連續(xù)流動分析技術(shù)在富營養(yǎng)化研究中的應(yīng)用

呂寶闊

（遼寧省沈陽水文局，遼寧沈陽 110003）

1 概述

石佛寺水庫坐落于遼河干流上，屬于大型平原滯洪水利樞紐。庫區(qū)內(nèi)多種植被成為鳥類優(yōu)越的棲息地，大面積的濕地對于遼河下游水質(zhì)凈化作用極為重要[2,3]。整個庫區(qū)已形成良性生態(tài)系統(tǒng)，對于遼河生態(tài)恢復(fù)環(huán)境保護(hù)起到至關(guān)重要的作用。在水功能區(qū)劃分上，石佛寺水庫屬于遼河石佛寺水庫飲用水源區(qū)、農(nóng)業(yè)用水區(qū)二級水功能區(qū)，石佛寺水庫同時兼有生活飲用水和農(nóng)業(yè)用水兩項功能，飲用水源區(qū)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合GB3838-2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》Ⅱ或Ⅲ類，而農(nóng)業(yè)用水區(qū)要滿足GB3838-2002Ⅴ類，因此石佛寺水庫水質(zhì)目標(biāo)應(yīng)定為Ⅲ類。

2 實驗部分

隨著流動注射分析技術(shù)的不斷完善與發(fā)展，其在水環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用越來越普及[4,5]，連續(xù)流動分析法是集自動進(jìn)樣、在線化學(xué)反應(yīng)、在線檢測、自動數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化于一體的連續(xù)檢測系統(tǒng)，具有分析時間快、檢出限低、樣品用量少、節(jié)省試劑、檢測體系封閉環(huán)境友好等特點[6,7]。

實驗使用連續(xù)流動分析儀分別對引起富營養(yǎng)化相關(guān)影響因子總磷、總氮、高錳酸鹽指數(shù)以及氨氮進(jìn)行檢測。儀器檢測設(shè)定參數(shù)見表1。

分別用蒸餾水配制總磷、總氮、高錳酸鹽指數(shù)以及氨氮的標(biāo)準(zhǔn)曲線，各標(biāo)準(zhǔn)曲線對應(yīng)的濃度見表2。

石佛寺水庫總磷、總氮、高錳酸鹽指數(shù)以及氨氮濃度的測量結(jié)果見于表3，根據(jù)GB3838-2002評

表1 連續(xù)流動分析儀儀器參數(shù)設(shè)定

表2 標(biāo)準(zhǔn)曲線mg/L

表3 石佛寺水庫各監(jiān)測項目濃度值

3 綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)計算[8,9]

對于富營養(yǎng)化的評價方法有很多種，目前應(yīng)用最為成熟廣泛的為中國環(huán)境監(jiān)測總站《湖庫(水庫)富營養(yǎng)化評價方法及分級技術(shù)規(guī)定》（總站生字［2001］090號），綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法對于富營養(yǎng)化程度的評價更加全面，評價因子綜合包含了引起富營養(yǎng)化的直接原料（總氮、總磷）以及直接反應(yīng)富營養(yǎng)化程度的指標(biāo)（透明度、葉綠素、高錳酸鹽指數(shù)），克服了一些方法通過單一評價因子片面評價富營養(yǎng)化的問題。

綜合營養(yǎng)評價指數(shù)公式為：

表4 中國湖泊（水庫）部分參數(shù)與Chla的相關(guān)關(guān)系 rij，值及 Wj

表4 中國湖泊（水庫）部分參數(shù)與Chla的相關(guān)關(guān)系 rij，值及 Wj

參數(shù)Chla TP TN SD CODMn rij 1.00 0.84 0.82-0.83 0.83 r2i j 1.000 0 0.705 6 0.672 4 0.688 9 0.688 9 Wj 0.266 26 0.187 87 0.179 03 0.183 42 0.183 42

根據(jù)各個營養(yǎng)化影響因子的營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)計算公式，分別計算出石佛寺水庫的葉綠素、總氮、總磷、高錳酸鹽指數(shù)以及透明度的營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)，見表5。最終計算出不同時間狀態(tài)下，石佛寺水庫的綜合評價指數(shù)分別為37.016 16，39.068 56，營養(yǎng)等級為中度營養(yǎng)。

表5 石佛寺水庫富營養(yǎng)化綜合評價指數(shù)

4 富營養(yǎng)化探究分析

流動注射分析法比以往化學(xué)法檢測，具有準(zhǔn)確性高、檢出限低、重復(fù)性好等特點。根據(jù)測定的影響因子檢測結(jié)果可得出，石佛寺水庫水質(zhì)類別為Ⅴ類。本文通過綜合營養(yǎng)評價指數(shù)對石佛寺水庫進(jìn)行2次富營養(yǎng)化評價，評價結(jié)果均為中度富營養(yǎng)化。石佛寺水庫作為遼河下游干流上的大型平原滯洪水庫，其水質(zhì)好壞直接關(guān)系到兩岸農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量，同時也受到農(nóng)業(yè)的制約，化肥有機(jī)肥的使用，直接會影響到水體中的總氮、總磷的含量。2次檢測水體中的總磷、總氮均為Ⅴ類，是制約石佛寺水庫水質(zhì)級別的主要原因。水體總磷、總氮作為水生生物的營養(yǎng)原料，其濃度的升高直接導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化程度加重，水生生物繁殖劇增，透明度、溶解氧迅速下降，水體中有機(jī)質(zhì)含量大增，高錳酸鹽指數(shù)上升。高錳酸鹽指數(shù)檢測結(jié)果來看目前為Ⅳ類，相比于總磷、總氮有一定的滯后性。但是隨著時間的推移，光照時間強(qiáng)度的增加，光合作用加強(qiáng)，將會在9，10月份迎來有機(jī)質(zhì)以及可還原物質(zhì)累積的高峰期，透明度將進(jìn)一步下降，同時葉綠素濃度會達(dá)到一年中最大值，此時預(yù)計水體富營養(yǎng)化程度大大加重。因此，遼河水環(huán)境的保護(hù)應(yīng)得到足夠的重視，要從源頭治理，控制總磷、總氮的排入量，減少工業(yè)污水排放量，改善農(nóng)業(yè)化肥使用方式，以及減少生活污水排放量。加大污水處理力度，污水嚴(yán)格處理達(dá)標(biāo)后方能排入河中；轉(zhuǎn)變農(nóng)村經(jīng)濟(jì)增長方式，杜絕粗放經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式，一切生產(chǎn)活動要以環(huán)境為前提，注重人與生態(tài)環(huán)境和諧相處。

［1］2002GB，地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)［S］.2002.

［2］朱旭萍，唐德善，廖昕宇.石佛寺水庫對生態(tài)環(huán)境的影響及防治對策［J］.水利學(xué)報，2007（S1）.

［3］呂寶闊，溫樹影.石墨爐原子吸收法測量石佛寺水庫中鎘的含量［J］.地下水，2015（02）：132—133.

［4］劉麗娟，費學(xué)寧.流動注射分析技術(shù)及其在水質(zhì)分析應(yīng)用中的進(jìn)展［J］.天津城市建設(shè)學(xué)院學(xué)報，2005（02）：111—114.

［5］張利明.流動注射分析技術(shù)在環(huán)境分析中的應(yīng)用研究［D］.蘇州大學(xué)，2006.

［6］鄭曉紅.流動注射分析技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀［J］.儀器儀表與分析監(jiān)測，2002（01）：1—5.

［7］馬莉，張新申，繆培凱.流動注射分析技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢［J］.皮革科學(xué)與工程，2005（03）：20—25.

［8］王明翠，劉雪芹，張建輝.湖泊富營養(yǎng)化評價方法及分級標(biāo)準(zhǔn)［J］.中國環(huán)境監(jiān)測，2002（05）：47—49.

［9］張文濤.淺議湖庫富營養(yǎng)化的評價方法和分級標(biāo)準(zhǔn)［J］.珠江現(xiàn)代建設(shè)，2010（01）：9—12.