邢琳琳
(西安國家民用航天產業基地環境監測中心,陜西 西安 710100)
隨著城市生態環境建設的升級,人工湖作為一道美麗的風景線頻現于各大城市,城市人工湖起到改善環境、調節氣候的作用,但同時因為其容量相對較小、水體流動性較差,易受到人類社會活動的影響,水體惡化問題越來越嚴重[1-2]。相關科研機構在人工湖水質分析評價、富營養化、生態修復等方面做了許多工作[3-5]。
本文以中湖公園人工湖泊為研究對象,每月進行1次多參數水質指標監測,對水體水質特征進行分析和評價,探討存在的原因,提出改善的對策。
西安某人工湖位于西安市長安區民用航天基地內,湖面面積達3萬m2。整個湖面由東湖和西湖兩部分組成,中間被一個亭子隔開。中心水面種植蓮花、菖蒲等水生植物,四周種植垂柳,圍繞水面適當進行水系延伸和造景,有調節小氣候的功能,對周邊環境的改善有積極意義。西安所在區為暖溫帶半濕潤大陸性季風氣候,年平均氣溫13.0℃~13.7℃,年降水量平均為507.7~719.8mm。一年有三個降雨高峰時段,分別是9~10月的秋季,7~8月的夏季以及4~5月的春季,尤以秋雨連綿為顯著特點。人工湖總體以降水、自來水補給為主,湖體為封閉式湖泊。圖1為西安某人工湖衛星俯視圖。
圖1 西安某人工湖衛星俯視圖
本文旨在了解和檢測中湖公園水體水質變化特征,經過分析在東湖和西湖各選取了1個監測點位,分別為DH-1,XH-1。委托第三方檢測公司于2021年1~12月對水體狀態、pH、化學需氧量、氨氮、石油類、六價鉻、溶解氧、氧化還原電位、透明度等水質參數進行了現場檢測,獲取了相關數據。水質檢測分析方法和使用儀器見表1。2021年全年的水體水質檢測數據見表2。
表1 水質檢測分析方法和使用儀器
透明度是指水體的澄清程度,一般由其所含懸浮物的多少所決定,懸浮物含量越大,則水的透明度越低。2個監測點4~12月透明度監測結果見圖2。水體的透明度有明顯的季節性特征,總體表現為夏季透明度低,其它季節透明度較高,可能是因為夏季溫度較高,導致了藻類的大量繁殖。研究表明水體透明度可以反映湖泊的富營養化程度,一般以50cm作為臨界值[6]。人工湖透明度的檢測數據全部小于50cm,平均值26.5cm,說明整個水體的富營養化程度較高。
圖2 水體透明度隨月度變化特征
pH值是水質關鍵性的指標之一,pH值與水中氫離子活度有關,反映了各種溶解性化合物的酸堿平衡狀態。2個監測點pH月度變化特征見圖3??傮w而言,全年pH值在7.20~8.73,呈中性至堿性,處于地表水環境質量標準限制范圍(6~9)之內,酸堿度正常、無超標。pH值隨季節沒有明顯的變化特征。
圖3 pH月度變化特征
化學需氧量是衡量水中還原性污染物濃度的綜合指標,化學需氧量越大,說明水體受有機物的污染越嚴重。2個監測點化學需氧量月度變化特征見圖4??傮w來看,化學需氧量檢測值都在30mg/L以下,達到Ⅳ類地表水標準。東湖監測點位的化學需氧量總體隨月份增加呈下降的趨勢;西湖監測點位化學需氧量隨季節沒有明顯的變化特征,在2月和3月值較高。
圖4 化學需氧量月度變化特征
氨氮是指水中以游離氨和銨離子形式存在的氮。氨氮可以導致水富營養化,是水體中的主要耗氧污染物。氨氮月度變化特征見圖5。2個監測點氨氮檢測值都在3mg/L以下,達到Ⅲ類地表水標準。氨氮隨季節沒有明顯的變化特征。
圖5 氨氮月度變化特征
空氣中的分子態氧溶解在水中稱為溶解氧,溶解氧跟空氣里氧的分壓、大氣壓、水溫和水質有密切的關系。溶解氧值是研究水自凈能力的一種依據,其濃度影響水生生物的生長、發育、死亡等過程[7]。2個監測點位溶解氧月度變化特征見圖6??傮w來看,溶解氧檢測值都大于5mg/L,達到Ⅲ類地表水標準。溶解氧隨季節性變化規律比較明顯,冬季溶解氧數值較高,春、夏、秋季時溶解氧數值較低。因為溶解氧隨水溫升高而減少。
圖6 溶解氧月度變化特征
石油類以溶解態、乳化態和分散態存在于廢水中。當其含量超過0.1~0.4mg/L,即可在水面形成油膜,影響水體的復氧過程。六價鉻,均以含氧酸根的形式存在,為吞入性毒物/吸入性極毒物,皮膚接觸可能導致過敏;更可能造成遺傳性基因缺陷,吸入可能致癌,對環境有持久危險性。2019年7月23日,六價鉻化合物被列入有毒有害水污染物名錄。由表2中數據知,湖中水體中基本沒有檢測出來石油類和六價鉻。
表2 2021年某人工湖水體水質檢測數據
(1)人工湖全年水質較穩定,基本能滿足Ⅳ類地表水環境質量標準。
(2)水體的透明度和溶解氧有明顯的季節性變化特征,夏季水體的透明度比其他季節低,可能是因為夏季溫度較高,導致了藻類的大量繁殖。冬季水體溶解氧數值最高,因為溶解氧隨水溫升高而減少。
(3)pH值、化學需氧量、氨氮隨季節沒有明顯的變化特征。pH值全年呈中性至堿性,處于地表水環境質量標準限制范圍(6~9)之內;化學需氧量在30mg/L以下,達到Ⅳ類地表水標準,2月和3月數值最高;氨氮指標3mg/L以下,達到Ⅲ類地表水標準;水體中基本沒有檢測出來石油類和六價鉻。