時間:2022年01月07日 分類:經濟論文 次數:
摘要:采用納氏試劑分光光度法分析2018年和2019年兩年金堤河濮陽段水質中的氨氮,采用鉬酸銨分光光度法分析水質中的總磷。沿途布設濮陽大韓橋、金堤河宋海橋、范縣金堤橋、子路堤橋、臺前賈垓橋和張秋6個監測斷面,通過單因子評價法客觀評價金堤河水質變化。結果顯示,與2018年相比,2019年金堤河濮陽段整體水質狀況由輕度污染變為良好,水質情況明顯改善。
關鍵詞:金堤河;氨氮;總磷;監測;分析
金堤河,黃河下游支流,1964年后為豫魯兩省省界河流。本文根據2018-2019年濮陽市地表水環境質量監測數據,對金堤河濮陽段水體中氨氮和總磷的監測與分析進行研究,旨在為水污染防治工作提供數據支撐。
一、金堤河概況
金堤河發源于新鄉縣司張排水溝,自安陽市滑縣五爺廟村入濮陽境,流經濮陽縣、范縣、臺前3縣,于臺前縣吳壩鎮張莊村北穿臨黃堤匯入黃河。境內流長125千米,流域面積1750平方千米。
由于金堤河出口受黃河河槽逐年淤積抬高的影響,地表徑流和地下徑流出路不暢,金堤河入黃日益困難,流域內洪、澇、旱、堿、沙等災害頻繁發生。1965年以來,逐步疏浚了干流和主要支流河道,修建了臺前張莊入黃提排站,排水系統基本形成,洪澇災害有所減輕。流域內石油和天然氣蘊藏豐富,隨著中原油田的勘探與開發,形成了以濮陽為中心的石化工業基地。
近幾年,隨著金堤河兩岸工業、農業和第三產業的迅速發展和水資源開發利用的加劇,金堤河水環境污染問題也隨之凸顯,因此對金堤河下游水質持續進行監測和評價可以為改善金堤河水環境質量提供依據[1]82[2]288,并為水資源的合理利用起到積極的推動作用。金堤河濮陽段是整個濮陽市水環境質量治理的關鍵河流,近年來時常出現監測因子超標現象,其中氨氮、總磷兩個監測因子的超標時段和超標次數較為顯著。
為改善金堤河水環境質量持續惡化狀況,濮陽市政府有針對性地采取專項治理措施,通過開展排查整改違法排污企業、稻田及蓮藕種植等農業生產退水、監督城鎮污水處理廠正常運行、加大生態調水補水力度、嚴查違法傾倒危險廢物行為、實施應急加密監督監測、協調上下游城市聯防聯控等措施,不斷改善水質,防控環境風險,盡快實現金堤河濮陽段水環境質量的恢復。為打贏水污染防治攻堅戰,做好污染治理,支撐黃河流域生態環境和經濟的高質量發展,用監測數據說話,當好頂梁柱、順風耳、千里眼、偵察兵。因此,加快金堤河水環境質量的監測和數據分析至關重要,為領導的科學決策和水質盡快改善提供數據保障。
二、金堤河濮陽段水體水質監測
(一)點位布設根據金堤河的河流背景,依據《水質河流采樣技術指導》(HJ/T52-1999),在金堤河濮陽段共設置六個地表水環境質量監測斷面:濮陽大韓橋、金堤河宋海橋、范縣金堤橋、子路堤橋、臺前賈垓橋和張秋。
(二)實驗過程依據現行有效的國家或行業標準分析方法《水質氨氮的測定納氏試劑分光光度法》(HJ535-2009)和《水質總磷的測定鉬酸銨分光光度法》(GB11893-89)分別對2018—2019年金堤河濮陽段6個監測斷面的氨氮和總磷兩個因子進行監測和分析。
1.方法原理。
(1)氨氮監測的原理。經預處理后的水樣,加入納氏試劑,以游離態的氨或銨離子等形式存在的氨氮與納氏試劑反應生成淡紅棕色膠態絡合物,該絡合物的吸光度與氨氮含量成正比,于波長420nm處測量吸光度。(2)總磷監測的原理。在中性條件下用過硫酸鉀使試樣消解,將所含磷全部氧化為正磷酸鹽。在酸性介質中,正磷酸鹽與鉬酸銨反應,在銻鹽存在下生成磷鉬雜多酸后,立即被抗壞血酸還原,生成藍色的絡合物,于波長700nm處測量吸光度。
2.試劑、材料和設備。
(1)試劑和材料。氨氮:中速濾紙,無氨水,納氏試劑(HgCl2-KI-KOH)溶液,酒石酸鉀鈉溶液,硫代硫酸鈉溶液,硫酸鋅溶液,氫氧化鈉溶液,鹽酸溶液,硼酸溶液,溴百里酚藍指示劑,輕質氧化鎂,氨氮標準貯備溶液等。總磷:硫酸(密度為1.84g/ml),硫酸溶液,過硫酸鉀溶液,抗壞血酸溶液,鉬酸鹽溶液(鉬酸銨、酒石酸銻鉀),氫氧化鈉溶液,濁度-色度補償液,磷標準貯備溶液等。
(2)儀器和設備。T6新悅可見分光光度計,20mm、30mm比色皿,氨氮蒸餾裝置,高壓蒸氣消毒器,玻璃器皿,100ml、50ml具塞磨口玻璃比色管,玻璃漏斗,實驗室其他常用儀器和設備等。
3.樣品的預處理。
(1)氨氮預處理。對于一般水樣,采用絮凝沉淀法對樣品進行預處理。取100ml經充分搖動、混合均勻的水樣于具塞量筒或比色管中,加入1ml10%硫酸鋅溶液和0.1~0.2ml25%氫氧化鈉溶液,調節pH值至10.5左右,混勻。放置使之沉淀,用經無氨水充分洗滌過的中速濾紙過濾,棄去初濾液20ml。
絮凝沉淀主要去除懸浮物及部分色度,如果用絮凝沉淀和加入酒石酸鉀鈉后,樣品仍然渾濁和帶色,采用蒸餾法進行水樣預處理。將50ml硼酸溶液移入接收瓶中,確保冷凝管出口在硼酸溶液液面之下,分取250ml樣品移入燒瓶中,加幾滴溴百里酚藍指示劑,必要時,用1mol/L氫氧化鈉溶液或鹽酸溶液調整pH至6.0~7.4之間,加入0.25g輕質氧化鎂及數粒玻璃珠,立即連接好蒸餾裝置。加熱蒸餾,使餾出液速率約為10ml/min,待餾出液達200ml時,停止蒸餾,加水定容至250ml。
(2)總磷預處理。采用過硫酸鉀消解法,取25ml調節至中性后經充分搖勻的樣品于50ml具塞比色管中,向試樣中加4mL50g/L過硫酸鉀溶液,將具塞刻度管的蓋塞緊后,用一小塊紗布和線將玻璃塞扎緊,放在大燒杯中置于高壓蒸汽消毒器中加熱,待壓力達到1.1kg/c㎡,相應溫度為120℃時,保持30min后停止加熱。待壓力表讀數降至零后,取出放冷。然后用水稀釋至標線。
4.分析過程及討論。
氨氮監測:分取適量經預處理后的水樣,加入50ml比色管中,稀釋至標線,加1.0ml酒石酸鉀鈉溶液,混勻。加1.5ml納氏試劑,混勻。放置10分鐘后,在波長420nm處,用光程20mm比色皿,以水為參比,測量吸光度。
總磷監測:分取適量經預處理后搖勻的水樣用水定容至50ml比色管,分別向各份消解液中加入1ml抗壞血酸溶液混勻,30s后加2ml鉬酸鹽溶液充分混勻。室溫下放置15min后,在波長700nm處,用光程30mm比色皿,以去離子水為參比,測量吸光度。先繪制校準曲線,由測得的吸光度,減去零濃度空白的吸光度后,得到校正吸光度,繪制以氨氮含量(g)或總磷含量(g)對應校正吸光度的標準曲線,線性好(R=0.999),滿足標準要求。
通過線性方程計算水樣中氨氮和總磷的含量,本文測定金堤河6個斷面2018年和2019年的氨氮和總磷濃度變化,比較2018年和2019年全年的氨氮和總磷數據,發現2019年較2018年范縣金堤橋斷面的氨氮濃度明顯增大,子路堤橋斷面的氨氮濃度稍微增高,而濮陽大韓橋、金堤河宋海橋、臺前賈垓橋、張秋斷面的氨氮濃度均明顯降低。而2019年較2018年金堤河濮陽段6個斷面的總磷濃度明顯降低,水質明顯變好。
(三)結果分析
1.評價方法。
為進一步了解金堤河濮陽段水質中氨氮和總磷的狀況,本次評價采用單項因子評價法,按照《地表水環境質量標準》(GB3838-2002)對參與評價的因子進行水質類別評價,按照《地表水環境質量評價辦法(試行)》(環辦〔2011〕22號)中斷面水質類別與水質定性評價分級對應關系評價斷面水質狀況。
2.數據分析。
以氨氮為評價因子,2018年入境斷面濮陽大韓橋水質為Ⅲ類水,流經斷面金堤河宋海橋、范縣金堤橋均為Ⅳ類水,子路堤橋為Ⅲ類水,臺前賈垓橋為Ⅱ類水,出境斷面張秋為Ⅱ類水;2019年入境斷面濮陽大韓橋水質變為Ⅱ類水,流經斷面金堤河宋海橋為Ⅲ類水,而范縣金堤橋水質變為劣Ⅴ類水,子路堤橋為Ⅲ類水,臺前賈垓橋為Ⅱ類水,出境斷面張秋為Ⅱ類水。
與2018年相比,2019年范縣金堤橋斷面由Ⅳ類變為劣Ⅴ類,需要引起關注;Ⅰ~Ⅲ類斷面明顯增加,Ⅳ類斷面減少為0,整體水質狀況由輕度污染變為良好,水質情況明顯改善。以總磷為評價因子,2019年與2018年相比,入境斷面濮陽大韓橋水質由Ⅲ類變為Ⅱ類水,流經斷面金堤河宋海橋由Ⅳ類水變為Ⅲ類水,范縣金堤橋由劣V類水變為Ⅳ類水,子路堤橋由劣V類水變為Ⅲ類水,臺前賈垓橋由V類水變為Ⅳ類水,出境斷面張秋由Ⅳ類水變為Ⅲ類水。2019年金堤河濮陽段六個監測斷面總磷因子整體轉好,濃度均出現大幅度下降,其中Ⅰ~Ⅲ類斷面增加了50%,而V類和劣V類斷面均降低至0,整體水質狀況由中度污染變為輕度污染,水質情況明顯改善。
四、結論
從上述監測結果分析來看,濮陽市金堤河段水環境質量有所改善,但認真梳理監測數據,范縣金堤橋斷面氨氮達到劣V類水質,水質污染嚴重;同時范縣金堤橋斷面的總磷由劣V類水變為Ⅳ類水,水質狀況有所改善,但金堤河宋海橋至子路堤橋之間是整個金堤河濮陽段的主要污染區間,因此,重點治污,科學治污,精準治污刻不容緩。
依據2019年水污染防治攻堅戰工作方案有關具體要求,濮陽市明確目標,建立任務清單,細化工作分工,明確以改善環境質量為核心,以解決人民群眾反映強烈的突出環境問題為重點,切實把水污染防治作為一項重大政治任務和民生工程,水污染防治攻堅戰重點工作有序推進,成效明顯。通過分析2018年與2019年的相關監測數據,從氨氮和總磷兩項監測因子來看,金堤河濮陽段的水環境質量狀況有所改善。
這主要歸因于十八以來我國各級政府都非常注重生態文明建設,保護環境,不斷加強對工業廢水、生活污水、農田退水種植業和養殖業的管控和治理力度,根據不同情況,采取修建水閘、種植綠植、河道清理、生態修復等綜合治理措施,并且出臺了《濮陽市黃河流域入河口排污口排查工作方案》,開展金堤河流域入河口排查整治工作,推進重點工程建設等一系列措施[3]5,使得金堤河濮陽段水質呈持續好轉趨勢,保障流域水環境安全,不斷增強人民群眾對生態環境的獲得感和幸福感。
五、金堤河水污染治理建議[4]
22目前水質污染問題的主要原因有三:一是濮陽市屬于嚴重缺水地區,金堤河轄區段基本沒有天然徑流補給,主要承納的是經處理過的工業廢水、生活污水和農田退水,缺乏水生態自凈能力;二是污水處理設施配套管網建設和雨污分流系統在城中村、老舊城區和城鄉結合部的覆蓋不完全,污水處理能力、配套管網建設力度仍需加強;三是農村面源污染問題亟待解決,大量農村生活和農業生產活動中產生的污染物在降水和農田徑流沖刷作用下,不斷進入受納水體,造成河流水質污染。
對金堤河流域的水污染治理建議:一是加強執法監督,不定期進行檢查和抽查,發現問題,及時解決;二是鼓勵新農業技術的推廣和使用,減少農業污染和農田退水對受納水體的影響;三是提高城市和重點鄉鎮污水處理設施和收集管網能力建設,加大污水收集率,杜絕污水直排現象的發生;四是提高生態環境保護宣傳力度,響應國家號召,保護水資源。
參考文獻:
[1]張森,劉海珍.金堤河聊城段水質監測與分析[J].科技經濟市場,2013(4).
[2]司法鵬.濮陽市水資源狀況及開發利用問題[J].工程技術,2016(42).
[3]楊惠芳,徐菲.淺析濮陽市水資源現狀及可持續利用技術措施[J].河南水利與南水北調,2014(18).
[4]趙衍湖,盛兆文.金堤河水資源保護措施研究[J].中國水利,2001(1).
作者:劉敏,王文紅,馬紅磊,李源昊,程偉娜,唐清霞