不同客水对南淝河水体富营养化的影响及其降解特征
姜德刚1，陈 慧1，徐金燕1，张琳婷1，刘 弢1，王育来2*
【摘 要】摘要：[目的]研究不同客水对南淝河水体富营养化的影响及其降解特征。[方法]以典型城市河流南淝河为研究对象，调查受不同排口影响下南淝河水质特征，评价南淝河水体富营养化状态；并以初期雨水、道路径流和污水处理厂尾水为代表性客水来源，探明不同来源客水在客水土著微生物、光化学的作用下水质及溶解有机质组成的变化特征。[结果]南淝河水体总氮(TN)和总磷(TP)含量受污水处理厂尾水排放影响较大，且南淝河总体上处于富营养或超富营养状态，但叶绿素(Ch-a)含量和富营养化等级在受不同排口影响下的河段中却不存在明显差异；不同来源客水在土著微生物和光化学作用下，其TN和TP均有较大的削减，且溶解有机质(DOM)组成发生了明显的转化。[结论]该研究可为城市河流的综合整治，特别是入河污染物的削减技术提供新思路。 【期刊名称】安徽农业科学 【年(卷),期】2017(045)019 【总页数】5
【关键词】黑臭水体；富营养化；溶解有机质；降解
所谓“黑臭”实际上是水体的一个极端状态。当水环境处于缺氧状态，有机污染物由于厌氧分解导致“黑臭”现象实质上是一系列生物化学反应的结果。水体有机污染是造成水体“黑臭”的重要影响因素之一。水体“黑臭”已成为我国许多大、中城市共同存在的污染问题，河流“黑臭”是我国城市河网的一个普遍现象，严重影响居民生活、城市形象和生态环境[1]。
目前，国内外对城市河道的“黑臭”治理均遵循“控源—净化—修复”的思路。
常用的有截污纳管技术、底泥清淤/疏浚技术、环境生态调水技术、曝气增氧技术、微生物强化、生态工程修复、生物浮床和植物净化等技术。在城市“黑臭”河道实际治理过程中，通常会用多种方法组合的方式。然而，当前许多“黑臭”水体治理过程中，因重治理轻保持、重短期轻长效而导致水体返黑、水质反复恶化现象。因此，笔者以典型城市河道——南淝河为研究对象，评价南淝河水体富营养化等级，并初步探讨其客水(初期降雨、地表径流和城市污水厂出水)转化规律，旨在为“黑臭”水体水质提升和长效改善提供新思路。
1 材料与方法
1.1 研究区概况 南淝河(117°08′ ～117°27′ E，31°39′ ～31°58′ N)位于安徽省合肥市，自西北至东南流经董铺水库、合肥市主城区，于施口最终注入巢湖西半湖。南淝河水系包括5条河流，分别为南淝河、四里河、板桥河、二十埠河和店埠河，几乎所有河道水体水质为劣V类，甚至呈“黑臭”状态。其客水来源主要来自污水处理厂尾水排放和降雨径流。
1.2 采样点设置 分别选择雨污合流排口(雨水排口)、污水厂尾水排口(尾水排口)、农业面源、港口排口及南淝河支流(支流排口)等附近上覆水体为采集对象(表1)。采样站点布置如图1所示。于2015年3月采集南淝河上覆水样，并用便携式水质参数分析仪(哈希 SensIon156，美国)现场测定pH、溶解氧(DO)含量，其余指标实验室内测定。
2016年4月1日在合肥市铜陵路立交桥附近用采样瓶采集初期降雨，并在下水道口采集道路径流，并于4月5日在王小郢污水处理厂消毒池内用水样采集器采集尾水。采集水样放入预先处理过的采样瓶中，并尽快运回实验室，放入冰箱保存待用，用醋酸纤维膜过滤后待用。
1.3 水质分析及水体富营养化评价方法 河流水体总氮(TN)、总磷(TP)和高锰酸盐指数(CODMn)采用国家水质标准监测分析方法测定[2]。叶绿素a(Ch-a)含量使用浮游植物荧光仪(Phyto-PAM，Walz)通过活体藻细胞叶绿素荧光测定，并通过传统方法(热乙醇法)[3]进行校正。富营养化评价采用由Carlson提出经Aizaki修正的营养状态指数TSI(Trophic State Index)法 [4-5]，即通过水体中Ch-a、TP、TN、CODMn含量及SD来评价研究水域的富营养化状态。
1.4 “黑臭”河道客水降解试验设计及光谱分析方法 将城市污水处理厂的尾水、道路径流、初期降雨等水样过0.45 μm醋酸纤维膜，制成储备液备用。储备液进一步分装于100 mL玻璃剂瓶中，并进行遮光处理(用锡箔纸包裹)后，进行土著微生物降解试验；储备液继续过0.22 μm醋酸纤维膜，以便去除掉土著微生物，放在光照培养箱中于25 ℃培养，进行光化学降解试验；储备液直接于光照培养箱中培养，进行微生物—光化学降解试验。定期测定常规水质(指标-N、TP)和荧光光谱+紫外-可见吸收光谱分析组分含量，并重复3次试验。 由于溶解有机质(Dissolved Organic Matter，DOM)含有大量脂肪族和芳香结构，在紫外区或段波长的可见光中具有特定波谱，同时具有发射一定荧光特性的荧光基团。荧光分光光度计(日立F-4500，日本)用于DOM样品的三维荧光光谱测定，扫描光谱波长范围为Ex=220～400 nm，间隔3 nm；Em=200～500 nm，间隔2 nm。三维荧光光谱数据进行Raman归一化处理后，组成三维矩阵数列，采用“N-way”工具箱，在Matlab 8.0软件(美国 Mathworks 公司)中进行数据分析。
1.5 数据处理 统计分析包括平均值、差异性分析和相关发生分析，均在SPSS 13.0中进行。不同河段水质数据分析中多种参数的差异性采用t检验，置信水
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