绣源河水质监测与评价

袁 东, 马 文, 王 丽, 王 琳, 韩桂美, 刘海玲, 张贝贝

(1. 齐鲁师范学院, 化学与化工学院, 山东 济南 250200;(2. 山东天一检测技术有限公司, 山东 济南 250014)

本文以济南市章丘区绣源河水为分析对象.绣源河又名巴漏河,是小清河的一条支流,源于垛庄镇四角城北坡,主河流经埠村、圣井、枣园、双山等街道办事处,至绣惠镇金盘村汇入绣江河.其河道底部多为鹅卵石和黄土结构,土质疏松,漏水性极强,故名巴漏河.枯水期内,河道内无其他径流.绣源河原是一条天然的排洪河道,生态环境脆弱,水利动能不足,更谈不上景观.随着相关部门的不断改善和治理,绣源河水质得到有效改善,生态环境有所提高,逐渐发展成为国家级旅游风景区.绣源河作为一条城市景观河,维系着城市生态系统的平衡与健康,并在城市经济和社会发展等诸多领域发挥着重要的作用.近年来,章丘发展迅速,工业化进程不断加快,城市规模和城市人口急剧增加,对环境造成的负荷不断加大,使生态平衡失调,对生态环境造成一定的威胁.

绣源河综合治理项目大致处于东经117.53°,北纬36.72°,位于章丘明水城区西南10 km处,南至济南植物园、北到朱各务水库,其中水域面积6.7 km2,景观绿化面积6.7 km2,是按国家5A级景区的相关标准进行开发建设,是一个现代化配套完善的新兴休闲旅游度假区.通过绣源河各个监测断面非汛期水质监测情况,提供代表绣源河水质质量现状的数据,用于评价其水体环境质量;确定其中可能存在的污染物的来源、污染途径、迁移转化和消长规律,预测水体污染的变化趋势.其为章丘区环境管理、环境科学研究提供必要的数据和资料,为绣源河风景区的开发、建设提供了参考.参照《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)[1]对绣源河水质监测结果进行评价.

1 材料与方法

1.1 采 样

根据河流特点,在绣源河设置3个监测断面,分别在绣源河济南植物园监测断面(上游),大站水库监测断面(中段)及朱各务水库监测断面(下游),每个监测断面设置6个采样点,测定混合水样.2017年4月6日在采样点各取水5 L,其中各取500 mL水样加酸保存,用于检测重金属质量浓度.

1.2 检测方法

根据地《地表水环境质量标准》(GB3838—2002)[1]中所引用的分析方法检测水样的各项指标:色度、浊度、悬浮物(SS)、pH、化学需氧量(COD)、高锰酸盐指数(IMn)、重金属质量浓度、阴离子质量浓度等的测定[2-4].

1.3 水质评价

水质监测结果评价采用污染物综合污染指数评价法[5-10],表达式为:

式中:Pi为某污染物单项污染指数;Ci为某污染物监测值;Co i为某污染物标准值;n为污染因子个数.

2 结果与分析

根据地表水环境质量标准(GB 3838—2002)[1],对绣源河各个水域水质指标进行分析(见表1).绣源河三个监测断面水质色度均达到了Ⅰ类水(≤5)标准,表明绣源河没有明显颜色污染物排入.在济南植物园监测断面处,绣源河水水质浊度为Ⅳ类水(≤10)标准,这是由于济南植物园监测断面处水位相对较浅,水流流速相对较快,水体中物质沉降能力减弱导致的;但在大站水库监测断面及朱各务水库监测断面处浑浊度明显减小,达到Ⅰ类水(≤3)标准,这是由于从济南植物园监测断面流出后河流水面变宽,水流速度减慢,水中部分固体物质发生了沉降.

悬浮物是由水中无机和有机的固体颗粒物组成,这些颗粒物常常被微生物作为隐蔽的载体[11].通过对绣源河水的悬浮物测定,结果显示水中悬浮物含量较低.绣源河三个监测断面水质pH均符合地表水标准(pH=6～9),但从济南植物园监测断面到朱各务水库监测断面,其水样pH值发生了变化,由小于7变为大于7,可能是由于绣源河河床长期浸泡,部分碱性物质溶解,导致水的pH值增加[12].

绣源河水的COD达到地表水Ⅲ类(≤20)标准,中下游COD值较上游降低,这说明绣源河有较强的水体自净能力.另外,绣源河水的IMn符合地表水类Ⅳ(≤6)标准;在下游朱各务水库监测断面处,IMn接近Ⅰ类水(≤3)标准;上游济南植物园监测断面处水的IMn较高,说明流入绣源河的水中有机物含量较高,而经过水体自净后,有机物含量降低[13-14].

绣源河上游济南植物园监测断面水样中氨氮质量浓度监测结果符合地表水环境质量标准Ⅲ类(≤1.0)标准,从上游济南植物园监测断面到中段大站水库,至下游朱各务水库监测断面,其氨氮含量减少,水质指标达到了地表水环境质量标准Ⅱ类(≤0.5)标准,水质改善明显,可能是由于河流水量变化对水样中氮磷质量浓度产生影响[15].

表2数据与地表水环境质量标准(GB 3838—2002)进行对比,绣源河水的重金属离子如铅、铬、砷、镉、汞离子的含量非常低,均达到Ⅰ类标准,说明绣源河此河段没有重工业企业废水排放,这也与实地考察未发现污染废水排放管道事实相符.

表1 绣源河水质监测结果Table 1 Monitoring results of water quality of Xiuyuan River

表2 绣源河水质监测结果Table 2 Monitoring results of water quality of Xiuyuan River mg·L-1

从上述结果可知,济南植物园监测断面的各项污染指数偏高,而大站水库监测断面和朱各务水库监测断面的各项污染指数明显降低,这表明绣源河有较强的自净能力.

3 水质评价

采用综合污染指数法进行评价,由于重金属离子如铅、铬、砷、镉、汞离子的质量浓度非常低,均达到Ⅰ类标准,仅对绣源河水质指标中非金属指标进行评价,水质类别按照《山东省地表水环境功能区划》(2010)[16],章丘绣源河3个监测断面水质类别为Ⅳ类水.因此,按河段水质类别Ⅳ类标准的要求,用公式(1)、(2)分别计算其单项污染指数和综合污染指数,依据标准逐项对照(综合污染指数P值的范围≤0.20(好),0.21～0.40(较好),0.41～0.70(轻度污染),0.71～1.00(中度污染),1.01～2.00(重污染),≥2.0(严重污染)).单项污染指数评价结果显示(见表3):绣源河上游济南植物园监测断面和下游朱各务水库主要超标因子为总磷,其为主要污染物.综合污染指数评价结果显示:上游济南植物园监测断面水质综合污染指数为0.58,属于轻度污染;中断大站水库断面水质综合污染指数为0.37;下游朱各务水库监测断面水质综合污染指数为0.38,处于较好水平.济南植物园监测断面水质综合污染指数较其他监测断面高,为绣源河主要污染河段.大站水库和朱各务水库监测断面水质综合污染指数明显减小,说明绣源河水体的自净能力较强,环境容量较大.

表3 绣源河水质综合评价表Table 3 Comprehensive evaluation of water quality of Xiuyuan River

4 结 论

在对绣源河水质各项指标的监测与结果评价中可以看出,绣源河不存在重金属污染,上、中、下游监测断面水质均达到了地表水环境质量标准Ⅳ类标准,主要污染项为总磷;上游较中、下游污染严重,SS、氨氮等质量浓度指标上游较下游高很多.作为一条城市景观河,绣源河水提供和维持了良好的污染物质物理化学代谢环境,具有较高的环境水体的净化能力,符合环境标准中娱乐用水和景观水体的功能要求.

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