魏颯 郭澤忠 邢晨曦

摘要[目的]選取洨河人工濕地為研究對(duì)象，開展水體流經(jīng)濕地后水質(zhì)指標(biāo)變化分析。[方法]分析從濕地入口至出口之間河段的pH、COD、NH3-N、TN、TP的沿程變化。[結(jié)果]水體經(jīng)過人工濕地后，pH相對(duì)穩(wěn)定，濕地對(duì)水中主要污染物COD、NH3-N、TN、TP的降解效果明顯，但TN、TP仍維持在較高的水平，應(yīng)通過生物調(diào)控技術(shù)完善濕地水體生態(tài)系統(tǒng)，進(jìn)一步增加生態(tài)修復(fù)措施，降低河道發(fā)生水體富營(yíng)養(yǎng)化的風(fēng)險(xiǎn)。[結(jié)論]經(jīng)水質(zhì)評(píng)價(jià)，濕地出口處水質(zhì)達(dá)到了Ⅱ類，說明人工濕地對(duì)于改善水質(zhì)狀況有著明顯的作用。

關(guān)鍵詞 洨河;濕地;水質(zhì);變化

中圖分類號(hào) X522文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A

文章編號(hào) 0517-6611（2019）19-0053-02doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2019.19.017

Abstract [Objective]Xiao River artificial wetland was selected as the research object to analyze the change of water quality index after the water body flows through the wetland.[Method]The changes of pH，COD，NH3-N，TN and TP of the river section from the inlet to the outlet of the wetland were analyzed.[Result]After the wetland，the pH would appear relatively stable，the degradation of COD，NH3-N，TN and TP was obvious，but TN and TP were still at a high level.Biological regulation technology should be taken to improve wetland water ecosystem，to increase ecological restoration measures to reduce the risk of eutrophication of water bodies in rivers.[Conclusion]After water quality evaluation，the water quality of the wetland outlet reached Class II，which also shows that constructed wetlands have a significant role in improving water quality.

Key words Xiao River;Wetland;Water quality;Change

河北省是我國(guó)嚴(yán)重缺水的省份之一，人均水資源占有量?jī)H為全國(guó)人均水資源占有量的1/7。與此同時(shí)，每年污水排放量達(dá)20億m3以上，而再生利用率卻不足20%[1]。實(shí)現(xiàn)污水資源化利用、提高再生水利用率已成為緩解水資源短缺的重要內(nèi)容。

人工濕地處理系統(tǒng)是常規(guī)污水生物處理技術(shù)的有效途徑[2-5]，然而濕地生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、水生植物的布設(shè)如不合理，可能會(huì)出現(xiàn)富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響水體景觀效果[6]。因此，研究人工濕地對(duì)水質(zhì)的凈化能力十分重要。筆者選取石家莊市典型河道內(nèi)修建的人工濕地，分析水體經(jīng)過人工濕地后的水質(zhì)指標(biāo)變化情況。

1 資料與方法

1.1 研究區(qū)域概況

選取洨河作為研究對(duì)象，開展洨河經(jīng)人工濕地后水質(zhì)指標(biāo)變化分析。洨河全長(zhǎng)62.3 km，洨河補(bǔ)給水源主要為總退水渠和環(huán)城河，總退水渠的水除來源于天然水之外，還有相當(dāng)一部分是來自橋東污水處理廠[7]，環(huán)城河水主要是來源于黃壁莊水庫(kù)與橋西污水處理廠。洨河人工濕地位于衡井公路跨河橋上下游兩側(cè)，全長(zhǎng)2.0 km。

1.2 監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置

研究選取洨河濕地之間的河段進(jìn)行水質(zhì)指標(biāo)分析，該河段無污水排污口，長(zhǎng)度約2.0 km，布置3個(gè)采樣點(diǎn)，采樣點(diǎn)分別為濕地入口S1、衡井橋下S2、濕地出口S3，采樣點(diǎn)布置如圖1所示。

1.3 分析方法

研究周期為2017年1—12月，每月采集水質(zhì)樣品一次，通過測(cè)定各樣品相關(guān)水質(zhì)指標(biāo)濃度，分析其水質(zhì)指標(biāo)變化規(guī)律。測(cè)定指標(biāo)主要有pH、化學(xué)需氧量CODcr、氨氮NH3-N、總氮TN和總磷TP。水質(zhì)指標(biāo)的測(cè)定方法參照《水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法》[8]。

2 結(jié)果與分析

2.1 pH的沿程變化 通過對(duì)研究河段的pH測(cè)定結(jié)果分析（圖2），該河段水體pH總體處于7～9，符合地表水標(biāo)準(zhǔn)對(duì)pH的要求。

2.2 COD濃度的沿程變化 從圖3可看出，濕地入口S1的COD濃度在45～112 mg/L波動(dòng)，波動(dòng)范圍較大;中間衡井橋下S2的COD濃度在36～65 mg/L;濕地出口S3的COD濃度在21～45 mg/L波動(dòng)，相對(duì)比較穩(wěn)定。污水在濕地中流動(dòng)時(shí)，COD的降解速率隨著遷移距離的延長(zhǎng)呈先快后慢的趨勢(shì)[9]，故由S1至S2，COD降解率達(dá)33%，而由S2至S3，COD降解率為27%。從時(shí)間序列來看，隨著溫度的升高，植物生長(zhǎng)旺盛，COD降解率逐漸增加，汛期之后，溫度降低，植物生長(zhǎng)緩慢，COD降解率呈現(xiàn)持平或逐漸降低的趨勢(shì)。此外，濕地中的碎石層和專用微生物填料也為微生物生長(zhǎng)提供了環(huán)境，從而有利于有機(jī)物的降解[10]。

2.3 NH3-N濃度的沿程變化

從圖4可看出，濕地入口S1的NH3-N濃度在2.15～2.90 mg/L波動(dòng)，中間衡井橋下S2的NH3-N濃度在1.25～2.10 mg/L波動(dòng)，濕地出口S3的NH3-N濃度在0.55～0.96 mg/L波動(dòng)，達(dá)到地表水環(huán)境質(zhì)量Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)，故濕地對(duì)NH3-N具有較好的降解效果。

2.4 TN濃度的沿程變化

從圖5可看出，濕地入口S1的TN濃度在20.5～28.6 mg/L波動(dòng)，中間衡井橋下S2的TN濃度在9.55～20.4 mg/L波動(dòng)，濕地出口S3的TN濃度在4.65～10.05 mg/L波動(dòng)。從空間上考慮，濕地前半程降解速率較低，后半程降解速率較高;從時(shí)間序列考慮，年度降解速率相對(duì)穩(wěn)定。濕地出口處S3的TN濃度仍遠(yuǎn)高于地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的要求，這是由于洨河作為城市行洪河道，河底岸坡均有襯砌，在一定程度上降低了水體的自凈能力;此外，由于其本底值過高，即使經(jīng)過人工濕地，其濃度也未能得到有效降解。故為控制水華暴發(fā)，保障水體生態(tài)環(huán)境穩(wěn)定性，需強(qiáng)化修復(fù)降低水體氮元素含量。

2.5 TP濃度的沿程變化

從圖6可看出，濕地入口S1的TP濃度在0.73～1.21 mg/L波動(dòng)，中間衡井橋下S2的TP濃度在0.49～0.96 mg/L波動(dòng)，濕地出口S3的TP濃度在0.32～0.66 mg/L波動(dòng)。從空間上考慮，濕地前半程降解速率較低，后半程降解速率較高;從時(shí)間序列考慮，自汛期之后降解速率略有提高。但濕地出口S3處的TP濃度大多月份仍不能滿足地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，盡管人工種植了挺水植物且沉水植物也有生長(zhǎng)，但對(duì)水體TP濃度有主要貢獻(xiàn)的PO43-被生物吸收利用量不足。故應(yīng)據(jù)此修復(fù)完善濕地水體生態(tài)系統(tǒng)。

2.6 水質(zhì)評(píng)價(jià)

根據(jù)水功能區(qū)劃要求，洨河水質(zhì)評(píng)價(jià)采用Ⅴ類標(biāo)準(zhǔn)。采用單因子和綜合指數(shù)評(píng)價(jià)法對(duì)洨河濕地水質(zhì)23.65 億元，林地和水體為貢獻(xiàn)率最高的地類。到2030年，衡陽(yáng)市中心城區(qū)的耕地、林地、草地和未利用地面積呈下降趨勢(shì)，而建設(shè)用地和水體面積呈上升趨勢(shì)。2030年衡陽(yáng)市中心城區(qū)的預(yù)測(cè)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值總量為21.94億元，相比2010年下降了1.71億元，在未來新型的城鎮(zhèn)化過程中，衡陽(yáng)市中心城區(qū)需要慎重權(quán)衡城市發(fā)展與生態(tài)保護(hù)的關(guān)系。

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