清水河水环境因子变化特征分析及富营养化评价

清水河水环境因子变化特征分析及富营养化评价本研究以张家口市清水河为研究对象,于2017—2018年连续两年非冰冻期对清水河33个取样点进行采样,对水环境因子中温度、pH、溶解氧、COD、总氮、总磷、氨氮7项水质指标进行分析,利用水质综合指数法进行水质评价,并结合聚类分析与主成分分析对清水河污染源与主要因子进行识别。静态培养河道底泥,探究清水河底泥释放污染物的规律。

利用对数型幂函数普适指数函数公式对清水河进行水体富营养化综合评价。旨在揭示张家口市清水河的现状与环境问题,为该流域的治理与防控提供理论依据。

结论如下:(1)将清水河共分为4个区域,水环境因子时空分布特征明显,在时间尺度上,溶解氧与COD含量变化不大,春季、夏季、秋季变化趋势基本相同;总氮随季节变化明显,基本呈现秋季(9.87mg/L)春季(6.86mg/L)夏季(6.38mg/L);总磷的含量对季节变化同样明显,基本呈现,春季高于夏秋两季。在空间尺度上,溶解氧含量在各区域的分布规律为市中心坝区(12.87mg/L)源头区域(9.73mg/L)过渡区域(9.17mg/L)崇礼区域(5.38mg/L);总氮、总磷以及COD在崇礼区的分布较为广泛,年平均含量高于其他区域。

(2)利用综合污染指数法,对清水河进行水质评价。在源头区域内,总氮是该区域主要污染因子,总氮污染指数均大于1.0;崇礼区域,各个监测断面的综合污染指数呈现规律;过渡区域,各个监测断面的综合污染指数均大于3.0,其中;市

中心坝区,总氮的污染指数,远超过区域内其他各监测指标的污染指数。

(3)河底沉积物中氨氮的释放速率与释放限值,随着上覆水的温度的升高而逐渐变大,随着上覆水中溶解氧含量的升高而降低。上覆水温度越高,溶解氧含量

越低,沉积物中总磷释放速度越快,释放量越大;当培养温度为5℃或者在DO

6mg/L条件下,均出现了底泥吸附的现象。

COD的释放受温度影响明显:当温度为15℃,DO 3mg/L条件下COD释放速率最快,底泥中COD的释放量与释放速度远大于其他状态。(4)清水河水体富营养化程度从源头区域到崇礼区逐渐加深,之后逐渐降低并且变化明显。

清水河各个区域的富营养水平不尽相同,富营养化严重区域主要分布在市中心坝区。崇礼区域氮磷比最为接近水体中藻类爆发性生长所需要的氮磷比,具有藻类爆发的潜在威胁。

清水河整体表现为磷限制营养盐,因此对于清水河富营养化的控制,关键在于控制水体中的总磷含量。