太湖地区农村典型河道水体污染特征及源解析

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本文以常熟市辛庄镇五个典型村庄周边的河道水、鱼塘水、生活污水、畜禽养殖废水及田间水体为研究对象,分析了氮、磷、化学需氧量(CODCr)、重金属Cu、Zn以及δ15N,采用SPSS数据分析软件,研究河水和不同污染源水体的污染特征,解析了河水的污染源。研究结果表明:(1)研究区河水中TN和TP的年平均含量为2.25mg/L和0.5 mg/L,均超过了《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)规定的V类农业用水水质标准2.0 mg/L和0.4mg/L,COD平均含量为35.05 mg/L,超过了Ⅳ类水质标准30 mg/L,NH3-N含量接近Ⅲ类渔业用水水质限制标准1.0 mg/L。河水氮、磷浓度受雨水稀释作用、水生植物吸收作用和人为活动污染排放影响。NO3--N表现为冬季浓度最高,秋春季次之,夏季最小;NH3-N旱季浓度略高于雨季;冬季H2P04--P和TP异常高,雨季各月份H2P04--P和TP的均值没有明显的差异。河水无机氮(NH3-N+NO3--N)浓度为2.03mg/L,H2P04--P为0.29 mg/L时,显著超过了河湖富营养化的营养浓度分别为0.2 mg/L和0.012 mg/L,在温度等其他条件具备时,容易引起水藻大量繁殖。(2)研究区河水氮磷浓度与形态存在明显空间变异性,其主要是污水源不同所致。金荡村、学甸村的河水主要受稻麦轮作农田氮磷流失影响,不同形态氮磷浓度低,NH3-N/N03--N小,H2P04--P占TP比重低。潭荡村河道接纳多个生活污水排放管道排放污水,河水中含有高浓度的NH3-N、H2P04--P,且NH3-N/N03--N大。张港泾村河水中极高无机磷和TP来自围网养殖饵料投入。朱家桥村河道流经农田和居民区,也接纳一些生活污水,但该村河道中水生植物丰富,其对氮、磷的吸收净化作用降低了河水中氮磷浓度。(3)旱季河水的氮磷含量受鱼塘水和生活污水影响比较大。河道水和鱼塘水的N03"-N浓度存在一定的线性正相关关系(r=0.9301*,n=7)。雨季河水总氮含量与降水量的相关系数为0.671,TP含量与田间水TP含量的相关系数为0.848,均在95%水平上显著,表明河水的氮磷含量与降水及田间水关系密切。(4)研究区旱季河水中Cu含量与鱼塘水、畜禽养殖废水和生活污水的Cu含量相关系数分别为0.871、0.764和0.989*, Zn含量与三种污染源水体(鱼塘水、畜禽养殖废水和生活污水)中Zn含量的相关系数分别为0.787*、0.737和0.646,表明旱季河水中Cu含量与生活污水关系最密切,Zn含量与鱼塘水最为密切;雨季,受雨水稀释及与外界水体交换的影响,河水中的Cu、Zn含量均低于旱季,且Cu含量接近与田间水和生活污水,略低与鱼塘水,河水中Zn含量与生活污水的Zn含量相关系数为0.896*,表明生活污水是河水中Zn的主要的来源。河水中的δ15NH3和615N03均为正值,且旱季的615NH3及雨季的δ15NH3和615N03的平均值均超过了2%o。畜禽养殖废水和生活污水在雨季的δ15NH3和δ15N03均比旱季增大很多,而河水δ15N值增幅不大,且雨季降水降水中NH3来源在不同时间有所不同,6月份主要来自化学氮肥的挥发,8月份则主要来自人和动物排泄物中的氨氮挥发,前者影响的雨水δ15NH3为负,后者为正,也影响到河水δ15NH3的值。综合可见,河水的δ15NH3是受生活污水和畜禽养殖废水、田间水体中的化学氮肥综合作用的结果,表明河水主要受三者污染影响显著。
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