西安某人工湖水体水质随季节变化特征分析

邢琳琳

(西安国家民用航天产业基地环境监测中心，陕西 西安 710100)

随着城市生态环境建设的升级，人工湖作为一道美丽的风景线频现于各大城市，城市人工湖起到改善环境、调节气候的作用，但同时因为其容量相对较小、水体流动性较差，易受到人类社会活动的影响，水体恶化问题越来越严重[1-2]。相关科研机构在人工湖水质分析评价、富营养化、生态修复等方面做了许多工作[3-5]。

本文以中湖公园人工湖泊为研究对象，每月进行1次多参数水质指标监测，对水体水质特征进行分析和评价，探讨存在的原因，提出改善的对策。

1 材料与方法

1.1 研究区域概况

西安某人工湖位于西安市长安区民用航天基地内，湖面面积达3万m2。整个湖面由东湖和西湖两部分组成，中间被一个亭子隔开。中心水面种植莲花、菖蒲等水生植物，四周种植垂柳，围绕水面适当进行水系延伸和造景，有调节小气候的功能，对周边环境的改善有积极意义。西安所在区为暖温带半湿润大陆性季风气候，年平均气温13.0℃～13.7℃，年降水量平均为507.7～719.8mm。一年有三个降雨高峰时段，分别是9～10月的秋季，7～8月的夏季以及4～5月的春季，尤以秋雨连绵为显著特点。人工湖总体以降水、自来水补给为主，湖体为封闭式湖泊。图1为西安某人工湖卫星俯视图。

图1 西安某人工湖卫星俯视图

1.2 数据采集与研究方法

本文旨在了解和检测中湖公园水体水质变化特征，经过分析在东湖和西湖各选取了1个监测点位，分别为DH-1，XH-1。委托第三方检测公司于2021年1～12月对水体状态、pH、化学需氧量、氨氮、石油类、六价铬、溶解氧、氧化还原电位、透明度等水质参数进行了现场检测，获取了相关数据。水质检测分析方法和使用仪器见表1。2021年全年的水体水质检测数据见表2。

表1 水质检测分析方法和使用仪器

2 结果分析与水质评价

2.1 水体透明度

透明度是指水体的澄清程度，一般由其所含悬浮物的多少所决定，悬浮物含量越大，则水的透明度越低。2个监测点4～12月透明度监测结果见图2。水体的透明度有明显的季节性特征，总体表现为夏季透明度低，其它季节透明度较高，可能是因为夏季温度较高，导致了藻类的大量繁殖。研究表明水体透明度可以反映湖泊的富营养化程度，一般以50cm作为临界值[6]。人工湖透明度的检测数据全部小于50cm，平均值26.5cm，说明整个水体的富营养化程度较高。

图2 水体透明度随月度变化特征

2.2 pH值

pH值是水质关键性的指标之一，pH值与水中氢离子活度有关，反映了各种溶解性化合物的酸碱平衡状态。2个监测点pH月度变化特征见图3。总体而言，全年pH值在7.20～8.73，呈中性至碱性，处于地表水环境质量标准限制范围(6～9)之内，酸碱度正常、无超标。pH值随季节没有明显的变化特征。

图3 pH月度变化特征

2.3 化学需氧量

化学需氧量是衡量水中还原性污染物浓度的综合指标，化学需氧量越大，说明水体受有机物的污染越严重。2个监测点化学需氧量月度变化特征见图4。总体来看，化学需氧量检测值都在30mg/L以下，达到Ⅳ类地表水标准。东湖监测点位的化学需氧量总体随月份增加呈下降的趋势；西湖监测点位化学需氧量随季节没有明显的变化特征，在2月和3月值较高。

图4 化学需氧量月度变化特征

2.4 氨氮

氨氮是指水中以游离氨和铵离子形式存在的氮。氨氮可以导致水富营养化，是水体中的主要耗氧污染物。氨氮月度变化特征见图5。2个监测点氨氮检测值都在3mg/L以下，达到Ⅲ类地表水标准。氨氮随季节没有明显的变化特征。

图5 氨氮月度变化特征

2.5 溶解氧

空气中的分子态氧溶解在水中称为溶解氧，溶解氧跟空气里氧的分压、大气压、水温和水质有密切的关系。溶解氧值是研究水自净能力的一种依据，其浓度影响水生生物的生长、发育、死亡等过程[7]。2个监测点位溶解氧月度变化特征见图6。总体来看，溶解氧检测值都大于5mg/L，达到Ⅲ类地表水标准。溶解氧随季节性变化规律比较明显，冬季溶解氧数值较高，春、夏、秋季时溶解氧数值较低。因为溶解氧随水温升高而减少。

图6 溶解氧月度变化特征

2.6 石油类、六价铬

石油类以溶解态、乳化态和分散态存在于废水中。当其含量超过0.1～0.4mg/L，即可在水面形成油膜，影响水体的复氧过程。六价铬，均以含氧酸根的形式存在，为吞入性毒物/吸入性极毒物，皮肤接触可能导致过敏；更可能造成遗传性基因缺陷，吸入可能致癌，对环境有持久危险性。2019年7月23日，六价铬化合物被列入有毒有害水污染物名录。由表2中数据知，湖中水体中基本没有检测出来石油类和六价铬。

表2 2021年某人工湖水体水质检测数据

3 结论

(1)人工湖全年水质较稳定，基本能满足Ⅳ类地表水环境质量标准。

(2)水体的透明度和溶解氧有明显的季节性变化特征，夏季水体的透明度比其他季节低，可能是因为夏季温度较高，导致了藻类的大量繁殖。冬季水体溶解氧数值最高，因为溶解氧随水温升高而减少。

(3)pH值、化学需氧量、氨氮随季节没有明显的变化特征。pH值全年呈中性至碱性，处于地表水环境质量标准限制范围(6～9)之内；化学需氧量在30mg/L以下，达到Ⅳ类地表水标准，2月和3月数值最高；氨氮指标3mg/L以下，达到Ⅲ类地表水标准；水体中基本没有检测出来石油类和六价铬。