溢清同济湖水体调研及治理建议.doc

溢清同济湖水体调研及治理建议
摘要：首先确定采样点对水体进行采样，然后按照相关实验方法测定相关数据，根据实验数据对水体的污染情况进行简单分析，最后对比传统的湖水处理方法提出建设人工湿地的处理建议。
1 导言
水是自然界中不可缺少的物质，各种城市规划景观规划中水都是不可缺少的元素，由于某些地区无相应水环境，因此会根据需要建造人工湖［1］ 张丙印, 倪广恒. 城市水环境工程[M]. 清华大学出版社有限公司, 2005.
。人工湖的出现美化了生活环境，为人们提供了休闲娱乐场所，但由于修建之后的管理不善，会出现不同程度的水体污染，甚至变成臭水湖，这有违修建人工湖的初衷，甚至影响周边人们的生活，造成相应影响。
南京工业大学位于南京市浦口区，占地200余公顷，是“生态型、园林式、数字化”的校园，被誉为“长江沿岸最美丽的校园”。校园内有大大小小十多处水体，有自然湖，也有人工湖，分布在校园各处。溢清同济湖是南京工业大学江浦校区内的人工湖之一。溢清同济湖背靠图书馆和北苑宿舍东区，面对中央森林公园与时均园，是上课下课生活娱乐的必经之地。为了保证溢清同济湖作为人工湖行使其应有功能，现对其进行水体调查，并根据调查结果将提出相关治理建议。
2 采样
由于采样的条件限制，而且湖泊几乎没有流动性，为静水湖，因而不能够依据水流得出布设监测断面的方法并且进而确定监测垂线与采样点。为了综合探究人为投放污染物与污水排放对水质的影响，我们选择在排污管道或者排污口排放的污水与湖水完全混合处，设置采样点。此外，设置了远离污染源的参照点。兼顾小组组员人数情况，我们共设置了7个采样点。见图1。

3 实验方法
综合考虑水质及实验室条件对水体的pH、色度、浊度、氨氮、CODCR、DO、BOD5 进行监测。pH采用pH计法，色度采用色度仪法、浊度采用浊度仪法、氨氮采用纳氏分光光度法，CODCR采用重铬酸钾滴定法，DO采用碘量法BOD5采用五日连续培养法［2］ 曹李靖, 马腾. 水分析实验讲义[J]. 2005.
。
4 监测项目
4.1 PH
pH值表示水的酸碱性强弱，是最常用和最重要的水质指标之一。
调整仪器标准，直接使用取好的水样进行测定，测定结果见表1。
项目
数值
采样点
A
B
C1
C2
D1
D2
E
pH
8.34
8.58
8.73
8.62
8.76
8.79
8.74
由表1可知水体PH为8.34—8.79，根据地表水环境质量标准基本项目标准限制可知，水体酸碱度呈正常水平［3］ 奚旦立，孙欲生，刘秀英． 环境监测［M］． 北京: 高等教育出版社，2004．
。
4.2 色度
本调查测定水体真色，真色指去除悬浮物后的水的颜色，故用0.45微米滤膜过滤后再使用仪器进行测量，测定结果见表2。
项目
数值
采样点
A
B
C1
C2
D1
D2
E
色度
83
93
101
76
98
105
86
由表2数据可知水体色度为76—105，根据第二类污染物最高允许排放的限制二级标准为80［3］，达不到污水排放的二级标准，水体污染程度严重。
4.3 浊度
浊度是反应水中的不溶性物质对光线透过时阻碍程度的指标，使用仪器直接对取好的水样进行测定，测定结果见表3。
项目
数值
采样点
A
B
C1
C2
D1
D2
E
浊度
21.2
24.8
20.6
16.2
15.9
21.6
15.7
4.4 氨氮
水中的氨氮是指以游离氨和离子态氨形式存在的氨，测定氨氮有助于评价水体被污染和自净的状况。
在经絮凝沉淀或蒸馏法预处理的水样中，加入碘化汞和碘化钾的强碱溶液（纳氏试剂），则与氨反应生成棕黄色胶体化合物，在410—425nm波长范围内用分光光度法测定，本法最低检出质量浓度为0.025mg/L，测定上限为2mg/L。测定结果见表4。
项目
数值
采样点
A
B
C1
C2
D1
D2
E
氨氮浓度（mg/L）
2.62
2.27
3.14
2.62
2.27
2.45
2.53
根据地表水环境质量标准基本项目标准限制可知，水体氨氮浓度超过V类水限值，属劣V类水体［3］。
4.5 CODCR
化学需氧量( COD) 是指在一定条件下，水中易被强氧化剂氧化的还原性物质所消耗氧化剂的量，结果以氧的浓度( O2，mg/L) 表示，化学需氧量所测得的水中还原性物质主要是有机物，因此它可以反映水体受有机物污染的程度。
在强酸性溶液中，用一定量的重铬酸钾在有催化剂（Ag2SO4）存在条件下氧化水样中的还原性物质，用过量的重铬酸钾以试铁灵作指示剂，用硫酸亚铁铵标准溶液回滴至溶液由蓝绿色变为红棕色即为终点，记录标准溶液消耗量；再以蒸馏水作空白溶液，按同法测定空白溶液消耗硫酸亚铁铵标准溶液的量，根据水样实际消耗的硫酸亚铁铵标准溶液量计算化学需氧量［4］ 洪小琴, 陈璋琪. 对 CODCr 分析方法在向点探讨[J]. 福建环境, 1993, 10(2): 27-29.
。测定结果见表5。
项目
数值
采样点
A
B
C1
C2
D1
D2
E
COD，mg/L
76
45.5
60.8
30.4
45.5
121.6
152
根据地表水环境质量标准基本项目标准限制可知，除C2点外其余采样点位均超过V类水限值，属劣V类水体［3］。
4.6 DO
溶解氧是指溶解在水里氧的量，水中溶解氧的多少是衡量水体自净能力的一个指标。
水样中加入硫酸锰和碱性碘化钾，水中的溶解氧将二价锰氧化为四价锰。并生成氢氧化物沉淀。加酸后，沉淀溶解，四价锰可氧化碘离子而释放出与溶解氧量相当的游离碘。以淀粉为指示剂，用硫代硫酸钠标准溶液滴定释放出的碘，可计算出溶解氧含量。测定结果见表6。
项目
数值
采样点
A
B
C1
C2
D1
D2
E
溶解氧，mg/L
19.4
20.8
18.4
18.4
18.6
19.8
19.8
4.7 BOD5
BOD5 是用微生物代谢作用所消耗的溶解氧量来间接表示水体被有机物污染程度的一个重要指标。
一定量水样或稀释水样，在20℃±1℃培养五天，分别测定水样培养前、后的溶解氧，二者之差为BOD5值，以氧的mg/L表示［5］ 肖肖, 陈英姿. BOD5 测定的影响因素分析[J]. 化学工程与装备, 2009 (9): 176-177.
。测定结果见表7。
项目
数值
采样点
A
B
C1
C2
D1
D2
E
BOD5,mg/L
29.6
23.4
18.2
17.3
25.4
38.2
92.6
由检测结果可知，根据地表水环境质量标准基本项目标准限制达不到V类水标准，属于劣V类水［3］。
5 检测结果分析
溢清同济湖虽然兼有生活污水处理功能，但是主要方面该湖是作为景观湖存在的人工湖。同一水域兼有多类使用功能的，执行最高功能类别对应的标准值，所以溢清同济湖执行Ⅴ类水标准。由上述实验的监测结果可知，所有采样点的水样均为劣五类水，可以判断溢清同济湖的水质为劣五类水。即湖水没有达到国家标准中对景观用水的水质要求。
生物圈中的水体都具有自我净化功能，受污染的水体由于这种自净作用逐渐恢复正常，但水体的这种自净能力是有限度的，当污染负荷超出自净能力，水质便会持续恶化。而人工湖的自净能力相比天然水体更为脆弱 , 一旦受到污染物的冲击 , 水质迅速恶化 , 景观效果大为降低 , 甚至成为臭水汇集之地［6］ 刘瑜. 长春南湖水域富营养化成因及综合治理[J]. 2005.
。由于溢清同济湖是静水人工湖且水域面积小，水域相对封闭，水体更新速度缓慢，水体补给方式主要依靠雨水和生活污水管网水，未经处理的生活污水给水体带来较高的有机负荷，最终导致湖水受到严重污染，湖水富营养化严重。
6 治理建议
6.1 传统的湖水的治理方法
6.1.1 物理法
采用机械过滤、引水换水、曝气充氧等方法净化水体，但存在投资大、运行费用高、处理不彻底等缺陷，长期大规模实施难度较大。
6.1.2 化学法
化学法是指投加化学药剂来杀死藻类，效果立竿见影，但长期使用可能会出现耐药藻类，药剂效果下降，投加量增多品种也频繁更换，会造成更严重的污染，此外投加化学药剂会破坏湖水原有的生态系统，使原本就脆弱的自净能力变得不堪一击，因此不是一个长期有效的处理方式。
6.1.3 微生物法
投加适当适量的微生物加速污染物的分解，起到净化水体的作用。但微生物繁殖惊人，且会产生变异品种，导致处理能力下降，同时微生物的分解物会造成藻类大量繁殖，加重水体污染。
6.2 人工湖水体生态修复
要想根本的长期的解决溢清同济湖的污染问题，建设人工湿地系统是一个良好的方案。
在人工湖不同位置种植沉水植物、浮叶植物以及挺水植物以吸收、转化水和底泥中的氮、磷、钾等营养物［7］ 李妙, 龙岳林, 刘雪松. 水生植物对污水净化功能的研究进展[J]. 山东林业科技, 2007, 5: 78-81.
，为各种水生生物提供良好的生活环境，有利于构建水体生物多样性，提高水体自净能力。使水体构成一个完整的生态系统即包含恰当数量的及种类的生产者、消费者和分解者，最终建立无需人工干扰就可保持稳定的生态系统。同时加强对生活污水排放的管理，禁止未经处理的生活污水直接排入湖中，设立专人对水面漂浮物及时清理，防止其阻碍湖水复氧功能。
7 结语
积极宣传环境保护，使全体师生对水体污染的危害有足够认识，让全体师生积极参与到环境保护中，在建设期间对水体进行定期监测，并根据水体监测结果及时做出方案调整。