梁文浪，林偉強(qiáng)，廖顯平，許政生

(肇慶市水產(chǎn)科學(xué)研究所，廣東 肇慶 526000)

1 引言

肇慶市水產(chǎn)科學(xué)研究所的科研試驗用水水源為淺層地下井水，經(jīng)檢測，2007年以前水質(zhì)符合漁業(yè)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。隨著肇慶市鼎湖區(qū)工業(yè)化的快速發(fā)展，工業(yè)用水大幅度增長，區(qū)域內(nèi)地下水水位下降明顯，研究所的淺層地下水井的水位從2008～2018年10年內(nèi)下降接近2.5 m，水質(zhì)也發(fā)生明顯變化，帶有一股鐵銹味。為了監(jiān)測研究所淺層地下井水中重金屬含量是否符合漁業(yè)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，2016年、2017年、2018年連續(xù)3年對淺層地下井水進(jìn)行抽樣檢測，分析數(shù)據(jù)，采用曝氣氧化法進(jìn)行處理，并開展倒刺鲃人工孵化試驗對去除超標(biāo)物的淺層地下井水進(jìn)行評價。

2 實驗方法

2.1 實驗地點(diǎn)

肇慶市水產(chǎn)科學(xué)研究所位于廣東省肇慶市鼎湖區(qū)蓮花鎮(zhèn)，淺層地下水井深度為7m，水質(zhì)呈弱酸性。

2.2 樣品采集

實驗時間為每年的5月份。使用潛水泵抽水，抽15min后進(jìn)行采樣，將淺層地下井水樣品送實驗室檢測重金屬含量。

抽取淺層地下井水注滿蓄水池，進(jìn)行底部增氧曝氣72h，沉淀后過濾備用，并送樣檢測重金屬含量。

樣品的預(yù)處理與保存根據(jù)GB11607—89 《漁業(yè)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》[1]要求執(zhí)行。

2.3 樣品分析

水質(zhì)檢測重金屬：Fe、Cr、Cu、Zn、Pb、Cd、Ni、Hg，根據(jù)GB11607—89 《漁業(yè)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》[1]分析方法測定。

2.4 倒刺鲃孵化對比試驗

在培育池，按密度2萬粒/m3水體進(jìn)行倒刺鲃孵化對比試驗，一組使用未經(jīng)處理的淺層地下井水孵化，一組使用經(jīng)曝氣氧化過濾處理的淺層地下井水孵化。待受精卵全部孵化出膜后，收集魚苗計算孵化率，分析孵化效果。

3 評價方法

3.1 水質(zhì)評價方法

水質(zhì)評價采用單因子污染指數(shù)法，評價標(biāo)準(zhǔn)主要采用GB11607—89 《漁業(yè)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》，按標(biāo)準(zhǔn)計算各監(jiān)測項目的污染指數(shù)(Pi),計算公式如下：

(1)

對于pH值，公式為：

(2)

其中：

(3)

式(1)～(3)中：Pi—污染因子的污染指數(shù)；Ci—污染因子的實測值；Si—i因子評價標(biāo)準(zhǔn)；X為pH值實測值，X2、X1為pH值水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的上、下界限值，Xa為pH值水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)上、下界限值的中值。

Pi值小于0.5，為水質(zhì)未受該因子污染；介于0.5～1.0之間，為水質(zhì)受到該因子沾污；大于1.0，表明水質(zhì)已受到該因子污染，判定為超標(biāo)。

3.2 孵化率評價方法

孵化率為出膜的魚苗數(shù)占受精卵數(shù)的百分比：

4 結(jié)果與評價

4.1 曝氣前后金屬含量的變化

2007年委托肇慶市疾病預(yù)防控制中心對研究所淺層地下井水進(jìn)行檢測，結(jié)果表明各項重金屬含量指標(biāo)正常，鐵含量也小于0.005mg/L，水質(zhì)符合《漁業(yè)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》。

2008年對研究所淺層地下井水進(jìn)行檢測時，檢測結(jié)果顯示淺層地下井水除鐵含量超出標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)值外，其他重金屬含量指標(biāo)符合《漁業(yè)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》要求，鐵含量為3.03 mg/L，比2007年升高了606倍，水質(zhì)污染指數(shù)為15.15。

表1、表2為2016～2018年檢測數(shù)據(jù)與污染指數(shù)，檢測結(jié)果顯示：地下水水井大部分重金屬含量指標(biāo)符合《漁業(yè)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》要求，但鐵含量超出標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)值。鐵污染指數(shù)分別為51.5、35.1、8.75，屬于嚴(yán)重超標(biāo)；經(jīng)過曝氣氧化處理后，再沉淀過濾，鐵污染指數(shù)為0.90、0.70、0.65，符合漁業(yè)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

表1 2016～2018年檢測結(jié)果

表2 2016～2018年污染指數(shù)Pi

4.2 倒刺鲃孵化率的變化

2016～2018年，使用未經(jīng)處理的淺層地下井水的孵化率分別為51.5%、55.6%、67.5%，平均孵化率為58.2%；經(jīng)曝氣氧化過濾處理的淺層地下井水孵化率分別為85.3%、90.2%、90.6%，平均孵化率為88.7%，比未經(jīng)處理的淺層地下井水的孵化率高出30.5% 。

5 討論

5.1 影響及危害

若水中鐵含量高，則會形成大量的氫氧化鐵，隨著魚的呼吸就會在魚鰓上沉淀一層棕色薄膜，妨礙魚的呼吸，引起魚類窒息死亡[2]；氫氧化鐵也會吸附在魚體表面，使魚類運(yùn)動困難。本實驗過程中，研究所淺層地下井水直接用于魚苗孵化，會使孵化水體變得渾濁并顯紅褐色，鐵的氧化產(chǎn)物會粘附于受精卵表面形成一層紅褐色的附著物，對受精卵胚胎發(fā)育產(chǎn)生影響；另外孵化開始階段淺層地下井水會大量消耗氧氣進(jìn)行鐵的氧化反應(yīng)，從而使水體中的溶解氧含量偏低，對受精卵胚胎發(fā)育產(chǎn)生危害。實驗結(jié)果顯示：直接使用研究所淺層地下井水進(jìn)行倒刺鲃孵化，孵化率偏低。

5.2 超標(biāo)的原因分析

段梅[3]的水質(zhì)評價表明，研究所所處區(qū)域淺層地下水中可溶性鐵含量較高。對比研究所周邊鳳凰、廣利和大沙等地發(fā)現(xiàn)，抽取的淺層地下井水的鐵銹水比例很高，像研究所2007年之前的淺層地下井水水質(zhì)情況的較少。由于研究所地勢較低，地表雨水聚集多，2007年前的淺層地下井水水質(zhì)較好，但是近10年鼎湖區(qū)的工

農(nóng)業(yè)得到了較大的發(fā)展，大量抽取地下水，造成地下水位下降較大，研究所的水井水位就下降了2.5 m，因此地下水之間的流動補(bǔ)充造成了研究所淺層地下井水鐵含量升高；另外，淺層地下水儲量減少，水中溶解性礦物質(zhì)鐵含量升高，水中鐵元素含量亦增高。

5.3 井水優(yōu)化處理方案

使用曝氣氧化法處理研究所的淺層地下井水，所需的時間較長，為了滿足日常養(yǎng)殖生產(chǎn)的需求，可以在曝氣氧化的同時使用適量的強(qiáng)氧化劑對水體進(jìn)行消毒或投入強(qiáng)堿性物質(zhì)，加速水中還原態(tài)Fe2+氧化形成氧氧化鐵沉淀物。

6 結(jié)論

使用經(jīng)曝氣氧化過濾處理的淺層地下井水進(jìn)行倒刺鲃的孵化試驗取得88.7%孵化率，證明了研究所的淺層地下井水，經(jīng)曝氣氧化后，水中重金屬的含量符合《漁業(yè)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》要求，可用于科研試驗。

本次實驗證明曝氣氧化法能有效降低井水中鐵的含量，使水中還原態(tài)Fe2+快速氧化沉淀，同時吸附了其他金屬元素，達(dá)到了凈化水質(zhì)的效果，較好地解決了研究所淺層地下井水鐵含量超標(biāo)的問題。丁康[4]等研究也證明曝氣氧化法能快速氧化沉淀地下水中的鐵。