資水營養鹽分布規律及水質現狀分析

向鵬 朱士江 徐文 魯芳 解文婧 譚嵐 張虎

摘要?為了解資水營養鹽分布及水質情況，在資水實地考察并采集水樣，分析河段水體物理化參數及營養鹽參數，結合綜合營養狀態指數法評價資水營養水平。結果表明，資水表層水溫為22.23～29.13?℃，pH為8.01～12.09，溶解氧為7.40～8.57?mg/L，總氮、總磷、溶解性總氮、溶解性總磷、硝態氮、銨態氮、正磷酸鹽、高錳酸鹽指數分別為0.035～3.747、0.001～0.267、0.159～3.676、0.002～0.081、1.072～2317、0.044～1.236、0.159～0.436、1.167～4.250?mg/L，總氮、總磷、溶解性總氮、溶解性總磷、硝態氮、銨態氮、正磷酸鹽、高錳酸鹽指數各指標平均值分別為1.913、0.026、1.812、0.033、1.740、0.406、0.111、2.468?mg/L。根據地表水環境質量標準基本項目標準限值和局部點位分析，資水氮污染嚴重，屬于劣Ⅴ類水質;根據綜合營養狀態指數法，資水營養狀態指數為37.63，屬于中營養水平。將資水營養鹽橫向分布特征與奧維地圖資水沿線生活社區及污水排放情況進行局部分析，益陽、安華、邵陽段氮污染嚴重，需采取相應治理措施。

關鍵詞?資水;營養鹽;綜合營養狀態指數

中圖分類號?X824文獻標識碼?A文章編號?0517-6611（2020）07-0100-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2020.07.029

Distribution?Law?of?Nutrients?in?Zishui?and?Analysis?of?Water?Quality?Status

XIANG?Peng1，2，?ZHU?Shijiang1，2，?XU?Wen1，2?et?al

（1.School?of?Water?Resources?and?Environment，?Three?Gorges?University，?Yichang，?Hubei?443002;2.Engineering?Research?Center?of?the?Ministry?of?Education?for?Ecological?Environment?in?Three?Gorges?Reservoir?Area，?Three?Gorges?University，?Yichang，?Hubei?443002）

Abstract?In?order?to?understand?the?distribution?and?quality?of?nutrient?in?the?reclaimed?water，?the?water?samples?were?collected?on?the?spot，?the?physical?parameters?and?nutrients?parameters?of?the?river?were?analyzed，?and?the?nutrient?level?of?the?reclaimed?water?was?evaluated?by?combining?the?comprehensive?nutritional?state?index?method.?The?results?showed?that?the?surface?water?temperature?of?the?reclaimed?water?was?22.23-29.13?℃，?the?pH?was?8.01-12.09，?and?the?dissolved?oxygen?was?7.40-8.57?mg/L.?The?indexes?of?total?nitrogen，?total?phosphorus，?dissolved?total?nitrogen，?dissolved?total?phosphorus，?nitrate?nitrogen，?ammonium?nitrogen，?orthophosphate?and?permanganate?were?0035-3747，?0.001-0.267，?0.159-3.676，?0.002-0.081，?1.072-2.317，?0.044-1.236，?0.159-0.436，?1.167-4.250??mg/L，?respectively.?The?average?values?of?total?nitrogen，?total?phosphorus，?dissolved?total?nitrogen，?dissolved?total?phosphorus，?nitrate?nitrogen，?ammonium?nitrogen，?orthophosphate?and?permanganate?index?were?1.913，?0.026，?1.812，?0.033，?1.740，?0.406，?0.111?and?2.468?mg/L，?respectively.?According?to?the?standard?limits?of?the?basic?items?of?the?surface?water?environmental?quality?standard?and?the?analysis?of?local?points，?the?nitrogen?pollution?was?serious，?and?it?was?inferior?to?Grade?V?water?quality.?According?to?the?comprehensive?nutritional?status?index?method，?the?nutritional?status?index?of?water?resources?was?37.63，?which?belonged?to?the?medium?nutritional?level.?By?partial?analysis?of?the?horizontal?distribution?characteristics?of?nutrients?in?water?resources?and?the?living?communities?and?sewage?discharge?along?the?water?resources?in?Ovi?map，?Yiyang，?Anhua?and?Shaoyang?sections?were?seriously?polluted，?and?corresponding?treatment?measures?were?required.

1.2.3?富營養評價的綜合營養狀態指數法。

為研究資水水體富營養化現狀，選擇Chl-a、TP、TN、CODMn這4個檢測指標作為研究對象，運用綜合營養狀態指數法（trophic?level?index，TLI）對資水水體富營養化程度進行評價。綜合營養狀態指數分級見表1。

（1）綜合營養狀態指數為[11-12]：

TLI（Σ）=mj=1Wj×TLI（j）（1）

Wj=rij2mj=1rij2（2）

式中，TLI（∑）為綜合營養狀態指數;Wj為第j種參數營養狀態指數的相關權重;TLI（j）為第j種參數的營養狀態指數;m為評價參數的個數。

（2）各項營養狀態指數計算公式如下：

TLI（Chl-a）=10×（2.500+1.086lnChl-a）（3）

TLI（TP）=10×（9.436+1.624lnTP）（4）

TLI（TN）=10×（5.453+1.694lnTN）（5）

TLI（CODMn）=10×（0.109+2.661lnCODMn）（6）

式中，TLI（Chl-a）為葉綠素a營養狀態指數;TLI（TP）為總磷營養狀態指數;TLI（TN）為總氮營養指數;TLI（CODMn）為高錳酸鉀營養狀態指數。

2?結果與分析

2.1?總氮、總磷分布

TN數值為0.035～3.747?mg/L，濃度變化趨勢呈鋸齒狀，多數點位濃度大于2.0?mg/L，根據《地表水環境質量標準》（GB?3838—2002）中規定的地表水環境質量標準基本項目標準限值可判斷為劣Ⅴ類水。上、下游斷面左岸至右岸濃度呈上升趨勢，觀察發現，在其上下游的交匯處，右岸存在大量漂浮物，左岸表層水質明顯優于右岸;下游和上游交匯口濃度均大于1.5?mg/L，這一現象可能是因為在交匯處交匯角越小，在交匯區出現的污染帶越長導致[13]。濃度趨勢呈鋸齒狀，最大值出現在ZS21，最小值在ZS26，在市區和人口密集處，TN濃度呈上升趨勢。

TP數值為0.001～0.267?mg/L，濃度變化趨勢呈鋸齒狀，ZS29濃度最高，為0.267?mg/L，ZS29～ZS31號點之間有先上升后下降的趨勢，外源磷輸入增多是其主要因素，ZS29～ZS31號點之間為市區，城市管網的排水和工業排水為主要污染源，其余點變化平緩，介于Ⅱ～Ⅲ類水標準之間。

2.2?溶解性總氮、溶解性總磷分布

DTN數值為0.159～3.676?mg/L，上游斷面左岸和下游斷面左岸濃度高，平均濃度為1.812?mg/L，達到Ⅴ類水質標準，濃度變化趨勢呈鋸齒狀，無明顯規律。

DTP數值為0.002～0.081?mg/L，濃度變化趨勢呈鋸齒狀，下游斷面左岸至右岸濃度下降，中游斷面左岸至右岸濃度上升，下游斷面左岸至右岸濃度下降，ZS28濃度最低，為0.002?mg/L，ZS30濃度最高，為0.081?mg/L，邵陽市區段呈明顯上升趨勢，這與居民密度、生活排水、工業排水以及周邊農田農藥化肥隨著徑流匯入密切相關。

2.3?富營養程度評價

資水水質各理化參數特征值見表2，各參數與Chl-a的相關性rij和rij2見表3。經過計算資水綜合營養狀態指數為37.63，屬于中營養水平。

3?結論與建議

3.1?結論

（1）資水氮污染嚴重，水質屬于劣Ⅴ類，營養狀態指數為37.63，屬中營養化水平。益陽、安華、邵陽段氮污染嚴重，多個點位總氮濃度超過2.0?mg/L。

（2）7月底對資水流域干、支流水生植物生長及分布情況進行調研發現，在總氮濃度呈下降趨勢區間段分布有狐尾藻、金魚藻、梭魚草、香蒲、喜旱雙蓮子等水生植物，且流速較其他區段低，這一現象可能與水生植物凈化水質機理相關[14-17]，對此可以進一步開展不同搭配比例的水生植物對水質凈化效果的研究。

（3）資水沿線居民密度大，居民生活污染（廚房盥洗廢水、洗滌廢水、淋浴廢水、沖廁污水）為主要污染源，生活污水處理設施明顯滯后，造成大多數無序亂排放。

3.2?建議

（1）提高居民環保觀念，定期進行宣傳教育，減少生活污水的亂排放，生活垃圾定點放置統一處理。

（2）提高農業面源污染治理技術，妥善處理農業廢棄物，提高化肥減量化技術與緩釋肥料技術，降低農藥殘留。

（3）工業排水規范化，設立污水處理廠，對排入資水的產業嚴格監督，確保先凈化再排放。

（4）通過選取示范段進行試驗，選取氮磷去除率高、景觀效果好的水生植物規模化種植。

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