水源生态净化系统水质季节性净化效果及生态健康评价

来源 :江苏大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:heyouzhang035
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以人工湿地为核心的水源生态净化系统逐渐成为微污染水源水预处理的热点之一,由于其独特的半自然半人工条件,它的净化效果与影响因素不同于一般预处理工艺。受上游进水及系统关键组成要素季节性变化影响,探究水源生态净化系统内不同处理单元水质季节性净化效果,并对该系统目前的水质和沉积物进行生态健康评价,可以给水源生态净化系统的运行与管理提供理论指导,同时这也对水源水质安全提供了保障。主要研究结论如下:(1)水源生态净化系统上游水质季节性变化及特征水源生态净化系统上游河流水温四季分明,夏季DO浓度最低(2.2 mg/L),即水体自净能力最差,水质最差;暴雨径流导致夏季浊度波动较大(30~120NTU);上游河流四季总氮(TN)超标严重,其中夏季水体中DO、总磷(TP)和高锰酸盐指数也超过Ⅲ类水质标准;上游水体中FI指数为1.55~1.72,BIX指数为0.82~0.97,HIX指数为1.20~5.10,春季,秋季和冬季为生物内源占主导,夏季腐殖化程度最高;PARAFAC模型将溶解性有机物(DOM)光谱分为富里酸,色氨酸和胡敏酸三个组分,其中富里酸占比最大;上游三条河流在同一时间空间差异性较小。(2)水源生态净化系统不同处理单元水质季节性净化效果不同季节DO浓度经过YLH生态净化系统都有显著提升;春、夏季进水DO最低,低至2 mg/L,经过沉水植物区之后得到一定的改善;春、夏季YLH水体浊度明显下降,主要是预处理单元的沉淀吸附作用;TN浓度常年不达标,基本在Ⅳ类~劣Ⅴ类水质之间,加上系统内高的TP浓度(0.06~0.32 mg/L)和现有的静态水体的条件,是产生系统内藻类爆发等生态问题的主要诱因;不同季节氮在YLH系统内均有一定的去除效果,其中氨氮去除差异性明显,且主要是预处理区和挺水植物区的作用;高锰酸盐指数夏季超标,各系统去除效果不稳定;水体中FI指数为1.56~1.72,BIX指数为0.84~0.95,HIX指数为1.20~4.20,表明DOM主要来自水体中自身的微生物贡献,自生源特征明显;DOM可分成四种组分,分别是陆生腐殖质,富里酸,色氨酸和胡敏酸,胡敏酸是冬季沉积物被人为扰动产生的。(3)水源生态净化系统生态健康评价通过综合状态指数评价,不同季节YLH进水水质均介于轻度污染和中度污染之间,水质随着各单元净化后逐渐变好,出水水质基本在轻度污染水平;YLH表层沉积物总氮、总磷、有机质含量范围分别为156.43~1130.00 mg/kg、615.23~1580.66 mg/kg、5.00%~49.04%;预处理区S1和挺水植物区S2营养盐污染最严重,深度净化区S6污染程度最低;沉积物中重金属总量的浓度按从大到小的顺序排序为Fe>Mn>Zn>Cu>Ni>Cd,不同区域重金属浓度从大到小的顺序是S1>S2>S3>S5>S4>S6;建议对S1和S2两个单元开展清淤工作。
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