玉溪市北城镇大营村“涩水”水质监测与评价*

倪艺婷，罗 东，白箫闻，邢雅婷，解佳睿，李 松**

(1.玉溪师范学院 化学生物与环境学院，云南 玉溪 653100；2.玉溪师院附属中学，云南 玉溪 653100)

水是生命之源。地表水资源是经济社会可持续发展不可缺少的重要资源。随着人民生活质量显著提高，地表水水资源管理和水污染防治是关乎人民生活和社会可持续发展的重要保障。付莉等[1]采用内梅罗指数和Daniel趋势分析法对2013—2018年长沙市全年水质监测数据进行分析，表明2013—2018年湘江长沙饮用水保护区的高锰酸指数具有显著的改善趋势，长沙市应用水总体安全；丁刚益等[2]采用Mann-Kendall 趋势检验法对云南省昭通市境内22个水质监测站点2011—2016年的水质监测数据进行分析，表明全市地表水水质有变差的趋势，须采取水资源保护措施；秦琴[3]以贵阳市乌当区百宜镇罗光村居民分散式供水水源作为研究对象，进行常规理化分析后，结果表明所有样品的氟化物、硝酸盐氮、铁等指标含量均低于《生活饮用水卫生标准》(GB5749—2006)规定的限值，但是，枯水期浑浊度超标明显，这与分散式供水的形式有密不可分的联系；戴天娇[4]利用皇岛桃林口水库2008—2017年十年间的实测数据，对6项指标采用水质综合污染指数法进行水质评价，结果表明水库水源站和出库站的水质状况均为轻污染，TP、CODMn和BOD5等3种水质指标对桃林口水库水质的影响较大。在云南省玉溪市红塔区北城镇大营村有一口水井，由于水质特别，口感酸涩，被称之为“龙门灵液”，也被人们亲切地称为“涩水”。当地居民每年春季有饮用“涩水”的习惯。为了探究分散式供水的“涩水”的饮用安全性，本文采用《GB/T 3838—2002地表水环境质量标准》[5]对大营村饮用季“涩水”的pH、溶解氧、化学需氧量、五日化学需氧量、高锰酸盐指数、氨氮、总氮和总磷进行监测，采用水质综合指数评价法进行水质评价，对“涩水”的水质进行安全状态评价，有助于分析“涩水”作为水源地的安全状况，为管理部门提供决策依据，推动饮用水源保护工作。

1 实验部分

1.1 实验仪器与试剂

可见分光光度计(722S上海菁华科技有限公司)，紫外可见分光光度计(T6新世纪)，高压蒸汽灭菌锅(金坛市环保仪器厂)和实验室常用仪器。

硫酸银(Ag2SO4，AR)，硫酸(H2SO4，ρ=1.84 g/mL，AR)，重铬酸钾(K2Cr2O7，AR)，硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O，AR]，七水合硫酸亚铁(FeSO4·7H2O，AR)，氢氧化钠(NaOH，AR)，草酸钠(Na2C2O4，AR)，高锰酸钾(KMnO4，AR)，抗坏血酸(C6H8O6，AR)，钼酸铵[(NH4)6Mo7O24·4H2O，AR]，硝酸(HNO3，ρ=1.4 g/mL，GR)，超纯水：电阻率≥18.25 MΩ·cm。

1.2 样品的采集和保存方法

采样点：云南省玉溪市红塔区北城街道大营社区“涩水”井。

采样依据《GB/T 5750.2—2006 生活饮用水标准检验方法 水样的采集与保存》[6]中不同指标的水样在饮用季节按月采集后保存检测。编号见表1。

表1 采样时间及编号

1.3 实验步骤

1.3.1 水样常规指标的测定方法

本文采集大营村饮用季的“涩水”进行8项指标的检测和分析，具体检测方法如表2所示。

表2 实验分析项目及方法

1.3.2 水质综合指数评价法

依据《城市地表水环境质量排名技术规定(试行)》计算。参与计算的指标为pH、溶解氧、高锰酸盐指数、化学需氧量、五日生化需氧量、总磷、总氮、氨氮。计算时，用各单项指标的浓度值除以该指标对应的《地表水环境质量标准》(GB3838—2002)[5]Ⅲ类标准限值(表3)，计算单项指标的水质指数，各单项指数加和即为水质综合指数。方法如下：

表3 地表水环境质量标准基本项目标准限值 mg/L

式中：C(i)为第i个水质指标的浓度值；CS(i)为第i个水质指标地表水Ⅲ类标准限值；CWQI(i)为第i个水质指标的水质指数。

2)水质综合指数：

式中：CWQI网为河流水质指数；CWQI(i)为第i个水质指标的水质指数；n为水质指标个数。

2 结果与分析

2.1 水质指标测定值及水质类别

pH、溶解氧、化学需氧量、五日化学需氧量、高锰酸盐指数、氨氮、总氮和总磷的测定值及其单项指标水质类别见表4、表5。根据《地表水环境质量标准》和《地表水环境质量评价办法》可以看出，饮用季(三月)的溶解氧指标为Ⅳ类，略高于四月、五月和六月的Ⅴ类，为轻度污染，是“涩水”的主要污染指标。三月因水温低，导致水中微生物分解有机物缓慢，消耗的氧分少，溶解氧高。结合四月、五月和六月溶解氧的测定值可以看出“涩水”主要污染物为有机物。当水体中受到有机物污染，耗氧严重，溶解氧得不到及时补充，水体中的厌氧菌很快繁殖，有机物因腐败而使水体变黑、发臭。因而溶解氧值越低，水质污染严重，水体的有机物、还原性物质的量较高[15]。饮用季的“涩水”化学需氧量、高锰酸盐指数、五日化学需氧量和总磷指标为Ⅰ类，水质状况优。与沙海飞等[16]通过对南京江心洲街道的多条河流的溶解氧及化学需氧量、高锰酸盐指数进行监测后表明，一般溶解氧高的水体水质相对好，化学需氧量和高锰酸盐指数低的结论符合。饮用季总氮指标为Ⅲ类，水质良好，符合饮用水源地要求，可能与水中有机物分解后有关；氨氮指标在饮用季主要为Ⅱ类水质，水质状况优。

表4 pH、溶解氧、化学需氧量、五日生化需氧量测定值及其水质类别

表5 高锰酸盐指数、氨氮、总氮、总磷测定值及其水质类别

2.2 水质综合指数评价法结果

采用水质综合指数评价法对饮用季的“涩水”进行评价，评价结果见表6。“涩水”饮用季三月份水质综合指数为3.26。随着水温升高，微生物的作用及村民饮用旺季，水源补充不及，各水质单项指标有所升高，使四月份水质综合指数升高为4.32。五月份因进入雨季初期，对“涉水”水源有一定补充，故五月份水质综合指数有所回落。六月份因雨水带入周边环境的污染物，同时水温升高，进入饮用季的末期，水质综合指数再次升高为4.00。

表6 饮用季8项单项指数及水质综合指数

3 结论

通过对玉溪红塔区北城镇大营“涩水”的饮用季水质进行pH、溶解氧、化学需氧量、五日化学需氧量、高锰酸盐指数、氨氮、总氮和总磷的监测，结合《GB/T 3838-2002 地表水环境质量标准》进行各指标的分析，采用水质综合指数评价法对饮用季的“涩水”进行评价。结果表明“涩水”在饮用季的的水质为Ⅳ类和Ⅴ类，主要污染物为有机物。随着水温升高，雨季带来水源补充的同时伴随周边环境污染物的进入，也进一步影响了“涩水”水质的变化。尤其是化学需氧量和高锰酸盐指数在五月份和六月份的雨季到来后，水质的无机和有机还原性物质有所稀释。杨斌等[17]收集整理铜陵市环境监测站2017—2018年地表水质量数据，对化学需氧量、高锰酸盐指数和五日生化需氧量进行相关性分析，结果表明在春夏两季三者之间的相关性较高。此结果与本次春夏监测结果吻合，可利用单一指标去预测或估算其他指标，用于对监测数据的预判和数据合理性的审核。这为进一步保护和开发“涩水”提供数据支撑。通过水质综合指数评价法对水质进行量化分析，“涩水”在饮用季的水质综合指数变化趋于稳定，联合各项指标分析，影响其水质的因素较单一，主要是溶解氧，即有机物污染。结合“涩水”水源地水温变化规律和周边农田及生活污染物环境的因素，“涩水”的污染物随雨季冲刷后带入水源的可能性极大，这也是后续管理和防治的依据。本文通过监测分析掌握了玉溪市北城镇大营“涩水”的水质状况，明确了主要污染物，为“涩水”的保护和开发提供基础依据。