玉溪市北城鎮(zhèn)大營村“澀水”水質監(jiān)測與評價*

倪藝婷，羅 東，白簫聞，邢雅婷，解佳睿，李 松**

(1.玉溪師范學院 化學生物與環(huán)境學院，云南 玉溪 653100；2.玉溪師院附屬中學，云南 玉溪 653100)

水是生命之源。地表水資源是經濟社會可持續(xù)發(fā)展不可缺少的重要資源。隨著人民生活質量顯著提高，地表水水資源管理和水污染防治是關乎人民生活和社會可持續(xù)發(fā)展的重要保障。付莉等[1]采用內梅羅指數(shù)和Daniel趨勢分析法對2013—2018年長沙市全年水質監(jiān)測數(shù)據進行分析，表明2013—2018年湘江長沙飲用水保護區(qū)的高錳酸指數(shù)具有顯著的改善趨勢，長沙市應用水總體安全；丁剛益等[2]采用Mann-Kendall 趨勢檢驗法對云南省昭通市境內22個水質監(jiān)測站點2011—2016年的水質監(jiān)測數(shù)據進行分析，表明全市地表水水質有變差的趨勢，須采取水資源保護措施；秦琴[3]以貴陽市烏當區(qū)百宜鎮(zhèn)羅光村居民分散式供水水源作為研究對象，進行常規(guī)理化分析后，結果表明所有樣品的氟化物、硝酸鹽氮、鐵等指標含量均低于《生活飲用水衛(wèi)生標準》(GB5749—2006)規(guī)定的限值，但是，枯水期渾濁度超標明顯，這與分散式供水的形式有密不可分的聯(lián)系；戴天嬌[4]利用皇島桃林口水庫2008—2017年十年間的實測數(shù)據，對6項指標采用水質綜合污染指數(shù)法進行水質評價，結果表明水庫水源站和出庫站的水質狀況均為輕污染，TP、CODMn和BOD5等3種水質指標對桃林口水庫水質的影響較大。在云南省玉溪市紅塔區(qū)北城鎮(zhèn)大營村有一口水井，由于水質特別，口感酸澀，被稱之為“龍門靈液”，也被人們親切地稱為“澀水”。當?shù)鼐用衩磕甏杭居酗嬘谩皾钡牧晳T。為了探究分散式供水的“澀水”的飲用安全性，本文采用《GB/T 3838—2002地表水環(huán)境質量標準》[5]對大營村飲用季“澀水”的pH、溶解氧、化學需氧量、五日化學需氧量、高錳酸鹽指數(shù)、氨氮、總氮和總磷進行監(jiān)測，采用水質綜合指數(shù)評價法進行水質評價，對“澀水”的水質進行安全狀態(tài)評價，有助于分析“澀水”作為水源地的安全狀況，為管理部門提供決策依據，推動飲用水源保護工作。

1 實驗部分

1.1 實驗儀器與試劑

可見分光光度計(722S上海菁華科技有限公司)，紫外可見分光光度計(T6新世紀)，高壓蒸汽滅菌鍋(金壇市環(huán)保儀器廠)和實驗室常用儀器。

硫酸銀(Ag2SO4，AR)，硫酸(H2SO4，ρ=1.84 g/mL，AR)，重鉻酸鉀(K2Cr2O7，AR)，硫酸亞鐵銨[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O，AR]，七水合硫酸亞鐵(FeSO4·7H2O，AR)，氫氧化鈉(NaOH，AR)，草酸鈉(Na2C2O4，AR)，高錳酸鉀(KMnO4，AR)，抗壞血酸(C6H8O6，AR)，鉬酸銨[(NH4)6Mo7O24·4H2O，AR]，硝酸(HNO3，ρ=1.4 g/mL，GR)，超純水：電阻率≥18.25 MΩ·cm。

1.2 樣品的采集和保存方法

采樣點：云南省玉溪市紅塔區(qū)北城街道大營社區(qū)“澀水”井。

采樣依據《GB/T 5750.2—2006 生活飲用水標準檢驗方法 水樣的采集與保存》[6]中不同指標的水樣在飲用季節(jié)按月采集后保存檢測。編號見表1。

表1 采樣時間及編號

1.3 實驗步驟

1.3.1 水樣常規(guī)指標的測定方法

本文采集大營村飲用季的“澀水”進行8項指標的檢測和分析，具體檢測方法如表2所示。

表2 實驗分析項目及方法

1.3.2 水質綜合指數(shù)評價法

依據《城市地表水環(huán)境質量排名技術規(guī)定(試行)》計算。參與計算的指標為pH、溶解氧、高錳酸鹽指數(shù)、化學需氧量、五日生化需氧量、總磷、總氮、氨氮。計算時，用各單項指標的濃度值除以該指標對應的《地表水環(huán)境質量標準》(GB3838—2002)[5]Ⅲ類標準限值(表3)，計算單項指標的水質指數(shù)，各單項指數(shù)加和即為水質綜合指數(shù)。方法如下：

表3 地表水環(huán)境質量標準基本項目標準限值 mg/L

式中：C(i)為第i個水質指標的濃度值；CS(i)為第i個水質指標地表水Ⅲ類標準限值；CWQI(i)為第i個水質指標的水質指數(shù)。

2)水質綜合指數(shù)：

式中：CWQI網為河流水質指數(shù)；CWQI(i)為第i個水質指標的水質指數(shù)；n為水質指標個數(shù)。

2 結果與分析

2.1 水質指標測定值及水質類別

pH、溶解氧、化學需氧量、五日化學需氧量、高錳酸鹽指數(shù)、氨氮、總氮和總磷的測定值及其單項指標水質類別見表4、表5。根據《地表水環(huán)境質量標準》和《地表水環(huán)境質量評價辦法》可以看出，飲用季(三月)的溶解氧指標為Ⅳ類，略高于四月、五月和六月的Ⅴ類，為輕度污染，是“澀水”的主要污染指標。三月因水溫低，導致水中微生物分解有機物緩慢，消耗的氧分少，溶解氧高。結合四月、五月和六月溶解氧的測定值可以看出“澀水”主要污染物為有機物。當水體中受到有機物污染，耗氧嚴重，溶解氧得不到及時補充，水體中的厭氧菌很快繁殖，有機物因腐敗而使水體變黑、發(fā)臭。因而溶解氧值越低，水質污染嚴重，水體的有機物、還原性物質的量較高[15]。飲用季的“澀水”化學需氧量、高錳酸鹽指數(shù)、五日化學需氧量和總磷指標為Ⅰ類，水質狀況優(yōu)。與沙海飛等[16]通過對南京江心洲街道的多條河流的溶解氧及化學需氧量、高錳酸鹽指數(shù)進行監(jiān)測后表明，一般溶解氧高的水體水質相對好，化學需氧量和高錳酸鹽指數(shù)低的結論符合。飲用季總氮指標為Ⅲ類，水質良好，符合飲用水源地要求，可能與水中有機物分解后有關；氨氮指標在飲用季主要為Ⅱ類水質，水質狀況優(yōu)。

表4 pH、溶解氧、化學需氧量、五日生化需氧量測定值及其水質類別

表5 高錳酸鹽指數(shù)、氨氮、總氮、總磷測定值及其水質類別

2.2 水質綜合指數(shù)評價法結果

采用水質綜合指數(shù)評價法對飲用季的“澀水”進行評價，評價結果見表6?！皾憋嬘眉救路菟|綜合指數(shù)為3.26。隨著水溫升高，微生物的作用及村民飲用旺季，水源補充不及，各水質單項指標有所升高，使四月份水質綜合指數(shù)升高為4.32。五月份因進入雨季初期，對“涉水”水源有一定補充，故五月份水質綜合指數(shù)有所回落。六月份因雨水帶入周邊環(huán)境的污染物，同時水溫升高，進入飲用季的末期，水質綜合指數(shù)再次升高為4.00。

表6 飲用季8項單項指數(shù)及水質綜合指數(shù)

3 結論

通過對玉溪紅塔區(qū)北城鎮(zhèn)大營“澀水”的飲用季水質進行pH、溶解氧、化學需氧量、五日化學需氧量、高錳酸鹽指數(shù)、氨氮、總氮和總磷的監(jiān)測，結合《GB/T 3838-2002 地表水環(huán)境質量標準》進行各指標的分析，采用水質綜合指數(shù)評價法對飲用季的“澀水”進行評價。結果表明“澀水”在飲用季的的水質為Ⅳ類和Ⅴ類，主要污染物為有機物。隨著水溫升高，雨季帶來水源補充的同時伴隨周邊環(huán)境污染物的進入，也進一步影響了“澀水”水質的變化。尤其是化學需氧量和高錳酸鹽指數(shù)在五月份和六月份的雨季到來后，水質的無機和有機還原性物質有所稀釋。楊斌等[17]收集整理銅陵市環(huán)境監(jiān)測站2017—2018年地表水質量數(shù)據，對化學需氧量、高錳酸鹽指數(shù)和五日生化需氧量進行相關性分析，結果表明在春夏兩季三者之間的相關性較高。此結果與本次春夏監(jiān)測結果吻合，可利用單一指標去預測或估算其他指標，用于對監(jiān)測數(shù)據的預判和數(shù)據合理性的審核。這為進一步保護和開發(fā)“澀水”提供數(shù)據支撐。通過水質綜合指數(shù)評價法對水質進行量化分析，“澀水”在飲用季的水質綜合指數(shù)變化趨于穩(wěn)定，聯(lián)合各項指標分析，影響其水質的因素較單一，主要是溶解氧，即有機物污染。結合“澀水”水源地水溫變化規(guī)律和周邊農田及生活污染物環(huán)境的因素，“澀水”的污染物隨雨季沖刷后帶入水源的可能性極大，這也是后續(xù)管理和防治的依據。本文通過監(jiān)測分析掌握了玉溪市北城鎮(zhèn)大營“澀水”的水質狀況，明確了主要污染物，為“澀水”的保護和開發(fā)提供基礎依據。