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资水营养盐分布规律及水质现状分析

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向鹏朱士江徐文鲁芳解文婧谭岚张虎

摘要?為了解资水营养盐分布及水质情况，在资水实地考察并采集水样，分析河段水体物理化参数及营养盐参数，结合综合营养状态指数法评价资水营养水平。结果表明，资水表层水温为22.23～29.13?℃，pH为8.01～12.09，溶解氧为7.40～8.57?mg/L，总氮、总磷、溶解性总氮、溶解性总磷、硝态氮、铵态氮、正磷酸盐、高锰酸盐指数分别为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，总氮、总磷、溶解性总氮、溶解性总磷、硝态氮、铵态氮、正磷酸盐、高锰酸盐指数各指标平均值分别为1.913、0.026、1.812、0.033、1.740、0.406、0.111、2.468?mg/L。根据地表水环境质量标准基本项目标准限值和局部点位分析，资水氮污染严重，属于劣Ⅴ类水质;根据综合营养状态指数法，资水营养状态指数为37.63，属于中营养水平。将资水营养盐横向分布特征与奥维地图资水沿线生活社区及污水排放情况进行局部分析，益阳、安华、邵阳段氮污染严重，需采取相应治理措施。

关键词?资水;营养盐;综合营养状态指数

中图分类号?X824文献标识码?A文章编号?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?富营养评价的综合营养状态指数法。

为研究资水水体富营养化现状，选择Chl-a、TP、TN、CODMn这4个检测指标作为研究对象，运用综合营养状态指数法（trophic?level?index，TLI）对资水水體富营养化程度进行评价。综合营养状态指数分级见表1。

（1）综合营养状态指数为[11-12]：

TLI（Σ）=mj=1Wj×TLI（j）（1）

Wj=rij2mj=1rij2（2）

式中，TLI（∑）为综合营养状态指数;Wj为第j种参数营养状态指数的相关权重;TLI（j）为第j种参数的营养状态指数;m为评价参数的个数。

（2）各项营养状态指数计算公式如下：

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）为叶绿素a营养状态指数;TLI（TP）为总磷营养状态指数;TLI（TN）为总氮营养指数;TLI（CODMn）为高锰酸钾营养状态指数。

2?结果与分析

2.1?总氮、总磷分布

TN数值为0.035～3.747?mg/L，浓度变化趋势呈锯齿状，多数点位浓度大于2.0?mg/L，根据《地表水环境质量标准》（GB?3838—2002）中规定的地表水环境质量标准基本项目标准限值可判断为劣Ⅴ类水。上、下游断面左岸至右岸浓度呈上升趋势，观察发现，在其上下游的交汇处，右岸存在大量漂浮物，左岸表层水质明显优于右岸;下游和上游交汇口浓度均大于1.5?mg/L，这一现象可能是因为在交汇处交汇角越小，在交汇区出现的污染带越长导致[13]。浓度趋势呈锯齿状，最大值出现在ZS21，最小值在ZS26，在市区和人口密集处，TN浓度呈上升趋势。

TP数值为0.001～0.267?mg/L，浓度变化趋势呈锯齿状，ZS29浓度最高，为0.267?mg/L，ZS29～ZS31号点之间有先上升后下降的趋势，外源磷输入增多是其主要因素，ZS29～ZS31号点之间为市区，城市管网的排水和工业排水为主要污染源，其余点变化平缓，介于Ⅱ～Ⅲ类水标准之间。

2.2?溶解性总氮、溶解性总磷分布

DTN数值为0.159～3.676?mg/L，上游断面左岸和下游断面左岸浓度高，平均浓度为1.812?mg/L，达到Ⅴ类水质标准，浓度变化趋势呈锯齿状，无明显规律。

DTP数值为0.002～0.081?mg/L，浓度变化趋势呈锯齿状，下游断面左岸至右岸浓度下降，中游断面左岸至右岸浓度上升，下游断面左岸至右岸浓度下降，ZS28浓度最低，为0.002?mg/L，ZS30浓度最高，为0.081?mg/L，邵阳市区段呈明显上升趋势，这与居民密度、生活排水、工业排水以及周边农田农药化肥随着径流汇入密切相关。

2.3?富营养程度评价

资水水质各理化参数特征值见表2，各参数与Chl-a的相关性rij和rij2见表3。经过计算资水综合营养状态指数为37.63，属于中营养水平。

3?结论与建议

3.1?结论

（1）资水氮污染严重，水质属于劣Ⅴ类，营养状态指数为37.63，属中营养化水平。益阳、安华、邵阳段氮污染严重，多个点位总氮浓度超过2.0?mg/L。

（2）7月底对资水流域干、支流水生植物生长及分布情况进行调研发现，在总氮浓度呈下降趋势区间段分布有狐尾藻、金鱼藻、梭鱼草、香蒲、喜旱双莲子等水生植物，且流速较其他区段低，这一现象可能与水生植物净化水质机理相关[14-17]，对此可以进一步开展不同搭配比例的水生植物对水质净化效果的研究。

（3）资水沿线居民密度大，居民生活污染（厨房盥洗废水、洗涤废水、淋浴废水、冲厕污水）为主要污染源，生活污水处理设施明显滞后，造成大多数无序乱排放。

3.2?建议

（1）提高居民环保观念，定期进行宣传教育，减少生活污水的乱排放，生活垃圾定点放置统一处理。

（2）提高农业面源污染治理技术，妥善处理农业废弃物，提高化肥减量化技术与缓释肥料技术，降低农药残留。

（3）工业排水规范化，设立污水处理厂，对排入资水的产业严格监督，确保先净化再排放。

（4）通过选取示范段进行试验，选取氮磷去除率高、景观效果好的水生植物规模化种植。

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