第二篇巢湖市城區(qū)河流污染源和水文水質(zhì)調(diào)查報(bào)告概況巢湖是我國(guó)五大淡水湖之一，也是國(guó)家重點(diǎn)治理的“三湖三河〞之一。近年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)開(kāi)展不斷加快和人口的快速增長(zhǎng)，再加上根底設(shè)施落后，巢湖流域沿線城市主要污染物的排放量已經(jīng)超過(guò)了巢湖的水環(huán)境承載能力，城市水體污染加劇了巢湖的富營(yíng)養(yǎng)化。巢湖市是巢湖流域的重點(diǎn)城市，其老城區(qū)環(huán)境差的問(wèn)題由來(lái)已久，城區(qū)河流水質(zhì)惡化，嚴(yán)重影響了居民的生活與健康。本次調(diào)查對(duì)巢湖富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題進(jìn)行了直觀上的認(rèn)識(shí)，調(diào)查了巢湖富營(yíng)養(yǎng)化的歷史和現(xiàn)狀，加深了對(duì)湖泊富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題的理解。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，巢湖藍(lán)藻水華問(wèn)題依舊十分嚴(yán)重，但是湖泊富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題的解決并不是一蹴而就的，需要回歸理性，尊重自然規(guī)律，充分認(rèn)識(shí)具有系統(tǒng)完整性的湖泊及與其密切相關(guān)的流域，在漫長(zhǎng)而艱巨的努力下恢復(fù)健康的湖泊生態(tài)系統(tǒng)。圖1忠廟觀察到的巢湖現(xiàn)狀此次調(diào)查以巢湖市城區(qū)河流水系為主要研究對(duì)象，對(duì)污染源及其對(duì)水體產(chǎn)生的負(fù)荷進(jìn)行了調(diào)查?？傮w而言，巢湖市城區(qū)水系長(zhǎng)期水流不暢，不能內(nèi)外溝通，或根本沒(méi)有溝通，再加上長(zhǎng)期受納城市污水，河道淤積嚴(yán)重，內(nèi)部水系普遍存在沿河違章搭建房屋、亂倒垃圾現(xiàn)象，致使水流受阻嚴(yán)重。居民生活污染源產(chǎn)生污水總量最大，約占污水產(chǎn)生總量的97.9%；且各種污染物COD、TN及TP的年排放量居民生活源的奉獻(xiàn)均占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，分別為總量的85.4%，91.2%和95.4%。餐飲及養(yǎng)殖業(yè)等產(chǎn)生的污染負(fù)荷量很小，但對(duì)綜合環(huán)境質(zhì)量的影響較大。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)和實(shí)驗(yàn)室水質(zhì)分析，對(duì)巢湖市城區(qū)河流水質(zhì)狀況進(jìn)行了全面調(diào)查，并進(jìn)行了24小時(shí)水質(zhì)變化趨勢(shì)分析。巢湖城區(qū)的水文水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果說(shuō)明，巢湖城區(qū)河流總體上受人為污染嚴(yán)重，COD含量是一般的天然水體COD含量的3~5倍；TP含量總體大于0.2mg/L，葉綠素含量超過(guò)40μg/L，巢湖城區(qū)河流總體上屬于富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)。局部河段由于受生活污水的影響，NH3-N含量過(guò)高，TN和TP含量嚴(yán)重超標(biāo)，屬于重度富營(yíng)養(yǎng)化水體。藍(lán)藻是巢湖市城區(qū)的優(yōu)勢(shì)種，而在靜止和受人為干擾嚴(yán)重的水體中，硅藻數(shù)量明顯增加，甚至超過(guò)了藍(lán)藻的含量，成為優(yōu)勢(shì)種。城區(qū)河流水系的溶解氧日變化符合S型變化趨勢(shì)，但溶解氧含量總體上偏低；化學(xué)需氧量的變化并無(wú)明顯的規(guī)律性，COD含量的波動(dòng)與人為干擾和水體流動(dòng)與交換關(guān)系密切；NH3-N的日變化趨勢(shì)并不明顯，根本穩(wěn)定在0.24~0.55mg/L之間；TN和TP的含量受人類活動(dòng)的干擾較大，在人類活動(dòng)集中的鬧市區(qū)河流中TN和TP的含量遠(yuǎn)大于遠(yuǎn)離人類干擾的水體。人類活動(dòng)對(duì)藻類的生長(zhǎng)和分布影響較大。在遠(yuǎn)離人類干擾的水體中，由于水溫條件差異不大，藍(lán)藻、綠藻和硅藻在不同的環(huán)境條件下交替成為優(yōu)勢(shì)種，藍(lán)藻適應(yīng)環(huán)境的能力遠(yuǎn)大于綠藻和硅藻，且在白天的平均含量大于夜間；而在人類干擾比擬嚴(yán)重的鬧市區(qū)水體中，藻類數(shù)量總體大于遠(yuǎn)離人類干擾的水體，硅藻增加的優(yōu)勢(shì)明顯，但藻類的變化并無(wú)明顯規(guī)律。圖2巢湖環(huán)城河道采樣盡管受于時(shí)間所限，本次調(diào)查仍然得到了許多有價(jià)值的結(jié)論，對(duì)富營(yíng)養(yǎng)化水體的認(rèn)識(shí)有了進(jìn)一步的加深，也為將來(lái)的示范工程建設(shè)奠定了一定得根底，并提供了一些有價(jià)值的數(shù)據(jù)資料。開(kāi)展城區(qū)河流水系的水質(zhì)保障與修復(fù)技術(shù)研究與示范顯得尤為必要和緊迫，能夠?yàn)槌鞘锌沙掷m(xù)開(kāi)展的水環(huán)境需求提供支持，為實(shí)現(xiàn)巢湖流域水環(huán)境質(zhì)量持續(xù)與全面的改善及功能提升提供技術(shù)支撐。圖3巢湖市調(diào)查主要成員第五章巢湖市城區(qū)河流污染源和水文水質(zhì)調(diào)查5.1調(diào)查背景巢湖是我國(guó)五大淡水湖之一，也是國(guó)家重點(diǎn)治理的“三湖三河〞之一。近30年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)開(kāi)展不斷加快和人口的快速增長(zhǎng)，再加上根底設(shè)施落后，巢湖流域沿線城市主要污染物的排放量已經(jīng)超過(guò)了巢湖的水環(huán)境承載能力，城市水體污染加劇了巢湖的富營(yíng)養(yǎng)化；而巢湖是合肥市的重要水源地和巢湖市的唯一水源地，巢湖污染的水體直接導(dǎo)致沿線城市水環(huán)境逐漸變差，水資源危機(jī)加劇，進(jìn)而制約了沿線城市的經(jīng)濟(jì)可持續(xù)開(kāi)展。因此，削減巢湖入湖污染物總量、整治入湖河流污染，對(duì)支撐城市可持續(xù)的開(kāi)展和創(chuàng)造和諧社會(huì)，在巢湖流域開(kāi)展城市水系水質(zhì)保障與修復(fù)技術(shù)研究及示范顯得尤其必要。圖5.1如此之水，能洗衣嗎巢湖市是巢湖流域的重點(diǎn)城市，其老城區(qū)環(huán)境差的問(wèn)題由來(lái)已久，城區(qū)河流水質(zhì)惡化，嚴(yán)重影響了居民的生活與健康。另外，城區(qū)西環(huán)城河、濡須河等水系與巢湖直接相連，對(duì)巢湖污染負(fù)荷的增加關(guān)系密切。因此，對(duì)巢湖市城區(qū)河流水系的治理，不僅能消減巢湖入湖污染物總量，而且有利于促進(jìn)巢湖市旅游事業(yè)的開(kāi)展，提高城市知名度，進(jìn)一步改善巢湖市投資環(huán)境，吸引投資，提高城區(qū)土地使用價(jià)值，對(duì)于實(shí)現(xiàn)市委、市政府提出的“富民強(qiáng)市〞和可持續(xù)開(kāi)展戰(zhàn)略目標(biāo)具有積極的作用。本次調(diào)查是在“國(guó)家水體污染控制與治理科技重大專項(xiàng)—城市水污染控制與水環(huán)境綜合整治技術(shù)體系研究與示范主題—巢湖流域城市水污染控制及水環(huán)境治理技術(shù)研究與綜合示范工程—城市水系水質(zhì)保障與修復(fù)技術(shù)研究及示范課題〞的資助下展開(kāi)。5.2調(diào)查目的由于巢湖市水環(huán)境根底資料比擬匱乏，因此本次調(diào)研的主要目的在于：第一，調(diào)查丁崗河與西環(huán)城河沿岸入河污染源的數(shù)量、種類及污染物排放特征，確定重點(diǎn)污染源和重點(diǎn)污染區(qū)域。第二，掌握巢湖城市水系總體污染狀況與特征，分析水質(zhì)變化趨勢(shì)，為示范工程技術(shù)方案提供依據(jù)，為將來(lái)示范工程建成后的環(huán)境效益評(píng)估提供根底。5.3巢湖市地理環(huán)境與社會(huì)經(jīng)濟(jì)概況巢湖市位于安徽省中部，瀕臨長(zhǎng)江，環(huán)抱五大淡水湖之一的巢湖，周邊與合肥、六安、安慶、滁州、南京等市接壤，隔江與馬鞍山、蕪湖、銅陵三市相望，淮南、合九鐵路及合寧、滬蓉、合巢蕪高速公路穿境而過(guò)。長(zhǎng)江流經(jīng)巢湖市182公里，蕪湖—巢湖公鐵兩用大橋和銅陵—巢湖公路大橋橫跨長(zhǎng)江天塹。巢湖市現(xiàn)轄4縣1區(qū)，分別為廬江、無(wú)為、和縣、含山四縣和居巢區(qū)〔圖5.2〕。全市總面積9423平方公里，總?cè)丝诩s465萬(wàn)。巢湖礦產(chǎn)資源含量十分豐富，目前已發(fā)現(xiàn)的礦藏34種，其中磁鐵礦、硫鐵礦、明礬石、石灰石和石膏礦等儲(chǔ)量巨大。巢湖也是全國(guó)著名的“魚(yú)米之鄉(xiāng)〞圖5.2巢湖市地圖改革開(kāi)放以后，特別是九十年代以來(lái)，巢湖經(jīng)濟(jì)社會(huì)開(kāi)展不斷加快，綜合實(shí)力明顯增強(qiáng)。然而由于瀕臨巢湖，其環(huán)境問(wèn)題逐漸成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。據(jù)2023年巢湖市國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)開(kāi)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)顯示，當(dāng)年環(huán)境空氣質(zhì)量保持相對(duì)穩(wěn)定，到達(dá)二級(jí)環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。巢湖東半湖輕度富營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)，符合地表水環(huán)境質(zhì)量IV類標(biāo)準(zhǔn)。境內(nèi)兩條入湖河流柘皋河、兆河和一條出湖河流裕溪河水質(zhì)較好，根本保持在地表水Ⅲ類水質(zhì)。長(zhǎng)江水質(zhì)除總氮符合地表水Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn)外，其他主要污染因子根本符合地表水Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)。飲用水源地水質(zhì)較好，飲用水源地水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果除總磷、總氮外，全部符合飲用水源地水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。本次的調(diào)查對(duì)象主要是巢湖市老城區(qū)居巢區(qū)的環(huán)城河流。居巢區(qū)是巢湖市的行政中心所在地，土地總面積2063平方公里，其中區(qū)域內(nèi)巢湖水面面積463.78平方公里，人口達(dá)86萬(wàn)，轄11個(gè)鎮(zhèn)、1個(gè)鄉(xiāng)、6個(gè)街道辦事處。圖5.3巢湖市區(qū)水表達(dá)狀巢湖市老城區(qū)的環(huán)境問(wèn)題一直為人們所詬病，特別是城區(qū)河流水質(zhì)狀況。由于城區(qū)河流水系長(zhǎng)期水流不暢，城市內(nèi)河自凈能力差，導(dǎo)致許多河道在枯水期有的斷流，有的那么成為城市排污溝。另一方面，由于生活污水及大局部工業(yè)廢水未經(jīng)處理直接排入水體，使城市水環(huán)境受污染、增加河道淤積，致使環(huán)城河、天河、雙橋河等污染嚴(yán)重，嚴(yán)重影響到巢湖市社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)開(kāi)展。為此，巢湖市開(kāi)展了活水工程規(guī)劃，期望通過(guò)該工程的實(shí)施，增強(qiáng)水體流動(dòng)，提高河道釋污、調(diào)蓄能力，改善水體質(zhì)量，提升城市平安水利、環(huán)境水利和民生水利的保障能力，優(yōu)化城市水環(huán)境，構(gòu)建水景特色城市。5.4調(diào)查內(nèi)容和方法本次調(diào)查參與人數(shù)達(dá)18人，同濟(jì)大學(xué)環(huán)境科學(xué)專業(yè)一年級(jí)本科生主要參加，兩名指導(dǎo)老師和三名研究生協(xié)助參與。另外，在安徽大學(xué)環(huán)境科學(xué)專業(yè)的謝老師和胡老師及孫睿同學(xué)的幫助下，調(diào)查研究進(jìn)展非常順利。調(diào)查原那么采用重點(diǎn)調(diào)查和全面調(diào)查相結(jié)合的方法，重點(diǎn)污染源采取實(shí)測(cè)方法獲取數(shù)據(jù)，并結(jié)合當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門(mén)的污染源普查信息比照分析，采用物料衡算法或者排污系數(shù)法獲取數(shù)據(jù)。在時(shí)間和精力充足的根底上，調(diào)查應(yīng)以“國(guó)家水體污染控制與治理科技重大專項(xiàng)—城市水污染控制與水環(huán)境綜合整治技術(shù)體系研究與示范主題—巢湖流域城市水污染控制及水環(huán)境治理技術(shù)研究與綜合示范工程—城市水系水質(zhì)保障與修復(fù)技術(shù)研究及示范課題〞為依托，為示范工程的建設(shè)提供有用的污染源信息及水文水質(zhì)數(shù)據(jù)資料，保證水專項(xiàng)工作的順利開(kāi)展及為示范工程建成后的效益評(píng)估提供依據(jù)。調(diào)查的內(nèi)容主要有三局部，一是巢湖湖區(qū)富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象直觀認(rèn)識(shí)；二是巢湖市城區(qū)河流水系的污染源調(diào)查；三是城區(qū)河流水系的水文水質(zhì)調(diào)查。巢湖湖區(qū)富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題直觀認(rèn)識(shí)主要以在巢湖忠廟附近觀測(cè)點(diǎn)觀察巢湖富營(yíng)養(yǎng)化、指導(dǎo)老師現(xiàn)場(chǎng)講解以及邀請(qǐng)巢湖市環(huán)保局局長(zhǎng)開(kāi)展講座的方式進(jìn)行，主要目的是讓本科生對(duì)湖泊富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象有概念性的認(rèn)識(shí)，從而為后面的污染源調(diào)查和水質(zhì)分析打好根底。圖5.4滿懷期待看到的巢湖污染源調(diào)查主要采用走訪和實(shí)際觀察的方式進(jìn)行，對(duì)于工業(yè)企業(yè)污染源，采訪相關(guān)負(fù)責(zé)人，了解企業(yè)規(guī)模、用水量、污水排放量、排放途徑及污水治理費(fèi)用等；對(duì)于生活污染源，到居委會(huì)了解小區(qū)常住人口、外來(lái)人口及平均用水量等信息，并隨機(jī)走訪居民家庭，了解日常用水量、污水和垃圾處理方法等；對(duì)于農(nóng)業(yè)污染源，和農(nóng)戶進(jìn)行訪談，了解種植種類、肥料施用情況及農(nóng)藥噴灑種類等信息；對(duì)于畜禽養(yǎng)殖業(yè)，主要了解養(yǎng)殖種類、規(guī)模、排泄物去向等；對(duì)于水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)，了解水產(chǎn)品主要種類、餌料投加量、餌料含氮〔磷〕率及年產(chǎn)量等信息。圖5.5為污染源調(diào)查期間組圖。圖5.5巢湖市污染源調(diào)查水質(zhì)分析儀器采用德國(guó)WTW便攜式溶氧儀〔安徽大學(xué)提供〕、美國(guó)HACH公司的便攜式DRB200消解爐和DR2800光度儀及浮游植物熒光儀PHYTO-PAM，分別進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)和室內(nèi)分析。在城區(qū)主要河流布置10個(gè)采樣點(diǎn)，如圖5.6所示?，F(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)指標(biāo)為溶解氧〔DO〕、電導(dǎo)率和水溫〔T〕，實(shí)驗(yàn)室分析指標(biāo)為化學(xué)需氧量〔COD〕、氨氮〔NH3-N〕、總氮〔TN〕和總磷〔TP〕。圖5.6巢湖市水質(zhì)調(diào)查采樣點(diǎn)水質(zhì)調(diào)查有兩局部?jī)?nèi)容，一是對(duì)10個(gè)采樣點(diǎn)連續(xù)兩天進(jìn)行采樣分析，掌握城區(qū)河流的水質(zhì)狀況；二是對(duì)城區(qū)兩條典型河流進(jìn)行24小時(shí)連續(xù)監(jiān)測(cè)，每隔2小時(shí)采一次樣品，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)和室內(nèi)分析，了解各個(gè)監(jiān)測(cè)工程隨時(shí)間的變化規(guī)律。圖5.7為同學(xué)們正在進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)取樣和水質(zhì)監(jiān)測(cè)。圖5.7現(xiàn)場(chǎng)取樣及水質(zhì)監(jiān)測(cè)分析5.5巢湖湖區(qū)富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)狀根據(jù)我們?cè)谥覐R附近觀測(cè)點(diǎn)的觀察，巢湖富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題比擬嚴(yán)重，在巢湖水面上，大片的湖水被聚集的藻類染成藍(lán)綠色，在微風(fēng)的吹拂下飄動(dòng)，聚集的厚度可達(dá)1~2mm，聚集物粘滯滑膩，由翠綠色的扁平藻類顆粒組成，如圖5.8所示。圖5.8巢湖富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象為了進(jìn)一步了解巢湖的歷史和現(xiàn)狀，特邀請(qǐng)巢湖市環(huán)境保護(hù)局丁局長(zhǎng)做了巢湖富營(yíng)養(yǎng)化的專題講座。根據(jù)丁局長(zhǎng)的介紹，對(duì)巢湖的水文及水質(zhì)情況有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。巢湖發(fā)生水華的現(xiàn)象由來(lái)已久，大約可追溯到19世紀(jì)末，但歷史上大多是依賴于大規(guī)模的社會(huì)調(diào)查。而關(guān)于巢湖藍(lán)藻水華的科學(xué)調(diào)查源于20世紀(jì)50年代末。近年來(lái)，一些關(guān)于藍(lán)藻水華分布的遙感影像資料估算，巢湖4~11份均有明顯的藍(lán)藻水華，絕大多數(shù)聚集在西湖區(qū)，最大藍(lán)藻水華覆蓋面積略占全湖區(qū)面積的1/4。并有統(tǒng)計(jì)圖5.9巢湖市環(huán)保局局長(zhǎng)專題講座分析發(fā)現(xiàn)，藍(lán)藻爆發(fā)與風(fēng)速的關(guān)系密切。一般藍(lán)藻爆發(fā)時(shí)的平均風(fēng)速均在2.5m/s以下，以1~2m/s為主。過(guò)小的風(fēng)速都不利于藍(lán)藻聚集，過(guò)大的風(fēng)速會(huì)在湖面引起風(fēng)浪將藍(lán)藻沉入水中，也不利于藍(lán)藻聚集。因此，小風(fēng)〔風(fēng)速1~2m/s〕有利于藍(lán)藻爆發(fā)。水文過(guò)程對(duì)巢湖營(yíng)養(yǎng)鹽的輸入輸出影響很大，主要是由入湖河流水量和水質(zhì)的變化引起的。巢湖流域有33條河流，分別屬杭埠河—豐樂(lè)河、派河、南淝河—店埠河、柘皋河、白石山河、裕溪河等7條水系〔如圖5.10〕，其中，裕溪河是巢湖唯一的出流河道，也是巢湖和長(zhǎng)江的唯一通道，杭埠河、豐樂(lè)河、派河、南淝河、店埠河、柘皋河、白石山河、裕溪河等水系水量占流域徑流量的90%以上。地表徑流對(duì)巢湖中TN、TP濃度的影響是雙重的，既增加污染負(fù)荷，又增加氮磷的輸出，但是從總體上看流出導(dǎo)致的N、P輸出量大于地表徑流等的輸入量。因此，豐水年份縮短了湖水的滯留時(shí)間，有利于降低巢湖湖水中的TN、TP含量。巢湖藍(lán)藻水華問(wèn)題引起了全世界的關(guān)注，巢湖市有關(guān)部門(mén)也在積極探索控制藍(lán)藻的有效技術(shù)。然而，大多數(shù)科學(xué)工作者和政府官員急功近利，熱衷于速效速成的方法，崇尚應(yīng)急思維，想通過(guò)一些先圖5.10巢湖流域水環(huán)境圖進(jìn)的技術(shù)解決巢湖的藍(lán)藻水華問(wèn)題。但是，他們多以失敗告終，這中間面臨的困難可以用萬(wàn)念俱灰來(lái)形容。大量的失敗和教訓(xùn)告訴我們，湖泊的藍(lán)藻水華和富營(yíng)養(yǎng)化治理需要回歸理性，這不是一蹴而就的，需要更多的關(guān)注和努力。5.6城區(qū)河流污染源調(diào)查與分析城區(qū)污染源調(diào)查采取了全面調(diào)查和重點(diǎn)調(diào)查相結(jié)合的方法，分個(gè)小組進(jìn)行，從西環(huán)城河南邊的西壩口路橋開(kāi)始，沿途經(jīng)過(guò)丁崗河、東環(huán)城河和濡須河，時(shí)間是2009年7月16日和7月18日兩天。觀察沿途河水的水質(zhì)現(xiàn)狀，深入居民家庭訪問(wèn)，并通過(guò)居委會(huì)等管理部門(mén)了解所在小區(qū)的人口、生活用水等信息，從而對(duì)巢湖市城區(qū)河流的污染源及其負(fù)荷有了全面的了解。污染源調(diào)查的局部現(xiàn)場(chǎng)細(xì)節(jié)從圖2可以看出，污染源調(diào)查的途徑如圖5.11所示。圖5.11巢湖市水系污染源調(diào)查路徑整體而言，巢湖市城區(qū)水系長(zhǎng)期水流不暢，不能內(nèi)外溝通，環(huán)城河、天河需靠泵站排污和補(bǔ)充新水，而環(huán)城河與天河、丁崗河與西城河、東環(huán)城河與洗耳池、陸家河與洗耳池、河南塘與天河等水體之間或溝通程度缺乏，或根本沒(méi)有溝通，從而降低了環(huán)城河的自凈能力，而城東片根本無(wú)自排出路，更是死水一潭。另外，長(zhǎng)期受納城市污水，河道底泥污染嚴(yán)重，且缺乏有效的處理處置手段。河道淤積嚴(yán)重，局部地段河底較高、甚至封堵，河床較窄，水流不暢；內(nèi)部水系普遍存在沿河違章搭建房屋、亂倒垃圾現(xiàn)象，致使水流受阻；現(xiàn)狀局部河床較高，斷面缺乏，淤積嚴(yán)重，水流不暢，涵閘斷面缺乏，不利水系溝通；底泥污染嚴(yán)重，水生生態(tài)系統(tǒng)遭到嚴(yán)重破壞，不利于水體自我修復(fù)；亟需有效的處理處置技術(shù)對(duì)環(huán)城河水系進(jìn)行綜合治理和修復(fù)。圖5.12長(zhǎng)滿各種水草的河道對(duì)巢湖城區(qū)河流水系的污染源進(jìn)行了定量分析。主要污染源有居民生活源、養(yǎng)殖業(yè)及餐飲業(yè)等。〔1〕沿岸居民生活污水及污染物產(chǎn)生量采用人均綜合排污系數(shù)法。居民生活污水產(chǎn)生量W及污染物負(fù)荷M的計(jì)算公式如下：式中，W—居民生活污水產(chǎn)生量〔t/a〕；k—排放系數(shù)，約為0.8~0.9；n—調(diào)查區(qū)域居民人口數(shù)量〔人〕；Q—調(diào)查區(qū)域居民月人均用水量〔t/人?m〕；M—居民生活污水污染物產(chǎn)生量〔t/a〕；λ—污染負(fù)荷產(chǎn)生系數(shù)〔g/人?d〕。根據(jù)實(shí)際調(diào)查數(shù)據(jù)及相關(guān)資料，居民的月人均用水量約為3噸，排放系數(shù)k取0.9；生活污水化學(xué)需氧量、氮和磷等污染物產(chǎn)生系數(shù)分別為76g/人?d、10g/人?d、1.0g/人?d。由此計(jì)算城區(qū)河流居民每年產(chǎn)生污水量W為710661.6t，COD排放量為608.45t，TN排放量為80.06t，TP排放量為8.006t?！?〕畜禽養(yǎng)殖污染物年產(chǎn)量M的計(jì)算如下：式中，M—牲畜的污染物污染物產(chǎn)生量〔t/a〕；λ—每頭豬年平均污染物產(chǎn)生系數(shù)〔kg/頭/a〕。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，城區(qū)河流沿岸有13戶居民養(yǎng)豬，平均養(yǎng)殖數(shù)量為6頭/戶，共計(jì)豬78頭。經(jīng)查閱相關(guān)資料，每頭豬每年的COD排放量9.8kg；年均TN排放量5.13kg；年均TP排放量1.34kg。養(yǎng)殖業(yè)對(duì)城區(qū)河流的奉獻(xiàn)為：COD排放量0.76t/a；TN排放量0.40t/a；TP排放量0.11t/a?！?〕餐飲業(yè)生活污染源產(chǎn)生量W及排放量M的計(jì)算公式如下：式中，W—餐飲業(yè)污水產(chǎn)生量〔t/a〕；M—餐飲業(yè)污水污染物產(chǎn)生量〔t/a〕；μ—排水系數(shù)，約為0.88；N—調(diào)查區(qū)域餐飲業(yè)餐位總數(shù)〔餐位〕；P—調(diào)查區(qū)域餐飲業(yè)每個(gè)餐位月均用水量〔t/餐位?m〕；λ—每個(gè)餐位平均污染物產(chǎn)生系數(shù)〔g/餐位?d〕。對(duì)于城區(qū)河流周遭的餐飲業(yè)，根據(jù)實(shí)際調(diào)查數(shù)據(jù)及相關(guān)資料，每個(gè)餐位的月均用水量約為1.0t，排放系數(shù)為0.88。其中，化學(xué)需氧量、TN和TP等污染物產(chǎn)生系數(shù)分別為193g/餐位·d、3.53g/餐位·d、0.58g/餐位·d。餐飲業(yè)污水年排放量為15523.2t，各污染指標(biāo)COD年排放量103.55t，TN為1.89t，TP年排放量0.31t。將城區(qū)河流各種污染源總量相加，計(jì)算得到城區(qū)河流沿岸污水每年產(chǎn)生總量為726184.8t，COD排放總量為712.8t/a，TN排放量為82.4t/a，TP排放量為8.4t/a。由于城區(qū)河流沿岸多以居民小區(qū)為主，居民生活污染源產(chǎn)生污水總量最大，約占污水產(chǎn)生總量的97.9%；且各種污染物COD、TN及TP的年排放量居民生活源的奉獻(xiàn)均占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，分別為總量的85.4%，91.2%和95.4%。5.7城區(qū)河流水文水質(zhì)狀況5.7.1城區(qū)河流水系水質(zhì)現(xiàn)狀根據(jù)典型性和代表性的原那么，在巢湖市居巢區(qū)城區(qū)河流水系中布置10個(gè)采樣點(diǎn)，對(duì)這些采樣點(diǎn)的水質(zhì)監(jiān)測(cè)分析結(jié)果如表5.1和表5.2所示。表5.17月16日城區(qū)河流不同采樣點(diǎn)水質(zhì)狀況序號(hào)水溫〔℃〕DO(mg/L)COD(mg/L)NH3-N(mg/L)TN(mg/L)TP(mg/L)藻類藍(lán)綠硅130.94.6415.50.320.40.3022.0118.170229.93.7712.00.450.50.5124.5418.374.28331.53.4013.30.40-0.3033.4914.3423.28426.8-43.61.6919.86.7624.6410.6428.33529.5-18.81.2318.91.8117.9313.7011.86631.31.7620.70.741.20.9684.7531.4564.64731.77.0032.61.923.71.14286.82101.840830.85.2431.10.34-0.45167.1078.0163.47931.73.6436.50.54-0.5521.9237.627.971032.15.6316.70.621.81.1150.3019.3917.50表5.27月18日城區(qū)河流不同采樣點(diǎn)水質(zhì)狀況序號(hào)水溫〔℃〕DO(mg/L)COD(mg/L)NH3-N(mg/L)TN(mg/L)TP(mg/L)藻類藍(lán)綠硅1--30.50.250.9-54.9730.0102--25.80.22--45.6623.8103--15.90.301.1-43.4718.6817.17430.0-40.11.0313.4-28.86040.90531.4-21.41.491.5-33.731.2436.73632.93.0915.80.281.3-55.5910.3629.04732.76.6333.71.153.8----831.12.6327.00.48--146.7772.2012.69932.01.5219.70.37--35.50050.9110--15.40.511.9-57.017.8842.05從表中數(shù)據(jù)可以看出，溶解氧含量明顯偏低，這個(gè)與溶解氧在早上含量一般較低的趨勢(shì)是符合的，但有一些地區(qū)的溶解氧含量明顯低于正常的河流值，如6#點(diǎn)。6#點(diǎn)位于東環(huán)城河，屬于鬧市區(qū)，周圍分布著大量的小飯店和散戶，河道邊上垃圾滿地，生活廢水往往直接潑灑在路邊〔如圖5.13所示〕，有些廢水直接排入河道，其溶解氧濃度較低可能與所受的人為污染較大所致。另外，該區(qū)域浮游植物總量較大，葉綠素含量約180.84μg/L，也可能是導(dǎo)致早上DO含量較低的直接原因。圖5.13東環(huán)城河6#點(diǎn)岸邊環(huán)境從表5.1和表5.2中可以看出，城區(qū)河流的COD含量明顯偏高，約為自然水體的3~5倍。局部河流的TN大于巢湖湖區(qū)25年的TN平均值2.62mg/L，全部河流TP含量大于甚至遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于巢湖25年的TP平均值0.23mg/L。藍(lán)藻是城區(qū)河流的優(yōu)勢(shì)藻種，局部點(diǎn)位硅藻是優(yōu)勢(shì)種，如4#、5#和9#點(diǎn)。一些死水區(qū)受污染十分嚴(yán)重，不僅遭受人為污染，而且聚集大量的藍(lán)藻，腐爛的藍(lán)綠藻散發(fā)出濃烈的惡臭味。4#點(diǎn)和5#點(diǎn)布設(shè)于丁崗河中，屬于死水區(qū)，河水根本不流動(dòng)。河岸居民多為外來(lái)打工人口，房屋多為自家搭建，無(wú)下水管道等設(shè)施，生活污水直接排入河中或者排入陸地系統(tǒng)。從4號(hào)點(diǎn)往北的水域根本淤積完全，看不到水面，被居民種的蔬菜和雜草占據(jù)〔如圖5.14〕。由于生活污水和圍墾對(duì)該水域的影響，該條河段COD值高達(dá)43.6mg/L，是其它河段的兩倍之多。TN和TP含量分別高達(dá)19.8mg/L和6.76mg/L。該區(qū)域硅藻含量明顯增加，甚至超過(guò)藍(lán)藻含量，這可能與該靜止的水體生境有關(guān)。另外，據(jù)我們的調(diào)查，該區(qū)域居民仍在該河水中洗衣洗菜，會(huì)對(duì)身心健康帶來(lái)嚴(yán)重威脅。圖5.14丁崗河河濱排污口及圍墾現(xiàn)狀7#點(diǎn)位于洗耳池附近，藍(lán)綠藻含量很高，分別為286.82和101.84μg/L。該水體進(jìn)出口都比擬窄，導(dǎo)致大面積的死水區(qū)，引起了大面積的藻類聚集，水面藻類厚度可達(dá)5mm，并且腐爛的藻類發(fā)出陣陣惡臭，嚴(yán)重影響了洗耳池公園的景觀。8#點(diǎn)位于經(jīng)濟(jì)比擬興旺的小區(qū)周圍，水質(zhì)受人為干擾大，藻類含量約在140~160μg/L，屬于重度富營(yíng)養(yǎng)化水體。綜上，巢湖城區(qū)河流總體上受人為污染嚴(yán)重，COD含量在12.0mg/L以上，是一般的天然水體COD含量的3~5倍；TP含量一般大于0.2mg/L，葉綠素含量大于40μg/L，根據(jù)OECD的富營(yíng)養(yǎng)化判斷標(biāo)準(zhǔn)，巢湖城區(qū)河流總體上屬于富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)。局部河段由于受生活污水的影響，NH3-N含量過(guò)高，TN和TP含量嚴(yán)重超標(biāo)，屬于重度富營(yíng)養(yǎng)化水體，葉綠素含量可超過(guò)100μg/L，甚至高達(dá)388.66μg/L。藍(lán)藻是巢湖市城區(qū)的優(yōu)勢(shì)種，而在很難形成流動(dòng)的水體中，如丁崗河，硅藻數(shù)量明顯增加，甚至超過(guò)了藍(lán)藻的含量，成為優(yōu)勢(shì)種。5.7.2城區(qū)河流水系水質(zhì)日變化規(guī)律選擇典型的兩個(gè)采樣點(diǎn)3#點(diǎn)和6#點(diǎn)，進(jìn)行了24小時(shí)〔2009年7月17日00:00~22:00〕水質(zhì)變化分析。3#點(diǎn)位于臥牛山公園附近，離居民區(qū)較遠(yuǎn)，水質(zhì)比擬干凈；6#點(diǎn)位于鬧市區(qū)，如前文所述，水質(zhì)較差，藻類含量較高。兩個(gè)點(diǎn)位24小時(shí)水溫變化不大，在32.1℃和34.3℃之間。兩個(gè)點(diǎn)位溶解氧和化學(xué)需氧量的變化趨勢(shì)分別如圖5.15和圖圖5.153#和6#點(diǎn)24h溶解氧日變化趨勢(shì)圖5.163#和6#點(diǎn)24h化學(xué)需氧量的日變化趨勢(shì)從圖5.15可以看出，水體溶解度日變化劇烈，總體呈S型變化趨勢(shì)，符合一般湖泊河流中DO的日變化規(guī)律。兩個(gè)點(diǎn)的DO值在早晨到達(dá)最低值，3#點(diǎn)DO最低值在早上6點(diǎn)到達(dá)最低，而6#點(diǎn)到達(dá)最低值的時(shí)間晚了2個(gè)小時(shí)，兩個(gè)點(diǎn)的溶解氧同時(shí)在下午16點(diǎn)到達(dá)最高值。依據(jù)水體中藻類的代謝規(guī)律，將水體溶解氧的變化大致分成平穩(wěn)衰減期、快速上升期、過(guò)渡期和快速衰減期四個(gè)階段。白天浮游藻類活動(dòng)劇烈，依靠高強(qiáng)度的光合作用釋放出大量的O2，并在水中富集，使得水體中的DO濃度大幅攀升，到達(dá)過(guò)飽和狀態(tài)；黃昏至晚上，隨著光合作用的減弱，藻類的呼吸作用增強(qiáng)，水體溶解氧濃度轉(zhuǎn)為下降趨勢(shì)，水體中的過(guò)飽和溶解氧快速釋放并在進(jìn)入不飽和狀態(tài)后下降速度減緩，最終到達(dá)氧虧的狀態(tài)，溶解氧下降的較低水平。COD的日變化趨勢(shì)并無(wú)明顯的規(guī)律性〔如圖5.16〕。但通過(guò)兩個(gè)點(diǎn)的比擬，可以發(fā)現(xiàn)人為干擾下〔6#點(diǎn)〕COD的日變化呈現(xiàn)一定的規(guī)律性。從0點(diǎn)到早上8點(diǎn)，人類活動(dòng)較少，需水量也較小，COD含量穩(wěn)定在較低的水平，并且在人類活動(dòng)最少的凌晨2點(diǎn)降至最低。白天人類活動(dòng)較為頻繁，需水量也較大，COD含量也在一個(gè)較高的水平，并且在需水量最大的中午和晚上到達(dá)較高值。而3#點(diǎn)受人類活動(dòng)干擾較少，出現(xiàn)COD含量大的波動(dòng)可能與水體的流動(dòng)和交換有密切關(guān)系。圖5.173#和6#點(diǎn)24hNH4-N和TN的日變化趨勢(shì)NH3-N和TN等營(yíng)養(yǎng)鹽的日變化趨勢(shì)如圖5.17所示?？傮w而言，6#點(diǎn)的NH3-N和TN含量大于3#點(diǎn)，這說(shuō)明人為干擾對(duì)水體營(yíng)養(yǎng)鹽含量增加影響很大。兩個(gè)點(diǎn)NH3-N的變化趨勢(shì)并不明顯，根本穩(wěn)定在0.24~0.55mg/L之間。兩個(gè)點(diǎn)TN的變化都比擬劇烈，3#點(diǎn)TN的變化劇烈程度小于6#點(diǎn)。這也說(shuō)明，如果要對(duì)人為干擾比擬劇烈的水體進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)鹽長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)，采樣時(shí)間必須統(tǒng)一，這也得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)果才能夠反映水體中營(yíng)養(yǎng)鹽的時(shí)空變化規(guī)律。6#點(diǎn)TN的最高值到達(dá)2mg/L，約是3#點(diǎn)TN峰值的1.5倍，6#點(diǎn)的最低值0.5mg/L接近3#點(diǎn)的平均值，說(shuō)明人類生活對(duì)水體營(yíng)養(yǎng)鹽的影響非常大，在進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)鹽分析時(shí)應(yīng)該考慮人為作用的影響。TP的日變化趨勢(shì)并不明顯，兩個(gè)點(diǎn)之間的差異不大，3#點(diǎn)的變化劇烈程度大于6#點(diǎn)，其中，3#點(diǎn)TP的濃度范圍為0.42~0.79mg/L，6#點(diǎn)TP的濃度變化范圍為0.56~0.68mg/L，6#點(diǎn)TP的平均值0.62mg/L大于3#點(diǎn)的平均值0.53mg/L，但是沒(méi)有明顯的規(guī)律性可言。綜上，城區(qū)河流水系的溶解氧日變化符合S型變化趨勢(shì)，但溶解氧含量總體上偏低；化學(xué)需氧量的變化并無(wú)明顯的規(guī)律性，COD含量的波動(dòng)與人為干擾和水體流動(dòng)與交換關(guān)系密切；NH3-N的日變化趨勢(shì)并不明顯，根本穩(wěn)定在0.24~0.55mg/L之間；TN和TP的含量受人類活動(dòng)的干擾較大，在人類活動(dòng)集中的鬧市區(qū)河流中TN和TP的含量遠(yuǎn)大于遠(yuǎn)離人類干擾的水體。圖5.18實(shí)驗(yàn)室水質(zhì)分析5.7.3城區(qū)河流水系浮游植物的日變化規(guī)律采用浮游植物熒光儀PHYTO-PAM對(duì)藻類的日變化趨勢(shì)進(jìn)行了研究。圖5.193#點(diǎn)24h藻類含量的日變化趨勢(shì)圖5.19反映了3#點(diǎn)藻類含量的日變化趨勢(shì)。除了凌晨2點(diǎn)是硅藻略占優(yōu)勢(shì)外，從0點(diǎn)至中午12點(diǎn)，綠藻一直為優(yōu)勢(shì)種，甚至占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，如在中午12點(diǎn)綠藻含量比藍(lán)藻多24.08μg/L，比硅藻多23.9μg/L，在上午10點(diǎn)綠藻含量是綠藻含量的1.5倍，是硅藻含量的2倍。從下午兩點(diǎn)開(kāi)始，綠藻數(shù)量迅速減少，而藍(lán)藻迅速增加，成為絕對(duì)優(yōu)勢(shì)種，此間硅藻的數(shù)量也急劇減少。一天中水溫的變化并不劇烈，而出現(xiàn)藍(lán)藻、綠藻和硅藻在不同時(shí)段都能成為優(yōu)勢(shì)種的情況也并非偶然。盡管從一天的時(shí)間和一個(gè)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)并不能找出明顯的規(guī)律性，但至少反映出藻類的優(yōu)勢(shì)種并非單一的某些物種，在環(huán)境條件適于某種藻類生活時(shí)，這種藻類就能夠迅速增加而成為優(yōu)勢(shì)種。3#點(diǎn)一天中藻類含量的最大值發(fā)生在上午10點(diǎn)，約為125.26μg/L，最低值出現(xiàn)在晚上20點(diǎn)，接近60μg/L。硅藻在綠藻成為優(yōu)勢(shì)種的情況下，仍能與之抗衡，數(shù)量上也沒(méi)有下降太多；而在藍(lán)藻成為優(yōu)勢(shì)種時(shí)，硅藻數(shù)量迅速下降，在16點(diǎn)甚至降到1.59μg/L，是同期藍(lán)藻含量的2.8%，綠藻含量的3.5%。同時(shí)，綠藻含量與上午相比也有明顯的下降，這說(shuō)明藍(lán)藻對(duì)生存環(huán)境的適應(yīng)能力遠(yuǎn)大于綠藻和硅藻，藍(lán)藻的迅速生長(zhǎng)對(duì)硅藻的影響很大。圖5.206#點(diǎn)24h藻類含量的日變化趨勢(shì)6#點(diǎn)藻類含量的日變化趨勢(shì)和3#點(diǎn)有明顯的差異，如圖5.20和圖5.21。硅藻從0點(diǎn)至上午8點(diǎn)為優(yōu)勢(shì)種，而這段區(qū)間綠藻的含量和硅藻差異不大，在日光照射強(qiáng)烈的10點(diǎn)至12點(diǎn)，綠藻含量迅速攀升，增加的幅度超過(guò)硅藻，成為優(yōu)勢(shì)種。從下午14點(diǎn)至16點(diǎn)，藍(lán)藻、綠藻和硅藻的含量都迅速減少，葉綠素總含量?jī)H為中午12點(diǎn)的40%，此區(qū)間硅藻仍成為優(yōu)勢(shì)種。晚上18點(diǎn)至20點(diǎn)，藍(lán)藻數(shù)量迅速增加，成為絕對(duì)優(yōu)勢(shì)種。到晚上22點(diǎn)，硅藻含量幾乎減少至0。由于人為的原因，生活污水對(duì)藻類的影響很大，從而導(dǎo)致6#點(diǎn)和人為干擾較小的3#點(diǎn)藻類變化差異很大。鄧貴道等〔2006〕對(duì)巢湖忠廟附近的開(kāi)敞水域中微囊藻的晝夜遷移進(jìn)行了研究，時(shí)間為2002年10月14日下午15點(diǎn)至15日上午11點(diǎn)，每隔4h采樣一次，發(fā)現(xiàn)微囊藻的密度在白天遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于夜間，這種差異可以到達(dá)數(shù)倍。從3#點(diǎn)也可以看出，上午10點(diǎn)至下午18點(diǎn)，藍(lán)藻的含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其他時(shí)段，藍(lán)藻在下午16點(diǎn)的最高值55.42μg/L約是最低值〔凌晨4點(diǎn)〕的3.5倍之多，白天藍(lán)藻含量的平均值38.92μg/L遠(yuǎn)大于夜間的平均值24.39μg/L。而6#點(diǎn)的藍(lán)藻數(shù)量并未有這樣的規(guī)律，其藍(lán)藻在白天的平均含量34.15μg/L只比夜間的平均含量32.84μg/L略高。說(shuō)明在人類生活得干擾下，藍(lán)藻的生長(zhǎng)會(huì)受到一定程度的影響。圖5.213#點(diǎn)和6#點(diǎn)藻類含量的比擬為了更好的比擬兩點(diǎn)之間藻類變化的差異，將3#點(diǎn)和6#點(diǎn)的藻類變化做到一張圖上，能夠比擬清晰的看出兩個(gè)點(diǎn)的差異，如圖6.26所示。從圖中可以看出，3#點(diǎn)和6#點(diǎn)綠藻和硅藻的變化趨勢(shì)類似，藍(lán)藻的變化趨勢(shì)從0點(diǎn)至12點(diǎn)類似，在12點(diǎn)以后出現(xiàn)近乎相反的趨勢(shì)。夏日人類開(kāi)始活動(dòng)的時(shí)間較晚，約在12點(diǎn)開(kāi)始進(jìn)入用水頂峰期，因此，可能由于受到人為干擾，6#點(diǎn)藍(lán)藻的變化與3#點(diǎn)呈現(xiàn)出明顯的差異。6#點(diǎn)硅藻的含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于3#點(diǎn)，綠藻的含量在0點(diǎn)至12點(diǎn)差異較大，而從12點(diǎn)以后兩者的差異并不明顯。綜上，在遠(yuǎn)離人類干擾的水體中，由于水溫條件差異不大，藍(lán)藻、綠藻和硅藻在不同的環(huán)境條件下交替成為優(yōu)勢(shì)種，藍(lán)藻適應(yīng)環(huán)境的能力遠(yuǎn)大于綠藻和硅藻，且在白天的平均含量大于夜間；而在人類干擾比擬嚴(yán)重的鬧市區(qū)水體中，藻類數(shù)量總體大于遠(yuǎn)離人類干