西安某人工湖水质时空分布特征及其荧光特性

2017-03-15 08:06:30 7

  随着人们生活水平的提高,城市的“生态”建设越来越受到人们的重视,亲水近水的景观环境越来越多地走进了居民的生活。人工湖作为景观水体的重要组成部分,越来越多地出现在居住小区和公园里,为人居环境的改善发挥了重要作用[1]。但由于人工湖的水体流动性差,汇水量小,交换水量调节能力小,生态结构简单,生态功能脆弱,因此受污染风险大,为维持其良好的生态景观功能,对补水水质就有很高的要求,在城市严重缺水的今天,再生水和天然河湖成为人工湖的可持续补给水源[2-4],然而水质状况不容乐观,很多水体发生了富营养化,有的甚至是重度富营养化[5,6]。近年来,在城市人工管网改造过程中,截污暗涵的设计被广泛应用于人工湖,这不仅有效改善了人工湖的感官性状,也完美解决了城市排污和城市雨洪排泄的问题,因此对这类湖体的水环境特征进行研究是有必要的。通过对水体的污染物特性进行研究,可以对城市人工湖体的防治和治理提供一些建议,给城市河道改造提供一些参考。

  1 材料与方法

  1.1 样品采集

  如图1所示,本研究调查的人工湖位于西安西北部,总长约为6270m,水深4~6m,湖面5667ha,总容积约为1.37×104 m3,水源来自沣河,经湖体由南向北流入渭河,引水设计流量为1.7m3/s,停留时间约为10d,其湖体狭长类似于河道,从进水口到出水口湖面逐渐增宽,水面最窄处30m,最宽处80m。由调查可知,该人工湖之前是城市污水的主要排污口,城市河道改造之后,湖体没有污水 管道排入,而是在池底设计有钢筋砼箱暗涵,用来承担城市排污和城市雨洪的排泄任务。

  实验于2013年10月—2014年9月进行。根据人工湖的湖体形状,水体流动和周围环境等特点,设9个采样点,其中1号和9号点分别为人工湖进水和出水口。pH、DO、水温、透明度等参数采用WTWmulti3410便携式多参数水质测定仪进行现场测定,所取水样低温保存带回实验室分析。

  1.2 样品分析

  浊度采用lovibond turbicheck测定,TN、TP、COD、NH+4 -N、NO-3 -N、叶绿素a等水质参数参照《水和废水监测分析方法》(第4版)[7]中相应的方法进行测定,其中溶解性的TN、TP、COD将水样过0.45μm膜后测定。有机物的种类和浓度采用三维荧光光谱法测定,测定之前,用0.45μm膜过滤,三维荧光光谱分析采用JASCO FP6500型荧光光度计测定,其参数设定为:激发波长扫描范围220~480nm,发射波长扫描范围为220~500nm,激发和发射狭缝宽度分别为5nm和2nm,扫描速度为2000nm/min,扫描间隔5nm,水体的综合营养状态指数计算采用金相灿等[8]的方法。

  2 结果与讨论

  2.1 物理指标分析及富营养化评价

  2.1.1 物理指标变化分析

  2013年到2014年12次取样测得的常规理化指标的平均值如表1所示,由表可知,该人工湖水体偏碱性;人工湖各采样点的透明度(SD)年平均值在0.60~0.80m之间,1号取样点透明度最差,沿采样点有上升的趋势,说明水体本身存在一定的自净能力,按照美国环保局(EPA)的标准,通常SD小于2m即为富营养化[9],该水体处于富营养化;溶解氧(DO)含量变化范围为9.16~10.43mg/L,沿采样点逐渐上升;浊度为6.69~7.70NTU,沿采样点有下降的趋势。

  2.1.2 富营养化的评价结果

  湖泊营养状态评价分类等级标准为:TLI(Σ)<30为贫营养;30≤ TLI(Σ)≤50为中营养;TLI(Σ)>50为富营养,其中50 < TLI(Σ)≤ 60为轻度富营养,60 < TLI(Σ)≤ 70为中度富营养,TLI(Σ)>70为重度富营养。根据综合营养状态指数公式,得富营养化评价结果见表2。由表可知,研究期间,该人工湖在5—7月处于中度富营养化状态,其他月份属于轻度富营养化状态。具体参见污水技术资料更多相关技术文档。


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