喀斯特山区小流域枯水期水化学组成与水质评价——以坞泥河为例

李干蓉 岑荣娇 蒋大香 方小宁

（铜仁职业技术学院工学院 贵州铜仁 554300）

引言

目前国内小流域的水环境质量评价的方法与江、河、湖、水库等水域的评价方法是一样的[1-5]。只是在不同区域因为地质水文和经济发展的不同，从而影响到不同地区小流域的破坏和污染情况的不同，故而所使用的研究方法也不同。研究方法的选着，取决于研究流域的污染情况来定，所以本文根据坞泥河的污染情况和污染物类型，选用有机污染综合指数法来评价坞泥河的水质。本文是以坞泥河的麒龙国际到小江河河段为研究对像，对对喀斯特山区小流域水环境质量进行评价。坞泥河是源江水系中锦江河的一条支流，在铜仁市城镇化的进程中有着重要的影响因素，评价坞泥河水质的优劣为今后铜仁市的城镇规划、城镇建设、城镇管理、经济发展等提供参考资料。

1 采样及分析方法

1.1 采样点布置及样品采集

坞泥河位于贵州省典型的喀斯特农区，发源于铜仁市川硐镇黑冲湾水库，流经教育园区的铜仁学院和铜仁职业技术学院。坞泥河穿过川硐镇后与铜仁市郊区的小江河汇合，并在清水塘处后，汇入源江水系中的一条支流锦江河。本研究设坞泥河采样位点5个，从上游至下游依次布点为麒龙国际（1）、铜仁学院（2）、铜仁职业技术学院南门（3）、茶山（4）、小江河汇合口（5）。

于2017年11月，在坞泥河中游从坞泥河的铜仁学院到小江河河段流域内个点进行瞬时采样，每个采样点采集4个水样，用水银温度计和pH计现场测试温度和pH值。

1.2 监测指标及分析方法

通过对坞泥河枯水期的水质检测，对乌泥河水体在随着时间变化规律和空间分布状况受污染状况进行分析和评价。根据标准和坞泥河的实际情况，本次评价选用水温,PH,化学需氧量（COD）,生化需氧量（BOD）,溶解氧（DO）,氨氮（NH3-N），亚硝酸盐氮，硝酸盐氮，总磷（TP），指标为评价指标。对溶解氧和硝酸盐氮指标的相关性，选用有机污染综合评价指数法为评价方法。

水样采集时水温采用水温计法（A），水样采集后直接用玻璃电极法测定pH值，用高锰酸钾指数法测定化学需氧量（COD），生化需氧量（BOD）采用稀释接种法进行测定，溶解氧（DO）采用碘量法（GB 7489-89）进行测定，氨氮（NH3-N）采用纳氏试剂光度法(GB 7479-87)进行测定，亚硝酸盐氮采用N-(1-萘基)-乙二胺光度法（GB 13580.7-92）进行测定，硝酸盐氮采用酚二磺酸光度法（GB 7480-87）进行测定，总磷（TP）采用钼酸铵分光光度法（GB 11983-89）进行测定。以上的水样采集、保存、运输和分析方法均按照《水和废水监测分析方法》(第4 版)来进行的[6]。

2 评价方法

2.1 有机污染综合评价指数法

通过监测水体中的化学需氧量（COD）,生化需氧量（BOD）,溶解氧（DO）和氨氮（NH3-N）之间的关系，采用有机污染综合评价指数法[7]对水体的水质状况进行评价。公式如下：

式中 A为综合污染评价指数；BODi，BOD0为BOD的实测值和评价标准；CODi，COD0为COD的实测值和评价标准；NH3-Ni，NH3-NO为 NH3-N 的实测值和评价标准；DOi，DO0为溶解养的实测值和评价标准。

其中当A<0时，监测水域的水质良好，未受到有机污染；当04时，监测水域的水质严重污染。

2.2 水域功能和标准分类

本文采用的水质指标是根据《地表水环境质量标准》（GB 3838-2002）来进行分析，其中将地表水环境质量标准基本项目标准值分为了五类，不同的功能类别执行着相应的标准值[4]。

3 结果与分析

3.1 水体水质参数组成与分析

由表1可看出坞泥河内地水样的平均温度为21.2℃，最大值为22.0℃，最小值为20.0℃，水温变化波动不大且呈无规律。pH值的平均值为6.8，最大值为7.6，最小值为6.4;总磷的平均值为1.569mg/L，最大值为1.912mg/L，最小值为1.075mg/L.总磷含量无明显变化，但是超过了地表水环境质量标准基本项目标准限值Ⅲ类的7.8倍，Ⅴ类的3.9倍，说明研究流域内磷的污染严重；由于1、2和3之间各有拦坝，说明拦坝对水体内总磷的分布有一定的影响作用,与已有的研究结果相符[8]。

表1 坞泥河不同监测点的水质指标监测值(单位:℃and mg/L)

由图1可以看出硝酸盐氮的含量在4号和5号监测点减低，在1、2、3号监测点较高，表1中还可以看出氨氮和亚硝酸盐氮的含量很低，都在1mg/L以下。表1来看氨氮的平均值为0.095mg/L，最大值为0.109mg/L，最小值为0.089mg/L，根据表1可知属于Ⅰ类水质标准，且氨氮含量基本在一个水平线上。在图1(a)中可以明显的看出亚硝酸盐氮在5号监测点的含量要高于其他监测点，这是由于5号监测的是在坞泥河与小江河的汇合口上，水流在这里有缓流的积累污染物的作用,说明筑坝拦截形成的缓流区对水体的水化学组成有一定的影响，与已有的研究结果相一致[9-11]；水体有机物中氮元素化合物是不稳定的，亚硝酸盐氮在厌氧条件下生成氨氮，在好养条件下生成硝酸盐氮,这说明水体受到污染而向自净转化的动态演变。

根据图2可以看出硝酸盐氮和溶解氧的关系，在1、2、3号监测点的溶解氧与硝酸盐氮有一定的正相关性，溶解氧升高硝酸盐氮的含量较高，说明水坝的拦截效应不仅体现在水库和大流域体系[8-10]，在小流域体系中也存在。4号和5号监测点，而溶解氧4号和5号监测点较低，但是结合表1上的数据来看，而硝酸盐氮的含量却变化不大，由于该区域流经几个自然分布的人口居住区，生活污水的任意排放，会导致溶解氧的下降，说明水体运行过程中有一定的自净作用。

图1 各位点3种氨的含量

图2 各硝酸盐和溶解氧含量相关性

3.2 有机污染综合评价指数结果及分析

根据表2的研究流域内各点的监测数据，计算出研究流域内各监测点的综合污染指数A,计算结果如表2所示。

由表2可以看出个监测点 1、3、4、5的A值处于0.2260～0.2742之间，水质属于Ⅲ类标准，且都是优Ⅲ类，这说明这几个监测点流域的水质良好，未受到有机污染物的污染。再看到监测点2的A值为0.008，水质属于优于Ⅲ类标准，说明该监测区域内的水质要好于1、3、4、5点的水质。

表1中DO的含量来看，2号监测点的DO含量为6.45mg/L，而 1、3、4、5 号监测点的 DO 含量分别为 7.63mg/L、7.52mg/L、7.30mg/L、7.34mg/L比2号监测点的含量要高。根据有机污染物综合评价指数法的公式，可以知道DO比值的大小决定这综合污染指数A的大小，既决定着有机污染的影响大小。这主要是因为有机污染严重的区域有机物分解消耗氧，使水中溶解氧减少。

表2 监测点监测结果

结语

（1）结果显示水坝拦截对小流域的水体水化学组成和水质都存在不同程度的影响。尤其筑坝拦截对水体中氮、磷的分布有一定的影响作用，但总磷的平均含量为1.569mg/L严重的超标。

（2）利用了氨氮、溶解氧、化学需氧量、生物需氧量的之间的关系，通过有机污染综合污染评价指数法对研究流域的水质进行了评价，结果表明研究流域的水质属于优Ⅲ类，其中2号监测点的水域水质是优于Ⅲ类。

（3）通过对坞泥河河段的枯水期的监测，分析研究流域内的水体中的硝酸盐氮核溶解氧的变化图2，水质硝酸盐氮与溶解氧呈一定的正相关。

本研究本文对坞泥河的麒龙国际到小江河河段水质做了一个客观合理的评价，为坞泥河地区水资源保护和水污染防治提供有效依据；绿水青山就是金山银山，小流域的开发与保护任重道远。