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城区河涌水质特征分析及防治措施探讨论文

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2024-11-06 14:03:22    来源:    作者:dingchenxi

摘要:为了提高某城区河涌水环境质量,采取合理的防治措施,采集该目标城区河涌2023年全年各月份水样,分析研究了水质特征,主要包括对COD值、ρ(NH3-N)、ρ(TP)进行数据检测和规律分析,并有针对性地提出预防和治理措施建议。

  摘要:为了提高某城区河涌水环境质量,采取合理的防治措施,采集该目标城区河涌2023年全年各月份水样,分析研究了水质特征,主要包括对COD值、ρ(NH3-N)、ρ(TP)进行数据检测和规律分析,并有针对性地提出预防和治理措施建议。结果表明,该城区河涌水环境较好,基本满足《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)中Ⅴ类水质要求,三项水质指标呈明显的季节性变化规律。根据水质特征和原因剖析,提出了相应预防和治理措施。

  关键词:城区河涌,水质特征,防治措施

  随着城市化和工业化的快速发展,城市河涌水环境面临严重的污染危机,而河涌水环境与人们生产生活息息相关。因此,有必要针对城区河涌水环境开展及时监测和水质特征研究,并提出有针对性的预防和治理措施[1-3]。

  1实验部分

  1.1实验材料及设备

  实验材料:检测水样取自目标城市河涌不同支涌采样点(S1、S2、S3);重铬酸盐、水杨酸、钼酸铵、亚硝基铁氰化钠等试剂,分析纯,广东翁江试剂有限公司。

  实验设备:分光光度计,UV-2800A,尤尼柯(上海)仪器有限公司;水样采样器,BXG2.5,河南兴达塑业有限公司。

  1.2实验方法

  实验水样采集、分析、评价参照标准《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)相关要求进行。

  采样:水样采集后自然沉降30 min,取上层非沉淀部分进行分析;

  分析:主要考量的三项污染指标为化学需氧量(COD)、氨氮(NH3-N)、总磷(TP),对应的分析方法为重铬酸盐法、水杨酸分光光度法、钼酸铵分光光度法,分析并记录数据;

  评价:城区河涌水环境质量一般要求不低于Ⅴ类,对照标准进行单因子评价,衡量是否达标[4]。三项污染指标的Ⅴ类标准限值如表1所示。

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  2结果与讨论

  2.1 COD指标特征分析

  COD是以化学方法测定水样中需要被氧化的还原性物质的量。图1为该城区河涌2023年度各月份COD值曲线,S1设置在河涌流经旅游景点区域,S2设置在河涌流经居民商业区域,S3设置在河涌流经工业区域。三个取样点的水样COD质量浓度值除S2的12月份(41 mg/L)略高于40 mg/L外,其各取样点不同月份的COD都低于40 mg/L,均能够满足《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)中Ⅴ类水质要求。

  从图1中还可以看出,该城区河涌COD随季节波动非常明显,且呈现出冬季(12月、1月、2月)高、夏季(5月、6月、7月)低的规律。这主要是因为该城区夏季雨水丰沛,河涌径流量增大,对河涌COD起到一定稀释作用,所以夏季COD低于冬季。此外,S2、S3的COD在各月份相差较小,S1取样点要明显低于S2和S3,这是因为S1设置在旅游景点区域,采取了较为完善的控源截污措施,丰富的植被有效阻挡降水对于地面污染物的冲刷而汇入河涌。

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  2.2 NH3-N指标特征分析

  氮在废水中以有机态氮、氨态氮(NH4+-N)、硝态氮(NO3--N)以及亚硝态氮(NO2--N)等多种形式存在,而NH3-N是最主要的存在形式。含有大量NH3-N水体不仅引起水体富营养化、造成水体黑臭,加大水处理的难度和成本,甚至对人群及生物产生毒害作用。图2为该城区河涌2023年度各月份NH3-N质量浓度曲线,从图2中可以明显看出,三个取样点NH3-N质量浓度的变化存在明显差异:S1的NH3-N质量浓度全年均满足《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)中Ⅲ类水质要求;S2的NH3-N质量浓度满足Ⅳ类水质要求;S3的NH3-N质量浓度在6月—9月4个月份不满足Ⅴ类水质要求,全年NH3-N平均质量浓度为1.89 mg/L仍满足Ⅴ类水质要求。S1和S2的NH3-N质量浓度变化规律和COD质量浓度变化规律类似,呈现出夏季低冬季高的特征,且S1的NH3-N质量浓度要明显低于另两个取样点。S3的NH3-N质量浓度与其他两个取样点相反,呈现出夏季高冬季低的特征,这主要是因为该支涌附近存在多个大型禽类养殖场,并且养殖场存在规模小、管理粗放等问题,雨水充沛季节会有大量的禽类粪尿汇入河涌造成NH3-N质量浓度大大升高。

  2.3 TP指标特征分析

  TP是指废水中以无机态和有机态存在的磷的总和,磷酸盐是磷存在的最多形式,一般是在腐殖质粒子中或水生生物中。污水中含有的磷酸盐一般来源有化肥、生活合成洗涤剂、工业废水等。

  图3为该城区河涌2023年度各月份TP质量浓度曲线,从图3中可以看出,S1和S2的TP质量浓度全年均满足《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)中Ⅴ类水质要求,并且两者变化趋势类似且TP在各月份的质量浓度值接近。S3的TP各月份质量浓度普遍高于其他两处取样点,并且1月(0.41 mg/L)、2月(0.45 mg/L)、12月(0.43 mg/L)要高于Ⅴ类水质要求,全年平均质量浓度为0.38 mg/L仍然低于0.4 mg/L。S3水质出现这种变化特征主要是因为S3取样的支涌流经工业区,而工业区污水出水标准按照《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB 18918—2002一级A标准进行控制,其中TP的最高允许排放质量浓度(日均值)为0.5 mg/L,质量浓度要高于《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)中Ⅴ类水质要求,这就导致S3的TP质量浓度普遍高于S1和S2。同时在降水充沛时,支涌径流增大对TP质量浓度稀释,也是TP质量浓度出现夏季高冬季低的变化特征。

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  3城区河涌防治措施

  3.1污染分析

  根据上文分析可以发现,该城区河涌水环境质量基本满足《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)中Ⅴ类水质要求,部分月份的几项指标略有波动超标,这也主要是因为工业区排放限值要求差异和禽畜养殖产业管理不完善等因素导致,同时河涌径流量也会对各项污染指标质量浓度产生明显影响。

  3.2控源截污

  根据该城区河涌水质特征及污染分析,防治的重点是控源截污,控源截污是采用针对性的截污纳管、控制污水的排污口、污染面积的控制手段等控源截污措施,从源头上对污染水体进行整治与控制。控源截污主要针对工业、禽畜养殖等企业的排污口,重点加强降雨量相对较少的冬季的排水管控。截污纳管设施也是整治和防止黑臭现象的水体出现的最具有代表性、最有效的治污手段,城区的相关管理部门需要完善污水管网的建设工作,针对不同的污水物质通过截流引入到城市整体的污水收集、处理系统中,对一定面积的污水进行收集与治理,通过这种措施对乱排、乱放等违法行为进行整治,最大程度上使河涌的水质污染减小,切实有效解决目前阶段的河涌水体污染的难题。

  3.3水质治理

  经实地勘查,该城区河涌中的生态系统自我调节能力较弱,为进一步提高河涌水环境,可以进行适当的人工干预处理,将生态系统的自我修复和人工辅助结合起来,恢复水生态。生态修复技术不仅要对水生动植物进行修复,还要积极建设生态提防工程、人工实地工程以及生态护岸工程,都可以有效改善河涌水质,如向河水中加入高效微生物菌剂,科学把好河流水质的关口,在河涌上游采取河道内增氧技术,开展清淤工程等。

  4结论

  1)通过对该城区河涌水质特征的分析发现,不同的污染物指标存在明显的季节性变化,COD值及TP的质量浓度呈夏季低冬季高,NH3-N的质量浓度因取样点差异存在两种相反的特征变化规律。

  2)根据该城区河涌水质特征,分析了影响该城区河涌水环境的主要因素,并提出了“一防一治”措施,对该城市河涌水环境提升提供了科学借鉴。

  参考文献

  [1]何伟健.河涌水质污染的现状及治理措施分析[J].建材与装饰,2017,508(51):144-145.

  [2]范小溪.城市河涌污染治理技术应用探讨[J].资源节约与环保,2018,198(5):86.

  [3]孙志鸿.中山市某城区河涌水体污染分析及治理技术探讨[J].广州环境科学,2017(1):17-21.

  [4]杨宇,董天明,王丽萍,等.广州市重点整治河涌水质指数WQI的研究思路与应用[J].广东化工,2017,44(13):171-172.