南宁市竹排冲河道水体黑臭评价模型建立研究..docVIP

南宁市竹排冲河道水体黑臭评价模型建立研究 摘要：采用多元线性拟合的方法，结合南宁市竹排冲河道水质监测断面数据，选取CODCr，DO，NH3-N有机污染指标与Fe，Mn无机污染指标，建立了适合南宁市竹排冲河道水体黑臭的评价模型： I = 0.0503[CODCr] + 0.2576[NH3-N] - 2.3049[DO] + 1.2394[Fe] + 2.7700[Mn] + 14.4078， 并对模型进行校验，结果表明：该模型适用于南宁市竹排冲河道水体黑臭程度的评价，为建立南宁市河道黑臭预警系统提供理论依据. 关键词：黑臭 评价模型 竹排冲 河道整治 引言 南宁市正在打造“中国南方水城”，南湖-竹排冲水系是南宁市水城建设的标志性区域，处在南宁市主城区位置.竹排冲河道自北向西南流经邕江北片的埌东开发区，在葫芦鼎大桥底汇入邕江，主河道长35.9km，竹排冲流域面积117km2，由竹排冲干流和竹排冲上游的沙江河?植物园河段两条支流组成（见图1）.随着南宁市埌东新区的快速发展，竹排冲河道受到大量工农业及生活污染源污染，河道呈现严重的黑臭现象，与该河道两岸的国际会展中心等城市中心区景观环境极不协调.竹排冲河道水系整治，消除河道黑臭已成为南宁市改善城市水环境的首要问题之一. 河流黑臭是一种生物化学现象，因水体黑臭成因复杂，迄今为止国内外关于水体黑臭尚无统一的评价方法和标准.虽然目前国内外对河道黑臭评价模型已有研究，但仅仅集中在部分地区，如我国的黄浦江?上海苏州河和无锡运河等.这些模型只适合本河段的黑臭评价，有一定的局限性.因此，根据南宁地区水域的水质参数建立相应的黑臭评价模型，才能对南宁市河道黑臭状况的监测和控制起指导作用. 本文通过对南宁市竹排冲河道水质指标的监测，运用Origin多元线性拟合方法提出一种适合于竹排冲河道的黑臭评价模型，为建立该河道黑臭预警系统提供理论依据.同时也为南宁市其它河道黑臭评价体系的建立积累经验. 1 实验部分 1.1 水质监测断面 为反映竹排冲水体污染的时空变化状况，自上游而下在沙江河?植物园河段和竹排冲干流共设置10个监测断面.现场检测了DO，pH，T（温度），流量和流速等指标，记录监测期间水体颜色和感官性状.根据采样过程中对水体黑臭的感官评价，按水体颜色和嗅味分别取不同级别的水样.监测时间为2009年7月至2010年8月，共采集5次水样，包含了丰水期?枯水期及平水期. 1.2 检测方法 研究过程中检测了CODCr，BOD5，NH3-N，TN，TP，Fe，Mn，TO（嗅阈值），CH（色度）等水质指标.各指标检测均采用《水和废水监测分析方法（第四版）》中相应的标准方法. 2 竹排冲河道水体黑臭评价模型研究 根据国内外已有水体黑臭评价方法，不同方法所选取的关键水质指标因各自水质特征不同而有所差异.目前国内外水体黑臭评价中常用的水质指标有：DO，NH3-N，CODCr，BOD5，T，Fe，Mn等，但也有少数学者提出TP等也是河道黑臭的影响因素. 本研究根据河道黑臭机理及南宁市竹排冲河道现状监测结果，分析各水质指标对河道黑臭的影响程度，从而得到影响南宁市竹排冲河道黑臭的主要评价指标. 2.1 嗅阈值影响因素分析 为保证评价指标选择的全面性，本研究采用各监测断面的CODCr，BOD5，NH3-N，DO，TN，TP，T等水质指标的监测结果，讨论水质指标与嗅阈值的相关性.若某项水质指标与嗅阈值存在良好相关性，则采用该指标作为建模因子，否则排除. 2.1.1 TO与CODCr和BOD5相关性分析 水体发臭主要是有机污染物发生生物化学作用的结果.根据图2和3，竹排冲河道各采样断面中CODCr和BOD5与TO都有较好的线性相关性，相关系数分别为：R2=0.71167和R2=0.60210.在选取有机污染物指标时，由于TO与CODCr的相关性比BOD5好，因此选取CODCr作为评价指标. 2.1.2 TO与NH3-N相关性分析 NH3-N是引起水体黑臭的重要污染因子，排入水体中的有机氮在氨化作用下转化为氨氮，整个转化过程需消耗水中大量的氧气，使水质变坏甚至引发水体黑臭.由图4可知，竹排冲河道水体中NH3-N与TO的相关系数达到0.77633，相关性较好，可作为竹排冲河道黑臭的评价指标. 2.1.3 TO与DO相关性分析 DO是水体黑臭的主要控制指标之一.当水体受到污染时，DO开始降低，在污染严重时，水体从空气中吸收氧气的速率小于水中消耗氧气的速率，造成水体中的DO不断减少，甚至接近于零，从而导致厌氧菌大量繁殖，有机物腐败，水体发生黑臭.由图5可知，竹排冲河道水体中DO与TO的相关系数达到0.71142，相关性较好，可以作为竹排冲河道黑臭的评价指标. 2.1.4 TO与TN?TP相关性分析 由图6和7得知，TO与T