沈陽市新開河底泥對水體黑臭的關鍵影響因子研究

徐春萍

（沈陽環科檢測技術有限公司，遼寧沈陽 110167）

1 引言

沈陽市位于遼寧省的中部，是一個水資源相對貧乏、水生態環境脆弱的北方城市。隨著城市經濟的快速發展，城市規模不斷擴張，城市環境基礎設施日漸不足，城市污水排放量日益增多，大量污染物入河，河流水體污染嚴重，出現水體黑臭現象。

城市黑臭水體污染源包括點源污染、面源污染和內源污染等，其中，點源污染主要包括工業污染源、規模化畜禽養殖場、排水口直排污廢水，合流制管道雨季溢流、分流制雨水管道初期雨水，非常規水源補水等；面源污染包括農村生活源、農業種植業源、畜禽養殖業源、水產養殖業源、城市徑流和礦山徑流等；內源污染主要包括河道底泥污染以及水生植物腐爛后對水體釋放的污染，底泥污染是最重要的內源污染，水體中的污染物質會沉積到底泥中，底泥中的污染物質也會釋放到水體中［1-3］。本文重點研究底泥中的污染物質對河流黑臭的影響，以沈陽市黑臭河流中的新開河為例，通過對底泥和底泥浸出液的檢測數據進行分析，篩選出底泥中對河流黑臭造成影響的關鍵因子。

新開河，又稱北運河，始建于1911 年，是一條人工挖掘的灌溉渠道。新開河東起天柱山腳下東陵進水閘，西至蒲河，三環內全長約30 km，橫穿市區東部及北部，跨越東陵、大東、沈河、皇姑及于洪五區，水源引自渾河，在善鄰路東側、東塔分水閘分支出南運河，其下游為渾河；在衛工街分支出衛工河，其下游為細河；在元江街西側，分支出新開河北分干，其下游為蒲河。新開河具有農業灌溉、防洪排澇、補充地下水資源、城市景觀水系的功能。

2 采樣與分析方法

2.1 樣品采集

在新開河設置11 個采樣點位，分別為重工北街、向工街、舍利塔灘地公園、長江橋、泰山路、小北關橋、小什字街、地壇街、和睦路、輝山明渠交匯口和新立堡東街，檢測點位見圖1。

圖1 采樣點位

2.2 實驗儀器

TAS－990SUPERAPG 型原子吸收分光光度計；AFS－930 型原子熒光分光光度計；雷磁PHS－3C 型pH 計；TANK（ECO）型微波消解儀；T6 世紀紫外可見分光光度計等。

2.3 分析方法

2.3.1 底泥分析方法

pH 值：《土壤和廢棄物pH 測定 電極法》（USEPA 9045D—2004）；有機質：《土壤檢測第6 部分 土壤有機質的測定 滴定法》（NY/T 1121.6—2006）；總氮：《森林土壤 氮的測定》（LY/T 1228—2015）；總磷：《森林土壤 磷的測定》（LY/T 1232—2015）；總砷：《土壤質量 總汞、總砷、總鉛的測定 原子熒光法第2 部分：土壤中總砷的測定》（GB/T 22105.2—2008）；總汞：《土壤質量 總汞、總砷、總鉛的測定 原子熒光法第1 部分：土壤中總汞的測定》（GB/T 22105.1—2008）；總鉻：《土壤 總鉻的測定 火焰原子吸收分光光度法》（HJ 491—2009）；鉛、鎘：《土壤質量鉛、鎘的測定石墨爐原子吸收分光光度法》（GB/T 17141—1997）；銅、鋅：《土壤質量 銅、鋅的測定 火焰原子吸收分光光度法》（GB/T 17138—1997）；鎳：《土壤質量 鎳的測定 火焰原子吸收分光光度法》（GB/T 17139—1997）［4］。

2.3.2 底泥浸出液分析方法

砷：《固體廢物 砷的測定 二乙基二硫代氨基甲酸銀分光光度法》（GB/T 15555.3—1995）；汞：《固體廢物 總汞的測定 冷原子吸收分光光度法》（GB/T 15555.1—1995）；總鉻：《固體廢物 總鉻的測定 二苯碳酰二肼分光光度法》（GB/T 15555.5—1995）；鉛、鎘、銅、鋅：《固體廢物 銅、鋅、鉛、鎘的測定 原子吸收分光光度法》（GB/T 15555.2—1995）；鎳：《固體廢物鎳的測定直接吸入火焰原子吸收分光光度法》（GB/T 15555.9—1995）。

3 結果與討論

2018 年4 月分別對新開河底泥中pH、總氮、總磷、有機質、重金屬和底泥浸出液中重金屬進行了檢測，結果見表1。

表1 2018 年4 月新開河底泥檢測結果

由表1 可知，大部分污泥呈現弱酸性。黑臭底泥的pH 值與區域內土壤本土成分相關［5-9］，沈陽市土壤類型主要包括棕壤、草甸土和水稻土，棕壤主要分布在沈陽市東部和東南部，草甸土分布在渾河、遼河兩岸，水稻土均屬于淹育性水稻土［10-11］。新開河土質為棕壤，其pH 值基本呈微酸性，這與上述檢測結果基本一致。

底泥浸出液檢測結果見表2。

表2 2018 年4 月新開河底泥浸出液檢測結果

由表2 可知，重金屬和砷雖然并不對水體黑臭造成直接影響，但是底泥資源化利用的關鍵影響因素。

為了研究黑臭河道底泥中有機質、總氮和總磷之間的關聯，并探求其污染來源，對底泥中的有機質、總氮和總磷進行相關性分析。選擇新開河2018年4 月、5 月、6 月的檢測數據進行分析，總氮的變化趨勢見圖2。

圖2 2018 年4，5，6 月新開河底泥中總氮變化趨勢

總磷變化趨勢見圖3。

圖3 2018 年4，5，6 月新開河底泥中總磷變化趨勢

有機質變化趨勢見圖4。

圖4 2018 年4，5，6 月新開河底泥中有機質變化趨勢

選擇新開河2018 年4 月的檢測數據進行相關性分析，結果見表3。

表3 2018 年4月新開河底泥中有機質、總氮、總磷相關性分析

由圖2～4 可見，總氮、總磷和有機質變化趨勢有很好的同步性。從表3 可以看出，總氮、總磷和有機質均呈極顯著性正相關關系，表明總氮、總磷和有機質之間關系密切且有較好的同源性。

4 結論

（1）底泥污染是黑臭水體的重要污染源之一，特別是在河流點源污染和面源污染逐步得到有效控制以后，底泥污染對河流黑臭起著很大的影響作用。

（2）底泥的pH 值與區域內土壤本土成分相關；含水率對厭氧環境中微生物的代謝作用有很大的影響，是底泥處置的關鍵考慮因素；重金屬和砷并不對水體黑臭造成影響，但是底泥資源化利用的關鍵影響因素。

（3）通過相關性分析得出，總氮、總磷和有機質均呈極顯著性正相關關系，表明總氮、總磷和有機質之間關系密切且有較好的同源性。