劉衛(wèi)國 王立志
(1. 臨沂市城市排水維護管理處,山東臨沂 276005;2. 山東省水土保持與環(huán)境保育重點實驗室,臨沂大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院,山東臨沂 276005)
陷泥河發(fā)源于臨沂市蘭山區(qū)瑯琊王路上游、涑河9 號壩南側(cè)蓄水閘處,流經(jīng)蘭山、羅莊兩區(qū),穿邳蒼分洪道入郯城武河,全長約28.5 km,流域面積193.2 km2[1],是臨沂城區(qū)的主要排水通道,承擔(dān)著城區(qū)三分之一的排水任務(wù)[2-3]。
臨沂市武河濕地位于臨沂市中心南部,濕地為1958 年建成的邳蒼分洪道的一部分,上游通過江風(fēng)口分洪閘與沂河相連,自1974 年分洪以來,再未啟動分洪閘分洪[4-5]。陷泥河是臨沂市的一條排污河道,流經(jīng)平原地區(qū),流程短,匯水面積小,再加上經(jīng)過綜合治理后,河全線實現(xiàn)漿砌石護坡,輸入武河濕地的水量較為穩(wěn)定,受季節(jié)變化不明顯[6],因此對陷泥河污染物的識別具有重要的意義。
陷泥河全長約28.5 km,河流最大落差20 m,河流源頭海拔70 m,出水口海拔51 m,河流水流較為平緩,平均流速為0.05~0.10 m/s[7]。陷泥河流經(jīng)市區(qū)長度為11.5 km,占河流總長度的40.35%,市區(qū)內(nèi)河流最大落差為8 m,河流流速相對較為平緩。流經(jīng)郊區(qū)長度為17.0 km,占河流總長度的50.65%,市區(qū)內(nèi)河流最大落差為13 m[8]。
陷泥河出水口測量地點為桃源村橋,采用超聲波水深探測儀進行水深探測,出水口河口寬36 m,最大水深2.4 m,流速枯水期平均為0.05 m/s,豐水期平均為0.10 m/s。河流出水口橫斷面面積為14.1 m2。河流流量枯水期平均為0.705 m3/s,豐水期平均為1.41 m3/s,水流相對較為平緩[9-10]。
武河濕地水源補給幾乎全部來源于陷泥河,因此本研究針對陷泥河進行連續(xù)跟蹤采樣,來研究污染源的結(jié)構(gòu)及濕地對污染水體的凈化作用。
本次研究共在陷泥河設(shè)置采集點5 個,其中,1~3 號采樣點為市區(qū),4~5 號采樣點為郊區(qū)。
表1 采樣監(jiān)測點位置及位置描述
根據(jù)采樣點的布設(shè)進行樣品采集,采集樣品主要為水樣,同時根據(jù)監(jiān)測需要輔助采集部分植物樣品。在各監(jiān)測點分別采集樣品,采樣間隔為1 個月,研究時間歷時為12 個月,以滿足全年數(shù)據(jù)需求,探討植物一個生活周期對污水氮磷的去除效果。水體氮磷各指標(biāo)采用意大利希思迪(Systea)實驗室連續(xù)流動分析儀分析。
4.1.1 pH 值分析
陷泥河各采樣點pH 值周年變化見圖1。圖1 表明,陷泥河pH 值波動在7.00~9.00 之間,水體呈堿性。陷泥河各采樣點pH 值隨時間的變化大致呈冬春季偏低、夏秋季偏高的趨勢。
圖1 陷泥河各采樣點pH 值周年變化
圖1 表明,采樣點1 和2 號點位pH 值變化相對較大,變化范圍在7.00~9.00 之間;3~5 號點位變化幅度相對較小,在8.00~9.00 之間。1 和2 號點位位于市區(qū)中心位置,可能和排污的不規(guī)律性及居民用水的季節(jié)性排污等因素有關(guān),導(dǎo)致了其變化相對較為劇烈。
1~5 號采樣點pH 值的變化整體呈升高趨勢,因此陷泥河pH 值隨著水流的方向呈升高趨勢。從3 號點位開始,pH 值明顯升高,表明水流到郊區(qū)之后pH值呈升高趨勢變化。
4.1.2 DO 值分析
陷泥河各采樣點DO 值周年變化見圖2。圖2 表明,陷泥河DO 值波動在3.00~11.00 mg/L 之間,水體DO 變化相對劇烈。陷泥河各采樣點DO 隨時間的變化大致呈秋冬季偏高、春夏季偏低的趨勢。
圖2 陷泥河各采樣點DO 值周年變化
圖2 表明,采樣點1~3 號點位DO 值變化相對較小,變化范圍在3.00~6.00 mg/L 之間;4~5 號點位變化幅度相對較大,在6.00~11.00 mg/L 之間??赡芎团盼鄣牟灰?guī)律性及居民用水的季節(jié)性排污等因素有關(guān),1~3 號點位位于市區(qū)中心位置,常年受到生活污水的污染,水體DO 含量整體偏低。4~5 號點位由于位于流出市區(qū)的位置,外加水動條件的改變,所以水體的DO 含量相對較高。
1~5 號采樣點DO 值的變化整體呈升高趨勢,因此陷泥河DO 值隨著水流的方向呈升高趨勢。從4號點位開始,DO 值明顯升高,表明水流到郊區(qū)之后DO 值呈升高趨勢變化。
4.1.3 ORP 值分析
陷泥河各采樣點ORP 值周年變化見圖3。圖3表明,陷泥河ORP 值波動在20.00~160.00 mV 之間,水體ORP 變化相對劇烈。陷泥河各采樣點ORP 隨時間的變化大致呈夏秋季偏高、冬春季偏低的趨勢。
圖3 陷泥河各采樣點ORP 值周年變化
圖3 表明,采樣點1~3 號點位ORP 值變化相對較小,變化范圍在20.00~80.00 mV 之間;4~5 號點位變化幅度相對較大,在75.00~160.00 mV 之間??赡芎团盼鄣牟灰?guī)律性及居民用水的季節(jié)性排污等因素有關(guān),1~3 號點位位于市區(qū)中心位置,常年受到生活污水的污染,水體ORP 值整體偏低。4~5 號點位由于位于流出市區(qū)的位置,外加水動條件的改變,所以水體的ORP 值相對較高。
1~5 號采樣點ORP 值的變化整體呈升高趨勢,因此陷泥河ORP 值隨著水流的方向呈升高趨勢,從4 號點位開始,ORP 值明顯升高,表明水流到郊區(qū)之后ORP 值呈升高趨勢變化。
4.2.1 磷素分析
陷泥河各采樣點TP 周年變化見圖4。
圖4 陷泥河各采樣點TP 周年變化
從時間變化上看,陷泥河1~5 號采樣點TP 呈冬春季偏高、夏秋季偏低的趨勢。冬春季節(jié)是陷泥河的枯水期,水流較為緩慢,在1~3 號采樣點個別地區(qū)甚至出現(xiàn)了斷流現(xiàn)象,城市排污無法得到及時的稀釋,所以水體中TP 的含量偏高;夏秋季節(jié)是陷泥河的豐水期,由于水體流動較大,水體中的污染物得到有效的稀釋,因此水體中TP 的含量偏低。
水體TP 含量表明,總體來看,陷泥河水體污染較為嚴(yán)重,1~3 號市區(qū)采樣點水體中TP 含量高達近1.65 mg/L,因此屬于嚴(yán)重污染水體,這和市區(qū)居民生活用水排污有直接的關(guān)系。
圖4 表明,1~5 號采樣點TP 含量變化呈倒“S”狀變化趨勢。2 號采樣點位于臨沂一路和陷泥河交匯處,水體受生活污水污染較為嚴(yán)重,因此水體TP含量在2 號采樣點相對較高,在5 號采樣點水體TP含量也相對較高。水體在流出市區(qū)后,4 號采樣點TP含量降低,而在5 號采樣點卻又出現(xiàn)升高現(xiàn)象,經(jīng)調(diào)查這與4~5 號采樣點之間沿途有企業(yè)偷排污水有關(guān),并非自然原因?qū)е隆?/p>
4.2.2 氮素分析
陷泥河各采樣點TN 周年變化見圖5。
圖5 陷泥河各采樣點TN 周年變化
從時間變化上看,陷泥河1~5 號采樣點TN 呈冬春季偏高、夏秋季偏低的趨勢。冬春季節(jié)是陷泥河的枯水期,水流較為緩慢,在1~3 號采樣點個別地區(qū)甚至出現(xiàn)了斷流現(xiàn)象,城市排污無法得到及時的稀釋,所以水體中TN 的含量偏高;夏秋季節(jié)是陷泥河的豐水期,由于水體流動較大,水體中的污染物得到有效的稀釋,因此水體中TN 的含量偏低。
水體TN 含量表明,總體來看,陷泥河水體污染較為嚴(yán)重,1~3 號市區(qū)采樣點水體中TN 含量高達近50.00 mg/L,因此屬于嚴(yán)重污染水體,這和市區(qū)居民生活用水排污有直接的關(guān)系。
圖5 表明,1~5 號采樣點TN 含量變化呈倒“U”狀變化趨勢。2 號采樣點位于臨沂一路和陷泥河交匯處,水體受生活污水污染較為嚴(yán)重,因此水體TN含量在2 號采樣點相對較高。3 號點位與2 號點位距離相對較近,同時在2 和3 號采樣點之間也有部分生活污水排入,這應(yīng)該也是導(dǎo)致3 號點位TN 含量偏高的一個主要原因。5 號采樣點水體TN 含量相對較低。
對污染源調(diào)查表明,水體氮磷含量整體偏高。TP含量表明,陷泥河水體污染較為嚴(yán)重,市區(qū)采樣點水體中TP 含量高達近1.65 mg/L。磷形態(tài)組分比例表明,陷泥河磷污染物形態(tài)中以溶解態(tài)磷為主。水體TN 含量表明,陷泥河水體污染較為嚴(yán)重,市區(qū)采樣點水體中TN 含量高達近50.00 mg/L,因此屬于嚴(yán)重污染水體。