儀。濁度采用HACH2100P濁度測定儀。

對人工湖進行規劃分割采樣點，采樣點設置為8個，每個取樣點采樣為水面以下50 cm，測定次數為3次，取平均值做分析討論。

2 結果與討論

2.1 懸浮物濃度與濁度的相關性

人工湖湖水監測過程中，懸浮物指標往往具有掩蔽性，而導致人工湖管理決策部門受到懸浮物濃度測定的干擾。由圖1和圖2可知，本文選擇人工湖的測定數據表明湖水的懸浮物都低于檢測限，小于5 mg/L，而從濁度范圍從35～72 NTU，平均濁度51.1 NTU，透明度位于12.2～15.0 cm，遠低于黑臭水體的標準要求(大于25 cm)。這表明：往往水域面積較大的人工湖，其懸浮物與濁度沒有相關性。懸浮物和濁度兩個指標，說明人工湖中的顆粒粒徑往往大于0.45 μm，小于10 μm，通過圖3的湖水顆粒粒徑數據可以發現，平均粒徑為2.32 μm，比過濾濾紙粒徑小，這也說明藻類物質粒徑較小，各種遷移和擴散能力比較強，導致比較難治理[5]。這些往往都是藻類富營養化的體現。

圖1 人工湖不同采樣點懸浮物與濁度的關系曲線

圖2 不同采樣點懸浮物與透明度的關系曲線

圖3 人工湖水的顆粒粒徑分析

2.2 白天與夜間溶解氧的測定

溶解氧的測定包括電極法和碘容量法。目前，主流測試方法采用電極法，測試方法簡單。人工湖管理過程中，往往將溶解氧大于2 mg/L作為河道是否污染的辨別標準[6-7]。氧氣的顆粒粒徑、大氣壓、溫度以及是否為可利用氧氣(ASO)，這些決定著水生生態系統的穩定性。

由圖4可知，白天測定的溶解氧(中午12：00～14：00取樣)濃度明顯高于夜間測定溶解氧濃度(晚間20：00～21：00測定) 存在明顯的濃度差異。從白天測定的溶解氧濃度數據來看，其濃度位于9.9～12.5 mg/L之間，高于25度飽和溶解氧的濃度(8.25 mg/L)，也高于人工湖水溶解氧的平衡值(大于2 mg/L)，從白天測定的數值來看，本人工湖溶解氧濃度充足，水體不缺氧，也難以生長大規模的藻類，鑒于COD、氨氮、總氮、總磷都能夠滿足地表水III類水體的要求，因此在水質維持上尚未采用增氧設備。晚間測定的溶解氧濃度明顯低于2 mg/L的氧濃度平衡線，夜間測定的溶解氧濃度位于0.6～1.6 mg/L之間，表明人工湖需要采用曝氣復氧，才能夠滿足人工湖的復氧需要。從圖5可知，整個水體的葉綠素-a濃度位于100～142 μg/L，整個湖體的富營養化相對比較嚴重，而且白天溶解氧較高的點，晚間藻類腐敗過程中消耗了大量的氧，導致水體中溶解氧濃度較低，也論證了此人工湖經常出現夜間魚類缺氧而導致死亡的現象，也與現有部分文獻結論類似[8-9]。雖然整個人工湖水體中的COD、氨氮、總氮、總磷濃度滿足IV水體的要求，然而藻類對營養鹽的需求閾值較低，仍舊會導致藻類的爆發，影響了人工湖的娛樂和景觀作用。

圖4 不同采樣點白天溶解氧、夜間溶解氧、溶解氧

圖5 夜間溶解氧濃度與葉綠素-a濃度對應關系

3 結 論

人工湖的水質監測數據包括了：COD、氨氮、總氮、TP、pH、懸浮物、DO等，然而往往通過表觀數據很難為后續水質維持做指導。

通過本論文研究工作，后續人工湖的水質維持工作需要增強夜間的復氧。同時，針對高濁度、高葉綠素-a濃度、低透明度需要選擇合適的治理方案，從而滿足水體的景觀、感官和娛樂作用，維持高潔凈度的人工湖水質。