连云港市徐圩新区典型河湖水环境评价及影响因子分析.pdf
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1、第4 5卷 第3期2 0 2 3年9月 延 边 大 学 农 学 学 报A g r i c u l t u r a lS c i e n c eJ o u r n a l o fY a n b i a nU n i v e r s i t y V o l.4 5 N o.3 S e p.2 0 2 3收稿日期:2 0 2 3-0 9-1 0 基金项目:江苏大学横向课题(HX 2 0 2 3 0 2 2 0);江苏大学高级人才启动基金(2 0 J D G 0 6 7)作者简介:何烽(1 9 8 2),男,江苏泰州人,高级工程师,研究方向为环境保护,E-m a i l:h e r o f e n g
2、 q q.c o m通信作者:徐春生(1 9 7 5),男,江苏盐城人,高级工程师,研究方向为环境污染物防控与治理,E-m a i l:9 0 6 5 7 9 2 0 1 q q.c o m文章编号:1 0 0 4-7 9 9 9(2 0 2 3)0 3-0 0 6 9-0 8 D O I:1 0.1 3 4 7 8/j.c n k i.j a s y u.2 0 2 3.0 3.0 1 1连云港市徐圩新区典型河湖水环境评价及影响因子分析何 烽1,黄坤晓2,郑小军2,3,林洪军1,胡志远4,徐春生2*(1.江苏香河农业开发有限公司;2.国家东中西区域合作示范区(连云港徐圩新区)环境保护局:江苏
3、 连云港2 2 2 0 4 8;3.江苏大学环境与安全工程学院,江苏 镇江2 1 2 0 0 3;4.苏州先进分子诊断有限公司,江苏 苏州2 1 5 1 2 7)摘要:为进一步探究国家东中西区域合作示范区(连云港徐圩新区)水生态环境状况,该研究对主城区典型的9条河流和6个湖泊进行野外采样和实验室化验分析,分别使用综合营养指数法(T L I)和综合污染指数法对表层水体污染和富营养化现状进行系统评价。结果表明:研究区内典型河湖表层水体p H值为8.49.7,呈碱性;盐度含量0.6 32 1.9,平均值6.5 1,总体处于微咸水状态;河湖表层水质总体处于良好水平,属轻度富营养化水体。总氮(TN)和总
4、磷(T P)含量分别为0.8 48.7 2m g/L和0.0 30.2 5m g/L,整体处于类水平。电导率(E C)、总溶解性固体(T D S)、盐度和C O DM n是影响区域河湖水质的关键因子。研究区内河湖水系间连通性不足和污染物胁迫是影响该地区水环境质量的主要因素。该研究可为区域水环境可持续发展及健康河湖构建提供有力的科学依据。关键词:徐圩新区;综合污染指数;综合营养指数法;富营养化评价;主成分分析中图分类号:X 1 4 3;X 8 2 4 文献标志码:A W a t e r e n v i r o n m e n t e v a l u a t i o na n d i n f l
5、u e n c i n gf a c t o r sa n a l y s i so ft y p i c a l r i v e r sa n d l a k e s i nX u w e iN e wD i s t r i c t,L i a n y u n g a n gC i t yHEF e n g1,HUANGK u n x i a o2,Z HE NGX i a o j u n2,3,L I N H o n g j u n1,HUZ h i y u a n4,XUC h u n s h e n g2*(1.J i a n g s uX i a n g h eA g r i c u
6、 l t u r a lD e v e l o p m e n tC o.L TD;2.D e p a r t m e n t o fE n v i r o n m e n t a lP r o t e c t i o n,C h i n aE a s t e r nC e n t r a lW e s t e r nD e m o n s t r a t i o nA r e af o rR e g i o n a lC o o p e r a t i o n(X u w e iN e wD i s t r i c t),L i a n y u n g a n gJ i a n g s u2
7、 2 2 0 4 8,C h i n a;3.S c h o o l o ft h eE n v i r o n m e n ta n dS a f e t yE n g i n e e r i n g,J i a n g s uU n i v e r s i t y,Z h e n j i a n gJ i a n g s u2 1 2 0 1 3,C h i n a;4.S u z h o uA d v a n c e dM o l e c u l a rD i a g n o s t i cT e c h n o l o g yC o.L t d,S u z h o uJ i a n g
8、 s u2 1 5 1 2 7,C h i n a)A b s t r a c t:I no r d e r t of u r t h e ru n d e r s t a n dt h es t a t u so fw a t e re c o l o g i c a l e n v i r o n m e n t i nC h i n aE a s t e r nC e n-t r a lW e s t e r nD e m o n s t r a t i o nZ o n e f o rR e g i o n a lC o o p e r a t i o n(X u w e iN e w
9、D i s t r i c t,L i a n y u n g a n gC i t y),w ei n v e s t i g a t e dt h e t y p i c a l 9r i v e r sa n d6l a k e s i nt h em a i nu r b a na r e au s i n gt h ec o m p r e h e n s i v et r o p h i c i n d e x(T L I)a n dc o m p r e h e n s i v ep o l l u t i o n i n d e xt oe v a l u a t e t h
10、es t a t u so f s u r f a c ew a t e rp o l l u t i o na n de u t r o p h i c a-t i o n.O u r r e s u l t ss h o wt h ep H v a l u ei si nt h er a n g eo f8.49.7w i t ha l k a l i n e;t h es a l i n i t yc o n t e n ti s0.6 32 1.9 w i t ht h e a v e r a g ev a l u eo f 6.5 1,e x h i b i t i n ga s t
11、 a t eo f b r a c k i s hw a t e r;t h eo v e r a l l s u r f a c ew a t e rq u a l i t i e so f r i v e r s a n d l a k e s a r e i ng o o d l e v e l sw i t hm i l de u t r o p h i c a t i o n.T h e c o n t e n t so fT Na n dT P延 边 大 学 农 学 学 报第4 5卷 a r e0.8 48.7 2m g/La n d0.0 30.2 5m g/L,r e s p
12、e c t i v e l y,i n d i c a t i n gt h e I Vl e v e l o f s u r f a c ew a t e rb o d y.T h e e l e c t r i c a l c o n d u c t i v i t y(E C),t o t a l d i s s o l v e ds o l i d s(T D S),s a l i n i t yc o n t e n t a n dC O DM na r e t h ek e y f a c-t o r sa f f e c t i n gt h ew a t e rq u a l
13、i t yo fs t u d ya r e a.T h e i n s u f f i c i e n tc o n n e c t i v i t yb e t w e e nr i v e r sa n dl a k e sa n dt h ep o l l u t a n t s t r e s s a r e t h em a i n f a c t o r s a f f e c t i n g t h eq u a l i t yo fw a t e r e n v i r o n m e n t.O u r s t u d yc a np r o v i d eav a l u
14、 a b l es c i e n t i f i cb a s i s f o r t h es u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n to fw a t e re n v i r o n m e n ta n dc o n s t r u c t i o no f r i v e r sa n d l a k e sw i t h i nt h i sz o n e.K e y w o r d s:X u w e iN e wD i s t r i c t;c o m p r e h e n s i v ep o l l u t i o n i n
15、d e x;c o m p r e h e n s i v e t r o p h i c i n d e xm e t h o d;e u-t r o p h i c a t i o na s s e s s m e n t;p r i n c i p a l c o m p o n e n t a n a l y s i s 随着我国工业发展和城市化进程迅速加快,水污染问题引起了社会各界的广泛关注1。引起水体污染的原因有很多种,主要包括营养盐、有毒有害物质以及病原体污染物等,其中,由于营养盐所造成的水体富营养化最为严重2,水体富营养化是由于自然水体中氮、磷等营养元素过多造成的水体污染现象,
16、会造成水体藻类和其他浮游生物的迅速生长,造成水体缺氧,最终对水体生态系统造成破坏,影响供水安全3-5。据调查,我国有超过1/2的水域正在或者曾经经历水体富营养化,若不采取措施,至2 0 3 0年,我 国 大 部 分 城 镇 湖 泊 将 会 产 生 富 营 养 化 现象1,6。因此,进行水体污染和富营养化问题的研究对水生态系 统安全乃 至人类 生 活 健 康 有 重 要意义。近年来,随着人们环保意识日益增强,河湖水生态保护成为社会关注的热点问题,而科学的评价方法是进行水环境保护和修复的基础。及时有效地开展地表水评价能够精准判断污染物种类和污染迁移的途径,有利于在源头上采取措施,阻断污染的传播7-
17、8。常见的地表水 评价方法主 要有水质指 数法9、综合水质标识指数法1 0、单因子指数法1 1、模糊综合评价法1 2和内梅罗指数法1 3等,这些不同的方法计算方式不同,对于参数的选择、污染级数的标准,甚至适用范围等各个方面都各有不同,每个方法也存在各自的优缺点。因此,采用多种方法对水体污染进行评价是研究界的主流途径1 4-1 7。目前,一些学者运用某些单一的方法对河湖水体开展了相关研究,例如,孙徐阳等9以香溪河为研究对象,采用河流健康指数法(RH I)表征了香溪河流域水生态系统健康状况;郑小军等1 8以图们江下游水体为研究对象,运用综合营养状态指数法(T L I)对研究区内不同类型湿地水体富营
18、养化进行评价。但是,相关的研究多集中在某单一河流和湖泊中,对整体水生态环境的评价较少1 9-2 1,为此,以新区内9条河流和6个湖泊为研究对象,通过选取2 8个水体监测点位,研究测定其水体中1 3个理化指标的含量。徐圩新区是连云港市于2 0 0 9年以来打造的高新工业区,园区内主要包括石化、高端装备制造、高性能新材料等产业。目前,新区河湖水生态系统因面源污染、盐胁迫、外来生物入侵、污水处理厂改造与整治滞后等因素的影响,其水生态系统受到较大冲击,因此,研究其水体的环境空间特征和识别其关键影响因子,对保护该区域的水生生态系统和维护经济高质量可持续发展具有重要意义。目前,关于新区水生态、水环境等的相
19、关研究和资料较为匮乏,难以客观评价区域水生态环境的状况。为此,该研究以新区典型河湖为研究对象,通过实地水质调查,耦合单指标和综合指标污染评价及综合营养评价等,全面剖析河湖网络水质空间分布特征,识别影响水环境空间差异性的关键因子,综合评估了新区河湖环境现状,提出针对河湖水网区域水环境保护的建议,为后续的改善和治理工作提供理论依据。1 研究区和方法1.1 研究区徐圩新区(1 1 8 2 4 E1 1 9 6 8 E,3 3 5 9 N3 5 0 7 N)位于江苏省连云港市东南部,西至东辛农场,北接云台山,南以古泊善河为界,是新亚欧大陆桥的东桥头堡(图1)。该地区属暖温带湿润性季风海洋性气候,年平均
20、气温1 4.1,年平均降雨量8 9 4.7 7mm,年均日照时数24 5 0.2h,四季分明。研究区的面积约为1 5 0k m2(约占徐圩新区总面积的3 2%),主要包括新区的石化基地、养殖区、种植区和居民区。该研究的河湖包括复堆河、烧香河、驳盐河、中心河、方洋河、纳潮河、西港河、深港河、南复堆河9条河流以及云湖、东香湖、香河湖、张圩湖、陬山湖、徐圩湖6个湖泊,具体采样点信息如图1所示。07 第3期何烽,等:连云港市徐圩新区典型河湖水环境评价及影响因子分析图1 研究区位置和采样点分布F i g.1 L o c a t i o na n ds a m p l i n gd i s t r i b
21、 u t i o no f t h e s t u d ya r e a 1.2 数据根据研究区内河湖生境、水文特征,选取了河湖表层水体中的水温、p H值、水深、透明度、电导率(E C)、总可溶性固 体物质(T D S)、高锰酸钾指 数(C O DM n)、溶解氧(D O)、盐度、氨氮(NH4-N)、总氮(T N)、总磷(T P)、叶绿素a(C h l-a)等1 3个水体理化指标进行调查和评估,样品的采集时间为2 0 2 3年3月1 9日2 0日。采样方式遵循 地表水和污水监测技术规范(H J/T 9 1-2 0 0 2)中的相关要求。综合新区内饮用、灌溉、养殖、工业等多种水资源用途考虑,确定
22、现场调查的数据收集并密封后快速运送至实验室进行样品分析。各河湖水体理化指标的检测方法及仪器等见表1。表1 河湖水土理化指标检测方法及依据T a b l e1 T e s t i n gm e t h o da n db a s i so fp h y s i c a l a n dc h e m i c a l i n d i c a t o r so f r i v e r sa n d l a k e s检测项目检测方法现场/实验室测定采样容器保存方法采样量仪器设备名称仪器型号水温水质 水温的测定 温度计或颠倒 温 度 计 测 定 法G B/T1 3 1 9 5-1 9 9 1现场/水温计
23、WQG-1 7水深/现场/水深测定仪J C-H S-3 0 0 H电导率 水和废水监测分析方法(第四版增补版)国家环境保护总局(2 0 0 2年)3.1.9.1便携式电导率仪法现场/电导率仪HQ 2 2 0 0总可溶性固体物质 水和废水监测分析方法(第四版增补版)国家环境保护总局(2 0 0 2年)3.1.7.21 0 31 0 5烘干的可滤残渣实验室聚乙烯瓶15冷藏5 0 0m L万分之一电子天平梅特勒/M S 2 0 4 T S盐度 海洋监测规范 第4部分:海水分析G B 1 7 3 7 8.4-2 0 0 7(2 9)现场/电导率仪HQ 2 2 0 0透明度 水和废水监测分析方法(第四版
24、增补版)国家环境保护总局(2 0 0 2年)3.1.5.2塞氏盘法现场/塞氏盘/17延 边 大 学 农 学 学 报第4 5卷 续表1 河湖水土理化指标检测方法及依据C o n t i n u e t o t a b l e1 T e s t i n gm e t h o da n db a s i so fp h y s i c a l a n dc h e m i c a l i n d i c a t o r so f r i v e r sa n d l a k e s检测项目检测方法现场/实验室测定采样容器保存方法采样量仪器设备名称仪器型号总氮水质 总氮的测定 碱性过硫酸钾消 解 紫
25、外 分 光 光 度 法H J6 3 6-2 0 1 2实验室玻璃瓶用H2S O4酸化,p H值125 0 0m L紫外分光光度计美国哈希/D R 6 0 0 0叶绿素a水质叶绿素a的测定 分光光度法H J 8 9 7-2 0 1 7实验室棕色玻璃瓶15冷藏10 0 0m L紫外分光光度计美国哈希/D R 6 0 0 0p H值水 质p H值 的 测 定 电 极 法H J 1 1 4 7-2 0 2 0现场/p H计HQ 2 2 0 0溶解氧水质 溶解氧的测定 电化学探头法H J5 0 6-2 0 0 9现场/溶解氧仪HQ 2 2 0 0高锰酸盐指数水 质 高 锰 酸 盐 指 数 的 测 定G
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