南京玄武湖污染源调查与分析_冯冰冰

Investigation and Analysis of on the Pollution Sources of Nanjing Xuanwu Lake FENG Bing2bing et al (Jiangsu Key Laboratory of Environmental Change and Ecological Construction , College of Geographical Science ,Nanjing Normal University , Nanjing ,Jiangsu 210046) Abstract Combined with the survey data in recent years , the possible exogenous and endogenous pollutions existed in Xuanwu Lake were analyzed. The
results showed that in2lake conduit pollutions were main exogenous pollutions of Xuanwu Lake and were the inducing factors that aggravated endogenous pollutions of lake. Therefore , controlling exogenous pollutions , improving river closure measures and ensuring the in2lake water quality had a great signifi2
图 1 玄武湖历年 TN、TP 变化趋势
2. 1 外源污染 2. 1. 1 入湖沟渠污染。玄武湖主要入湖沟渠收纳的主要是 锁金村地区和紫金山地区的雨水和污水 。紫金山地区主要 为降雨形成的地表径流 ,生活污水量较少 ;锁金村地区人口 较密集 ,生活污水产生量约 2. 07 万 m3/ d ,由于管网改造落 后 ,大量生活污水直接汇入地表径流 ,进入沟渠。
表 3
玄武湖湖岛年污染负荷
人员
游客 工人
排放水量
COD
t
mg/ L
17 500～27 500 250～300
21 600～27 000 350～450
BOD5
mg/ L 150 220
SS NH4 + 2N
mg/ L 150 200
mg/ L 25～30
35～40
TP
mg/ L 2～2. 5 3～4
随着流域内工业化、城市化和养鱼业的发展 ,用水量和 废污水排放量相应增加 。湖泊富营养化的主要原因是湖泊 内 TN、TP 含量过高 ,超出湖体的自净能力 ,从而引起藻类及 其他浮游生物迅速繁殖 ,造成水体溶解氧量下降 ,水质恶化 , 鱼类及其他生物大量死亡 。
21 世纪以来 ,随着人们环境意识的提高和治理投入的加 大 ,水体污染趋势得到一定程度的遏制。从超标污染物分析 来看 ,近年玄武湖 TN、TP 的变化趋势相似 ,总体呈下降趋势。 由图 1 可知 ,TN 由 1996 年的 4. 2 mg/ L 下降到 2002 年的 2. 4 mg/ L ,TP 由 1997 年的 0. 38 mg/ L 下降到 2002 年的 0. 21 mg/ L 。 石油类污染在 1997 年前呈上升趋势 ,1997 年达到最大值0. 62 mg/ L ,以后逐渐回落到 2002 年的 0. 17 mg/ L 。
表 1 2006 年老季亭沟和唐家山沟的溢流污染负荷
老季亭沟
唐家山沟
污染因子 污染物浓度 污染负荷 污染物浓度
污染负荷
mg/ L NH42N 17. 26
TP
1. 46
TN
19. 0
Biblioteka Baidu
CODCr
84. 6
t/ a 6. 45
0. 55 7. 10 31. 62
mg/ L 18. 44
0. 579 20. 55 61. 5
t/ a 18. 45
0. 579 20. 56 61. 53
2. 1. 2 湖面降雨。玄武湖水面积 3. 7 km2 。据南京市多年统 计降雨资料 ,玄武湖湖面年均降雨水量为 383 万 m3 ,占玄武 湖库容的 76. 6 %。一年中 7～8 月降雨量最大 ,达 174 万 m3 , 占全年降水量的 45 %。降雨污染包括雨、雪冲淋大气中的悬 浮尘埃降落到地面成为污染物。根据实测数据 ,玄武湖降水 中 TP 浓度为 0. 034 mg/ L ,TN 浓度为 2. 55 mg/ L ,CODCr浓度为 0. 79～22. 73 mg/ L ,BOD5 浓度为 0. 50～0. 72 mg/ L 。根据玄武 湖年降水量 ,湖面年降雨污染物负荷见表 2。
安徽农业科学 ,Journal of Anhui Agri. Sci. 2007 ,35 (28) :8963 - 8964 ,8973 责任编辑 刘月娟 责任校对 俞洁
南京玄武湖污染源调查与分析
冯冰冰 王国祥 杨文斌 ,
3,
(南京师范大学地理科学学院 , 江苏省环境演变与生态建设重点实验室 ,江苏南京 210046)
2. 1. 4 引水工程。南京市市政部门在 20 世纪 60 年代初修建 了引下关电厂冷却水(水源为长江水) 入玄武湖工程 ,主要利用 北护城河作为输送渠道 ,经金川门泵站提升后由和平闸进入玄 武湖。该工程对湖泊和内河水质的改善起到一定的作用 ,但对 湖水水质的全面改善尚不尽人意。引水工程经改进后在一定
从表 1 可以看出 ,唐家山沟和老季亭沟溢流污染对玄武 湖水质的影响非常严重 ,其中以唐家山沟最为严重。根据 AGP 的测定 ,大多数湖泊富营养化的关键性因子为氮和磷超 标。对玄武湖几条入湖沟渠的分析可以看出 ,每年进入玄武 湖的大量磷和氮加重了玄武湖的富营养化进程。因此 ,治理 玄武湖富营养化必须首先治理入湖沟渠污染 。
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安徽农业科学 2007 年
玄武湖属浅水湖泊 ,平均水深为 1. 14 m ,最大水深为 2. 31 m ,湖水面积为 3. 7 km2 。该湖属金川河水系 ,全流域汇 水面积达 20. 1 km2 。湖水主要靠钟山北麓雨水供给。主要入 湖沟渠有岗子村沟 、老季亭沟 、香料厂沟 、唐家山沟 、紫金山 沟 5 条。玄武湖流域北部与护城河、金川河相通 ,建有和平 闸、小北门闸 ;南部出水与珍珠河相通 ,建有武庙闸。玄武湖 水系完全处于人工控制之下 ,常年水位保持在 9. 8～10. 2 m。 2 玄武湖流域污染源调查分析
程度上能够达到缓解玄武湖水质恶化的目的 ,但是要从根本上 达到功能区水质标准 ,必须与截污方案同时实施。 2. 2 内源污染 2. 2. 1 浮游藻类增殖代谢污染。2005 年玄武湖全湖爆发蓝 藻藻华 ,2006 年局部蓝藻藻华频发。浮游藻类对玄武湖水质 产生了增殖代谢污染 。蓝藻是一类极其古老 、微小的原核生 物。长期的进化使得蓝藻形成极强的生态竞争优势 ,在适宜 的环境条件下可获得最大生长率 , 并且生长率以指数级迅 速增长。研究表明 ,蓝藻具有自我强化机制作用的生态生长 调节素 , 可使其产生尽可能多的后代 , 使得产毒菌株密度增 加 , 获得竞争优势 , 形成种类少而数量大的蓝藻水华。所 以 ,控制藻类大量繁殖也是目前玄武湖治理的一大难题。 2. 2. 2 湖泊底泥污染。玄武湖湖泊水浅 ,底泥污染严重 ,营 养元素含量高。底泥极易受环境因素 (如温度、风力、划船 等) 影响而释放 ,从而再次污染湖泊水体。湖泊 (水库) 底泥 中营养元素的释放是一项相当复杂的动态过程 。释放量受 到湖泊底层溶解氧状况、温度、pH 值、生物状况、风浪扰动等 因素的影响。大量研究表明 ,来自各污染源的含磷有机物有 很大一部分依附在水中悬浮粒子的表面进入湖泊水域 ,并且 在扩散、净化过程中下沉到底部。因此 ,湖泊水质的优劣 ,不 仅受外源污染的直接影响 ,而且受底泥污染物释放的影响。
从整个玄武湖流域来看 ,外源入湖沟渠是玄武湖的主要
基金项目 教育部科技创新工程重大项目培育基金( # 705824) 。 作者简介 冯冰冰(1981 - ) ,女 ,山东威海人 ,硕士研究生 ,研究方向 :水
环境生态改善与修复。3 通讯作者。 收稿日期 2007205215
排污口 。大量生活污水 、雨水等都通过该渠道进入湖内 。湖 泊内源有底泥污染物释放和藻类增殖代谢等 。它们随着季 节和湖泊生态的变化而发生大幅度的变化。所以 ,玄武湖污 染具有不定性 。
摘要 结合近年的调查数据 ,分析了玄武湖可能存在的外源和内源污染。结果表明 ,入湖沟渠污染是玄武湖的主要外源污染 ,也是加重 湖泊内源污染的诱发因素。因此 ,控制外源污染 ,改进截流措施 ,保证入湖水水质对今后的治理工作有很大的意义。 关键词 玄武湖 ;富营养化 ;污染源 中图分类号 X524 文献标识码 A 文章编号 0517 - 6611(2007) 28 - 08963 - 02
根据实地考察 ,目前溢流情况较为严重的沟渠有老季亭 沟和唐家山沟。老季亭沟截流设施落后 ,在晴天无雨时也有 污水持续溢流。据 24 h 连续监测数据 ,在晴天无雨的情况 下 ,老季亭沟年溢流水量达 373 760 m3 ,占玄武湖静态库容的 7. 5 %。唐家山沟位于玄武湖以东、紫金山以北的位置 ,汇水 范围东至紫金山、航空烈士墓一线 ,北至农场山黑墨营 ,南至 樱驼村、锁金村 ,西至玄武湖 ,汇水面积约 8. 99 km2 ,总长度 5 800 m ,平均宽度 15 m。与香料厂沟、紫金山沟一样 ,唐家山 沟的防汛排涝、污水截流设施都建于 20 世纪 90 年代初 ,标准
cance for the governance in future. Key words Xuanwu lake ;Eutrophication ;Pollution source
玄武湖原名桑泊 ,是南京市内主要的湖泊公园。随着国 民经济和城市景观的发展 ,湖泊水域富营养化问题日益严 重。要解决水体的污染问题 ,就必须进行水体治理。目前国 内外对城市污染水体采用了物理 、化学 、生物等方法 。对于 玄武湖的治理 ,从 1997 年底全湖清淤开始到 2005 年采用粘 土法对蓝藻水华进行应急治理 ,现已取得了一定的成效 ,但 是在 2006 年 3 月玄武湖又发生了死鱼事件 , 5 月出现水草疯 长现象。为此 ,笔者调查了玄武湖主要污染源 ,以期为今后 的治理工作提供依据 。 1 玄武湖水环境特征
低 ,功能有限。每逢雨季 ,由于山沟落差大、水流急 ,常造成 上游地区淹水 ,尤其是蒋王庙沟及其下游一带。随着该地区 城市建设的快速推进 ,居民生活污水的排放量也逐年加大 , 老的截流设施已不能满足需要 。在对唐家山沟溢流情况进 行实地考察后 ,结合南京市多年平均降水资料 ,测算出唐家 山沟年溢流水量约 100 万 m3 ,占玄武湖静态库容的 20 %。
表 2
玄武湖湖面年降雨污染物负荷
污染因子
TP TN CODCr BOD5
污染物浓度 ∥mg/ L
0. 034 2. 55 0. 79～22. 73 0. 50～0. 72
污染负荷 ∥t/ a
0. 13 9. 77 3. 03～87. 06 1. 99～2. 76
2. 1. 3 点源污染。玄武湖点源污染主要是指湖内和外围的 公厕 、餐饮 、游乐等设施产生的生活污水 。这些相当数量未 经过任何处理就直接入湖的生活污水 ,对湖水水质产生严重 威胁 。由于受动物园搬迁 、环湖路开通 、公园票价上涨等因 素的影响 ,20 世纪 90 年代游客数量减到 200 万左右 ,而近年 减少到 50 万～60 万。所以 ,玄武湖环湖及湖内 5 个洲的公 厕 、餐饮 、游乐等设施产生的污染也大幅减少 。据多年来游 客和常驻人员污水排放量的统计资料 ,对玄武湖游客和工作 人员的年污水排放量 、年污染负荷进行测算 。玄武湖湖岛内 部的污水基本为厕所 、餐饮和游乐产生的污水 。玄武湖湖岛 年污染负荷见表 3。
目前 ,入湖沟渠主要采用截流式合流制排水管渠系统。 但是 ,该系统并不能杜绝污水对水体的污染。当雨量较大 时 ,会发生管渠溢流。溢流的混合污水不仅含有部分旱流污 水 ,而且夹杂有沉积在管底的污物。所以 ,溢流的混合污水 一旦直接排入水体就会对湖泊造成极大的污染 ,而且其污染 程度随着工业与城市的进一步发展而日益严重 。