再生水补给的景观河道水质与富营养化状态评价

发表时间:2021/4/19   来源:《建筑实践》2021年1月第2期   作者:  郝泳
[导读] 为缓解水资源短缺,《水法》明确提出鼓励使用再生水,提高污水再生利用率。
        郝泳
        广西珠委南宁勘测设计院,广西 南宁市530000
        
        摘要:为缓解水资源短缺,《水法》明确提出鼓励使用再生水,提高污水再生利用率。污水再生回用的话题越来越受到重视,特别是随着污水处理厂排放标准不断提升,使污水再生回用于景观环境用水更加可行,回用量逐年递增。水处理厂目前多数执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准,规定出水COD≤50mg/L、NH3-N≤5mg/L、TN≤15mg/L、TP≤0.5mg/L。部分省市地区制定了更为严格的地方(区域)标准。
        关键词:景观河道水体;水质评价;富营养化;环境标准
        引言
        在一般的静水水体中,沉积物接纳了大量的营养盐,是水体中营养盐重要的汇集体,而当沉积物中营养盐的量超过其自身最大净化容量时,沉积物逐渐转变为营养盐的源,在水体入水营养盐得到控制后,如沉积物中磷的含量大于水体中磷的浓度,此时沉积物中的磷将会向水体中迁移。进入到沉积物中的磷可能以三种形式向水体释放,第一,通过风浪等水力作用引起表层沉积物的再悬浮;第二,在微生物的作用下,有机质矿化分解,释放出溶解性的磷酸盐;第三,铁铝氧化物解吸作用也是一个重要的释磷途径,在厌氧条件下,与铁氧化物结合的磷相较于其他形态的磷更容易被分解,变为可溶解磷,向水体释放。鉴于此,本研究将磷的释放分为颗粒物再悬浮静态释放实验与表层沉积物磷动态释放实验两部分来进行考察。分别考察不同环境因子对这两种过程中磷释放的影响,研究现实河道中磷的释放规律,对景观河道的管理提出建议。
        1评价对象概况
        某景观河道由东西向的宽河道和南北向的窄河道组成。宽河道总长2275.0m,水面平均宽80.0m,平均水深1.1m,蓄水容量约20.0万m3。窄河道总长1700.0m,水面平均宽10.0m,平均水深1.1m,蓄水容量约1.9万m3。河道的唯一补充水源,是以本地污水处理厂出水为原水经连续微滤处理后的景观再生水,进入宽河道首端。该水厂执行某市《城镇污水处理厂污染物排放标准》(DB12/599-2015)A标准。该景观河道水体为滞缓流,在窄河道末端建有供水泵站,向人工景观湖供水,因人工景观湖需水量不多,一般只在夏季进行少量补水,冬季不进行补水,景观河道流动性差,冬季景观河道处于封闭状态。景观河道沿线两岸无点源污染,面源污染以各类降水形成的入河地表径流所携带的污染负荷及入河的绿化灌溉水污染为主。河道水体流动性差,夏季呈现绿色,有富营养化特征。
        2湖泊富营养化评价指标及其选取原则
        在实际工作中,以上几种方法都被采用,因而在我国湖泊富营养化评价过程中存在以下问题:
        (1)对湖泊营养状态的划分比较混乱,描述方法不一;
        (2)湖泊富营养化评价方法及指标各不相同;
        (3)分级评价标准差别很大。
        这些问题导致同一湖泊富营养化的评价结果差别很大,不同湖泊之间的评价结果缺乏可比性。因此,统一湖泊富营养化评价指标、方法和分级标准是十分必要的按照相关性、可操作性、简洁性和科学性相结合的原则,从影响湖泊富营养化的众多因子中选取叶绿素a(chla)、总磷(TP)、总氮(TN)、透明度(SD)、高锰酸盐指数(CODMn)等五项指标作为湖泊富营养化评价的统一指标。
        3水体富营养化状态判别
        3.1水体富营养化
        “营养化”(Eutropbication)是氮、磷等植物营养物质含量过多导致藻类等水生生物的大量繁殖,使鱼类生活空间愈来愈少,是水体衰老的一种表现。
        3.2主要表现及其来源分析
        水体出现富营养化现象时主要表现为浮游生物大量繁殖,因占优势的浮游生物的颜色不同水面往往呈现蓝色、红色、棕色、乳白色等。这种现象在江河湖泊中称为“水华”;在海洋则称为“赤潮”。其中磷和氮在水体富营养化的限制因素中起了重要作用。

水体富营养化的来源主要分为三大类:
        1)生活污水。生活污水中杂质很多,但其总量只占0.1%~1%,其余都是水分。杂质的浓度与用水量多少有关,pH约为7.2~7.8。
        2)农业退水。农作物栽培、牲畜饲养、食品加工等过程中排出的污水和液态废物等。
        3)工业废水。成分极其复杂,污染物含量变化也很大。主要包括含无机物的废水,含有机物的废水,如食品工业、石油化工、炼油、焦化、煤气、农药、塑料、染料等工厂排水。
        3.3水体富营养化状态判断标准
        3.3.1判断标准的选择
        国内外往往根据水体营养物质浓度、藻类所含叶绿素a的量、湖水透明度等指标来划分水质营养状态,有的地区也以此作为判断水质营养状态的标准。
        3.3.2水体富营养化状态判断
        目前一般采用的指标是:水体中含氮质量分数超过0.2~0.3×10-6,生化需氧质量分数大于10×10-6,磷质量分数大于0.01~0.02×10-6,pH值7~9的淡水中细菌总数每毫升超过10万个,表征藻类数量的叶绿素a含量大于10μmgL。根据已调查收集的总磷、总氮、叶绿素、透明度等指标,对高州水库水体富营养化状态进行初步判别,并采用两种方法进行比较分析研究从而确定其是否属于贫营养、中营养或富营养。
        另一种判别方法是以湖北省环境保护局研究所等对武汉东湖在水体富营养化研究中采用的评价标准进行比较,指标有总磷、总氮、透明度确定其属于贫营养、中营养前期、中营养后期、富营养、重度富营养等级标准。
        4结果与评价
        4.1水质监测结果与评价
        选取2018年6月、2018年11月监测数据代表夏季、冬季景观河道水质,依据《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)Ⅴ类标准进行评价。结果显示,CODCr、TN超标,其中CODCr在限值附近波动,偶尔略有超标;TN则持续超标,最高超出限值300%。按照《城市黑臭水体整治工作指南》对黑臭等级进行评价,景观河道不属于黑臭水体,夏季、冬季均无黑臭现象发生。
        4.2水质比较与分析
        河道芦苇优势生长,造成种群结构失衡,用水生态的平衡、生物链的连接、水体自净能力的提高等要求来衡量,水体中的生物太少,多样性远远不够。水体应有的自净能力也因为没有生物链而大大减弱。
        结语
        虽然评价结果显示,景观河道不属于黑臭水体,但应用综合营养指数法评价其水体的营养化状态后,发现该河道在2018年8月、9月、10月为重度富营养化,其余月份为中度富营养化。经分析富营养化原因,发现水体流动性差、自净能力低、河底底泥内源污染和补给的再生水TN、TP浓度较高均是造成景观河道富营养化的主要原因。因此,仅通过再生水给水体补水,并不能改善景观河道的富营养化状态,只能改善其流动性。仍需通过清除河道底泥、适度补给再生水、收割芦苇种植多样植物等综合措施来改善景观河道整体水质状态。
        参考文献
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