白永勝,常艷,烏日古木勒,喬殿學(xué),韓學(xué)志
(1.呼倫貝爾市環(huán)境科學(xué)研究所,內(nèi)蒙古 呼倫貝爾 021008;2.呼倫貝爾市林業(yè)科學(xué)研究所,內(nèi)蒙古 呼倫貝爾 021008;3.內(nèi)蒙古呼倫貝爾生態(tài)環(huán)境監(jiān)測站,內(nèi)蒙古 呼倫貝爾 021008;4.鄂溫克族自治旗維納河自然保護(hù)區(qū)管理局,內(nèi)蒙古 呼倫貝爾 021100;5.鄂溫克族自治旗錫尼河林場,內(nèi)蒙古 呼倫貝爾 021100)
隨著經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展,來自工業(yè)、日常生活、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等多個來源污染物不斷增加,與之伴生的區(qū)域水體污染加重,水質(zhì)不斷惡化[1],并逐漸成為制約地區(qū)發(fā)展的主要因素之一。隨著人們對水環(huán)境質(zhì)量要求的提升及對水環(huán)境狀況的關(guān)注,許多學(xué)者對河湖、水庫等水質(zhì)變化情況及其影響因素進(jìn)行了研究[2]。目前有關(guān)河流水質(zhì)變化規(guī)律的研究主要集中在河流水質(zhì)的年際變化和季節(jié)變化[3-8]。關(guān)于呼倫貝爾市嶺東河流水質(zhì)季節(jié)變化的研究還鮮見報道,本文選取了呼倫貝爾市嶺東河流一年的監(jiān)測數(shù)據(jù),分析比較氮、磷、化學(xué)需氧量等水質(zhì)指標(biāo)在不同季節(jié)的變化情況,旨在為呼倫貝爾市嶺東河流水生態(tài)環(huán)境保護(hù)提供依據(jù)。
本文選取嫩江西岸支流甘河、諾敏河、阿倫河、雅魯河呼倫貝爾市流域?yàn)檠芯繀^(qū)域。嫩江發(fā)源于呼倫貝爾市境內(nèi)大興安嶺支脈海拔1 044 m的伊勒呼里山南坡。嫩江水系在呼倫貝爾市的流域面積為9.92萬km2,行政區(qū)涉及鄂倫春自治旗、莫力達(dá)瓦達(dá)斡爾族自治旗、阿榮旗、扎蘭屯市及牙克石市一部分[9]。氣候?qū)贉貛Ш疁貛Т箨懶詺夂颍邓嗉性谙募?,其?—8月的降水量占全年降水量的70%。上游主要是林區(qū),中下游以農(nóng)業(yè)種植為主,沿岸村鎮(zhèn)較多。近年來,隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展,流域內(nèi)工業(yè)企業(yè)和農(nóng)田越來越多,工業(yè)和農(nóng)業(yè)污染也隨之增多,加之長期以來農(nóng)村基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的滯后,流域內(nèi)部分居民生活污水直接排入河流,進(jìn)一步增加了河流污染負(fù)荷。由于流域內(nèi)大部分河流還處于自然狀態(tài),未建設(shè)河堤河壩等防護(hù)設(shè)施,每次降雨都會向河內(nèi)沖刷進(jìn)來大量腐殖質(zhì)、泥沙、畜禽糞便等面源污染物,嚴(yán)重影響著河流水質(zhì)。
本項(xiàng)研究分別在甘河(李屯斷面)、諾敏河(寶山斷面)、阿倫河(新發(fā)斷面)、雅魯河(成吉思汗斷面)四條河流相應(yīng)的位置選擇了4個采樣點(diǎn),于2019年每月進(jìn)行一次水質(zhì)采樣(4月、11月為融冰期和結(jié)冰期未采樣),采樣時間為每月月初。樣品采集按照地表水采集標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。用WTW-pH測定儀現(xiàn)場測定pH值,檢出限為0.1,水樣裝入采樣瓶,加入固定劑,帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行氨氮、總磷、總氮、化學(xué)需氧量、高錳酸鹽指數(shù)分析。氨氮分析方法為納氏試劑分光光度法,檢出限為0.03 mgL-1;總磷分析方法為鉬酸銨分光光度法,檢出限為0.01 mgL-1;總氮分析方法為堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法,檢出限為0.05 mgL-1,均使用美國Agilent公司Cary60分光光度計進(jìn)行測定;化學(xué)需氧量分析方法為重鉻酸鹽法,檢出限為4 mgL-1;高錳酸鹽指數(shù)分析方法為酸性法,檢出限為0.5 mgL-1。
嶺東河流pH值的月變化見圖1。甘河、諾敏河、阿倫河、雅魯河的pH值全年平均值分別為7.5、7.8、7.7、7.6,河流水體中pH值全年平均值變化幅度不大,差異很小,說明水質(zhì)有較強(qiáng)的相似性。四條河流的pH值全年均符合地表水Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。
由圖2可見,甘河、諾敏河、阿倫河、雅魯河的化學(xué)需氧量全年平均值分別為15.3、14、12.5和11.3 mgL-1,甘河的化學(xué)需氧量最高,原因可能與林區(qū)腐殖質(zhì)、集約化農(nóng)業(yè)、畜禽養(yǎng)殖糞便、農(nóng)村生活污染有關(guān)?;瘜W(xué)需氧量的總體年內(nèi)變化規(guī)律是:最高值出現(xiàn)在7-9月,最低值出現(xiàn)在1月和12月,而且不同河流是不同的。甘河、諾敏河、阿倫河的化學(xué)需氧量最高值均出現(xiàn)在9月,分別為36、34和32 mgL-1;雅魯河的化學(xué)需氧量最高值出現(xiàn)在8月,為17 mgL-1。
圖1 呼倫貝爾市嶺東河流pH的月變化(2019年)
嶺東河流2019年化學(xué)需氧量除了甘河7—9月、諾敏河8—9月、阿倫河9月以外,其余月份均達(dá)到地表水Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。其中,雅魯河水質(zhì)監(jiān)測斷面化學(xué)需氧量濃度全年全部達(dá)到了地表水Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。化學(xué)需氧量濃度豐水期高,枯水期低,主要是由于降雨時將林區(qū)腐殖質(zhì)、農(nóng)業(yè)區(qū)和居民區(qū)的有機(jī)污染物帶入河流導(dǎo)致了化學(xué)需氧量的升高。
圖2 呼倫貝爾市嶺東河流COD的月變化(2019年)
嶺東河流總氮含量的月變化過程見圖3a。從圖3a可以看出,雅魯河、阿倫河、諾敏河、甘河的總氮含量年平均值分別為3.4、2.3、1.1和1 mgL-1。
圖3 呼倫貝爾嶺東河流氨氮含量的月變化(2019年)
從全年分布來看,雅魯河、阿倫河、諾敏河、甘河總氮含量的最低值分別出現(xiàn)在7月、5月、6月和6月,分別為1.40、1.56、0.49和0.60 mgL-1;最高值出現(xiàn)在1月(諾敏河12月除外),分別為7.71、2.89、1.62和1.65 mgL-1。
總體上,總氮濃度冬季高于夏季,枯水期的濃度高于豐水期的。7—8月屬于研究區(qū)降雨集中的時段,降水的增加提高了河流的流量從而稀釋了滲出的各種氮素。氨氮濃度季節(jié)變化不明顯,沒有明顯的規(guī)律,氨氮含量達(dá)到地表水Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn),見圖3b。
嶺東河流總磷含量的月變化過程見圖4。從圖4可以看出,甘河、阿倫河、雅魯河、諾敏河總磷含量全年平均值分別為0.1、0.1、0.1和0.05 mgL-1。
從全年分布來看,四條河流總磷含量的最高值出現(xiàn)在7—8月,甘河、諾敏河、雅魯河、阿倫河總磷含量的最高值分別出現(xiàn)在7月、7月、8月和8月,分別為0.2、0.16、0.34和0.23 mgL-1,雅魯河、阿倫河總磷含量均超過Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn),水質(zhì)類別分別為Ⅴ類、Ⅳ類,超標(biāo)0.7、0.15倍。根據(jù)氣象部門監(jiān)測,2019年8月初雅魯河、阿倫河流域均出現(xiàn)了強(qiáng)降雨災(zāi)害,強(qiáng)降雨導(dǎo)致的水土流失,使洪水?dāng)y帶大量泥沙和農(nóng)業(yè)面源污染物進(jìn)入河道,從而使得河流的總磷含量升高。
圖4 呼倫貝爾嶺東河流總磷含量的月變化(2019年)
嶺東河流高錳酸鹽指數(shù)的月變化過程見圖5。從圖5可以看出,甘河、諾敏河、阿倫河、雅魯河高錳酸鹽指數(shù)全年平均值分別為4.3、3.5、2.9和2.6 mgL-1。
從全年分布來看,甘河、諾敏河、阿倫河、雅魯河高錳酸鹽指數(shù)最高值分別出現(xiàn)在9月、9月、9月和8月,分別為12.4、8.4、9.5和5.4 mgL-1;最低值分別出現(xiàn)在3月、2月、1月和2月,分別為1.3、1.5、1.0和1.4 mgL-1。
除甘河7月(Ⅳ類)、8月(Ⅳ類)、9月(Ⅴ類),諾敏河7月(Ⅳ類)、9月(Ⅳ類),阿倫河9月(Ⅳ類)外,其余月份均達(dá)到Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。其中,雅魯河取樣點(diǎn)各月份高錳酸鹽指數(shù)均達(dá)到Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。
從全年分布來看,四條河流高錳酸鹽指數(shù)季節(jié)變化明顯,最高值出現(xiàn)在夏季,冬季最低,春季高于秋季。
圖5 呼倫貝爾嶺東河流高錳酸鹽指數(shù)月變化(2019年)
呼倫貝爾市嶺東河流化學(xué)需氧量、總磷和高錳酸鹽指數(shù)的最高值出現(xiàn)在7—9月的豐水期,最低值出現(xiàn)在1月、2月和12月的枯水期,其原因可能與雨季降水將林區(qū)腐殖質(zhì)、沿岸種植業(yè)污染物、散養(yǎng)的畜禽糞便、生活污染物帶入河道有關(guān)。
雅魯河總氮含量年平均值最高,這可能與所在流域的工業(yè)發(fā)展和農(nóng)業(yè)集約化程度高有關(guān),總氮濃度冬季高于夏季,枯水期濃度高于豐水期。7—8月屬于研究區(qū)降雨集中的時段,降水的增加提高了河流的流量從而稀釋了滲出的各種氮素。氨氮含量低表明研究區(qū)的水體中有機(jī)污染物較少,此外,有機(jī)態(tài)氮在水體中的含量能夠標(biāo)志水質(zhì)污濁的程度,這也說明該流域水體水質(zhì)較清澈。
由于取樣條件有限,本文只是簡單的對比研究了不同季節(jié)的水質(zhì)變化,水質(zhì)的年際變化趨勢及與土地利用、污染物排放、光照、河岸環(huán)境等影響因素的內(nèi)在聯(lián)系有待進(jìn)一步研究。