城市飲用水源氨氮污染監(jiān)測分析
——以凱里市為例

李榮彪，張?jiān)气P，雷雪琴，楊秀美

（1.凱里學(xué)院旅游學(xué)院，貴州 凱里 556011；2.黔南州環(huán)境保護(hù)監(jiān)測站，貴州 凱里 556000）

氨氮（NH-N）是指水體中以游離氨（NH）或銨離子（NH）形式存在的化合氨。氨氮是水體中的主要耗氧污染物，其氧化分解消耗水中的溶解氧，使水體發(fā)黑發(fā)臭。在氧氣充足的情況下，氨氮可被微生物氧化為亞硝酸鹽氮，進(jìn)而分解為硝酸鹽氮，亞硝酸鹽氮和蛋白質(zhì)結(jié)合生成亞硝胺，具有致癌和致畸作用。氨氮是水體中的營養(yǎng)素，可為藻類生長提供營養(yǎng)源，增加水體富營養(yǎng)化發(fā)生率。根據(jù)相關(guān)研究，引起地表水體氨氮污染的因素有水土流失、農(nóng)業(yè)施肥、畜牧業(yè)和漁業(yè)、工業(yè)廢水、城市生活污水以及大氣沉降等。氨氮是各類氮中危害最大的一種形態(tài)，是水體受到污染的標(biāo)志。因此，選取氨氮作為城市飲用水源水質(zhì)監(jiān)測指標(biāo)具有一定的代表意義。

目前，氨氮污染在我國飲用地表水中普遍存在，致使我國地表水體氨氮污染問題比較嚴(yán)重，氨氮含量超標(biāo)對(duì)于飲用水的污染嚴(yán)重危害人們的健康。因此，準(zhǔn)確測定水體氨氮含量顯得尤為重要和緊迫。本文對(duì)凱里市主要飲用水源氨氮含量進(jìn)行監(jiān)測分析，從而了解研究區(qū)內(nèi)地表水體氨氮時(shí)空變化，這對(duì)保護(hù)凱里市飲用水源及水體環(huán)境，保障城市自來水水質(zhì)及飲用水安全、市民的身體健康，具有重要的研究價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。

1 研究區(qū)與研究方法

1.1 研究區(qū)概況

凱里市是黔東南苗族侗族自治州首府，位于貴州省東南部，地理位置介于東經(jīng)107°40′58″～108°12′9″、北緯26°24′13″～26°48′11″，全市面積為1 569.72 km。凱里市處于揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)貴定南北向構(gòu)造變形區(qū)與華南褶皺帶的過渡帶上，地層發(fā)育較齊全，海相地層的層序較連續(xù)，化石較豐富。地貌類型為剝蝕侵蝕為主的侵蝕構(gòu)造類型和化學(xué)溶蝕為主的溶蝕構(gòu)造類型，地勢南西高、北東低，海拔為529～1 447 m。凱里市屬中亞熱帶溫和濕潤的季風(fēng)氣候區(qū)，冬無嚴(yán)寒，夏無酷暑，雨熱同季。全市年平均氣溫介于14.1～16.5 ℃，多年平均日照時(shí)數(shù)為1 288 h，年均降水量為1 240 mm，降水總量為15.78億m。市境屬長江流域沅江水系，其中流域面積大于20 km以上的一、二級(jí)支流有21條，分屬清水江、重安江、巴拉河。凱里市共有河流56條（含溪流35條），集水總面積為1 569.72 km，年集水量為40.13億m，地下水源年排水量約為1.4億m。有200余處枯水期流量＞1 L/s的泉眼，水能蘊(yùn)藏量約為6萬kW。

1.2 研究方法

1.2.1 樣品采集與保存

本研究根據(jù)《地表水和污水監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》（HJ/T 91—2002）進(jìn)行布點(diǎn)采樣，采樣時(shí)段為枯水期（1-4月、12月）、豐水期（6-10月）和平水期（5月和11月份）。采樣點(diǎn)分別為里禾水庫、金泉湖和清水江（普舍寨段），每個(gè)樣點(diǎn)每批次采樣時(shí)至少采集2個(gè)樣品做平行試驗(yàn)，結(jié)果取平均值。樣品做好保存，用聚乙烯瓶或硬質(zhì)玻璃瓶采集樣品，用濃硫酸（6.6）調(diào)節(jié)pH，使其介于1～2。

1.2.2 測試分析

本研究的氨氮測試采用《水質(zhì) 總氮的測定 堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法》（HJ 636—2012）。其間結(jié)合測試結(jié)果，根據(jù)豐水期、平水期和枯水期的年內(nèi)變化和年際變化趨勢，分析凱里市飲用水質(zhì)量的未來走勢和污染防治途徑。本研究枯水期選取的數(shù)據(jù)為1月和3月，豐水期為7月和9月，平水期為5月和11月。

2 結(jié)果與分析

2.1 凱里市主要飲用水源氨氮監(jiān)測結(jié)果

通過測試分析，凱里市3個(gè)主要飲用水源里禾水庫、金泉湖和清水江（普舍寨段）2014-2016年的氨氮監(jiān)測結(jié)果如表1所示。

表1 凱里市主要飲用水源氨氮監(jiān)測結(jié)果

3個(gè)水源每兩個(gè)月取一次樣，每年采樣6個(gè)月，連續(xù)取3年，總共獲得監(jiān)測數(shù)據(jù)54個(gè)，最大值、最小值分別為0.318 mg/L、0.039 mg/L，平均值為0.119 mg/L。其中，里禾水庫最大值、最小值分別為0.211 mg/L、0.044 mg/L，平均值為0.102 mg/L；金泉湖最大值、最小值分別為0.318 mg/L、0.049 mg/L，平均值為0.105mg/L；清水江（普舍寨段）最大值、最小值分別為0.307 mg/L、0.039 mg/L，平均值為0.151mg/L。從總體來看，清水江（普舍寨段）氨氮濃度要比其他兩地要高得多。

3個(gè)水源1月、3月、5月、7月、9月和11月的月平均氨氮濃度分別為0.148 mg/L、0.116 mg/L、0.106 mg/L、0.143 mg/L、0.106 mg/L和0.096 mg/L，其年內(nèi)變化為枯水期和豐水期均高于平水期。

2.1.1 里禾水庫監(jiān)測結(jié)果

從表1監(jiān)測數(shù)據(jù)來看，里禾水庫2014年氨氮最低值出現(xiàn)在豐水期（7月），為0.065 mg/L，最高值出現(xiàn)在枯水期（3月），為0.113 mg/L，平均值為0.091 mg/L；2015年氨氮最低值出現(xiàn)在枯水期（3月），為0.063 mg/L，最高值出現(xiàn)在豐水期（7月），為0.211 mg/L，平均值為0.111 mg/L；2016年氨氮最低值出現(xiàn)豐水期（7月），為0.044 mg/L，最高值也出現(xiàn)在豐水期（9月），為0.179 mg/L，平均值為0.103 mg/L。監(jiān)測結(jié)果顯示，里禾水庫枯水期和平水期氨氮濃度變化比較穩(wěn)定，而豐水期波動(dòng)比較大。

2.1.2 金泉湖監(jiān)測結(jié)果

從表1監(jiān)測數(shù)據(jù)可以看出，金泉湖2014年氨氮最低值出現(xiàn)在豐水期（7月），為0.108 mg/L，最高值出現(xiàn)在平水期（11月），為0.163 mg/L，平均值為0.118 mg/L；2015年氨氮最低值出現(xiàn)在枯水期（1月），為0.067 mg/L，最高值出現(xiàn)在平水期（11月），為0.137 mg/L，平均值為0.092 mg/L；2016年氨氮最低值出現(xiàn)枯水期（3月），為0.052 mg/L，最高值也出現(xiàn)在枯水期（1月），為0.318 mg/L，平均值為0.105 mg/L。監(jiān)測結(jié)果顯示，金泉湖2014年和2015年氨氮濃度變化比較穩(wěn)定，而2016年波動(dòng)較大。

2.1.3 清水江（普舍寨段）監(jiān)測結(jié)果

從表1監(jiān)測數(shù)據(jù)來看，清水江普舍寨段2014年氨氮最低值出現(xiàn)在枯水期（1月），為0.112 mg/L，最高值出現(xiàn)在豐水期（7月），為0.240 mg/L，平均值為0.152 mg/L；2015年氨氮最低值出現(xiàn)在平水期（11月），為0.071 mg/L，最高值出現(xiàn)在豐水期（7月），為0.307 mg/L，平均值為0.177 mg/L；2016年氨氮最低值出現(xiàn)平水期（11月），為0.039 mg/L，最高值也出現(xiàn)在枯水期（1月），為0.244 mg/L，平均值為0.125 mg/L。監(jiān)測結(jié)果顯示，清水江（普舍寨段）平水期氨氮濃度變化比較穩(wěn)定，而枯水期和豐水期波動(dòng)比較大。

2.2 凱里市主要飲用水源氨氮環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)

根據(jù)《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838—2002），地表水環(huán)境氨氮（NH-N）含量（）分級(jí)為Ⅰ類（≤0.15 mg/L）、Ⅱ類（0.15 mg/L＜≤1.00 mg/L）、Ⅲ類（1.00 mg/L＜≤1.50 mg/L）、Ⅳ類（1.50 mg/L＜≤2.00 mg/L）和Ⅴ類（＞2.00 mg/L），而集中式生活飲用水必須至少達(dá)到Ⅲ類，即Ⅰ類、Ⅱ類、Ⅲ類。凱里市主要飲用水源氨氮環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果如表2所示。凱里市主要飲用水源的氨氮環(huán)境質(zhì)量主要為Ⅰ類和Ⅱ類，其中Ⅰ類占75.93%，占24.07%?？傮w來看，凱里市主要飲用水源的氨氮環(huán)境質(zhì)量優(yōu)良。

從水源點(diǎn)來看，相比清水江（普舍寨段），里禾水庫和金泉湖的氨氮環(huán)境質(zhì)量更優(yōu)，從表2監(jiān)測數(shù)據(jù)來看，其基本上都達(dá)到Ⅰ類，偶爾出現(xiàn)Ⅱ類。里禾水庫達(dá)到Ⅱ類的分別出現(xiàn)在豐水期，即2015年7月和2016年9月，而金泉湖達(dá)到Ⅱ類的則分別出現(xiàn)在枯水期，即2014年12月和2016年1月。清水江（普舍寨段）出現(xiàn)50%的Ⅱ類樣本，枯水期和豐水期均出現(xiàn)4次，平水期出現(xiàn)1次（見表2）。從時(shí)間（月際和年際）變化來看，其沒有明顯的規(guī)律性，屬于隨機(jī)出現(xiàn)。

表2 凱里市主要飲用水源氨氮環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果

3 結(jié)論

凱里市3個(gè)主要飲用水源的3年氨氮監(jiān)測結(jié)果顯示，總體來看，清水江（普舍寨段）氨氮濃度要比其他兩地高得多，從3個(gè)水源氨氮濃度的月變化來看，枯水期和豐水期均高于平水期。里禾水庫枯水期和平水期氨氮濃度變化比較穩(wěn)定，而豐水期波動(dòng)比較大。金泉湖2014年和2015年氨氮濃度變化比較穩(wěn)定，而2016年波動(dòng)較大。清水江（普舍寨段）平水期氨氮濃度變化比較穩(wěn)定，而枯水期和豐水期波動(dòng)比較大。根據(jù)《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838—2002）規(guī)定的地表水環(huán)境氨氮（NH-N）含量分級(jí)，凱里市主要飲用水源的氨氮環(huán)境質(zhì)量主要為Ⅰ類和Ⅱ類，總體來看，凱里市主要飲用水源的氨氮環(huán)境質(zhì)量優(yōu)良。從水源點(diǎn)來看，里禾水庫和金泉湖的氨氮環(huán)境質(zhì)量更優(yōu)，基本上都達(dá)到Ⅰ類，偶爾出現(xiàn)Ⅱ類。清水江（普舍寨段）出現(xiàn)50%的Ⅱ類樣品，從時(shí)間（月際和年際）變化來看，屬于隨機(jī)出現(xiàn)，而沒有明顯的規(guī)律性。