水體氨氮污染 分析研究 環(huán)境工程專業(yè)

摘要隨著社會和經(jīng)濟(jì)快速的發(fā)展，在消耗物質(zhì)造就城市繁榮背后，因社會整體環(huán)保意識淡薄，城市污水承接、處理配套系統(tǒng)不完善，使得大量廢污水直接排入周邊環(huán)境水體。廢污水中高濃度的有機(jī)物由于微生物的新陳代謝等活動而被分解,使得水中的溶解氧量不斷減少,導(dǎo)致水體質(zhì)量變差。當(dāng)水體長期處于缺氧和厭氧環(huán)境時，水中有機(jī)物則會因為水體厭氧菌的作用而不斷分解，并由此產(chǎn)生HS等大量惡臭氣體；同時水體部分金屬元素會在缺氧環(huán)境中轉(zhuǎn)化成黑色物質(zhì)，最終形成黑黑臭水體體。黑黑臭水體體給附近居民帶來感官不適，還可能因蚊蠅滋生給附近居民身體健康帶來隱患。所以，分析和研究反映城市黑黑臭水體體關(guān)鍵因素和指標(biāo)，對城市黑黑臭水體體的治理和消除意義重大。本文闡述了目前國內(nèi)黑黑臭水體體研究和評價現(xiàn)狀，并開展有關(guān)試驗。本實驗以黃埔區(qū)四條被列進(jìn)197黑黑臭水體體名單的河涌為研究對象，并使用納氏試劑測量黑臭水體中氨氮具體含量，進(jìn)而判斷水體污染程度；探究黑黑臭水體體與水體氨氮污染之間的關(guān)聯(lián)；尋找水體黑臭產(chǎn)生根源，為城市黑黑臭水體體治理提供依據(jù)。通過取樣測定，發(fā)現(xiàn)四條黑黑臭水體體的氨氮含量都較高，細(xì)陂河、三戽涌、文涌、牛屎圳的氨氮濃度分別達(dá)到了10.1946mg/L、13.5502mg/L、7.6218mg/L、13.7816mg/L。通過數(shù)據(jù)分析、查閱文獻(xiàn)資料，本研究得出結(jié)論：黑黑臭水體體的氨氮濃度普遍高于地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)氨氮項目V類水標(biāo)準(zhǔn)限值，環(huán)境水體黑臭伴隨著氨氮污染，建議將氨氮作為治理黑臭的主要控制指標(biāo)。關(guān)鍵詞：環(huán)境水體氨氮黑臭污染AnalysisofAmmoniaNitrogenPollutioninsomeBlackandOdorousWaterBodiesinGuangzhouAbstract:Withtherapiddevelopmentofsocietyandeconomyandthecontinuousgrowthofpopulation,behindtheprosperityofthecitycausedbytheconsumptionofmaterials,alargenumberofwastewaterisdirectlydischargedintothesurroundingenvironmentwaterwithouteffectivetreatmentbecauseofthegeneralweakawarenessofenvironmentalprotectionandtheimperfectsupportingsystemofurbansewagetreatment.Thehighconcentrationoforganicmatterinwastewaterwillbeconsumedbythebiochemicaleffectofmicroorganisms.Dissolvedoxygen(DO)inwaterleadstothedeteriorationofwaterenvironmentquality.Whenthewaterbodyisinanoxicandanaerobicenvironmentforalongtime,organicmatterwillreleaseammonia,hydrogensulfideandotherodorousgasesunderthedecompositionoffacultativeanaerobicbacteriaandanaerobicbacteria,andemitodor.Atthesametime,somemetalelementsinthewaterbodywilltransformintoblacksubstancesinanoxicenvironment,andeventuallyformlargeandsmallblackodorouswaterbody.Blackodorouswaterbringssensorydiscomforttonearbyresidents,butitmayalsobringhiddendangerstothehealthofresidentsneartheblackodorouswaterduetothebreedingofmosquitoesandflies.Therefore,theanalysisandstudyofkeyfactorsandindicatorsreflectingurbanblackandodorouswaterisofgreatsignificancetothetreatmentandeliminationofurbanblackandodorouswater.Inthispaper,thecurrentsituationofresearchandevaluationofblackandodorouswaterbodyinChinaisdescribed,andrelevantexperimentsarecarriedout.Inthisexperiment,fourriversinHuangpuDistrictwhichwerelistedin197blackodorouswaterbodyweretakenasresearchobjects.ThecontentofammonianitrogeninwaterbodywasdetectedbyNesslerreagentspectrophotometry,andthepollutionsituationwasanalyzed.Therelationshipbetweenblackodorouswaterbodyandammonianitrogenpollutioninwaterbodieswasexplored.Thecauseofblackodorouswaterbodywasfound,whichprovidedthebasisforthetreatmentandeliminationofurbanblackodorouswaterbody.Throughsamplinganddetermination,itisfoundthattheammonianitrogencontentinfourblackodorouswaterbodiesisgenerallyhigh.TheammonianitrogenconcentrationinXibeiRiver,SanhuRiver,WenRiverandNiushiChannelreaches10.1946mg/L,13.5502mg/L,7.6218mg/Land13.7816mg/L,respectively.Throughdataanalysisandliteraturereview,thisstudydrawsthefollowingconclusion:theconcentrationofammonianitrogeninblackandodorouswaterisgenerallyhigherthanthestandardlimitofV-typewaterinsurfacewaterenvironmentalqualitystandard.Theammonianitrogenpollutionisfollowedbyblackodorouswaterbody.Itissuggestedthatammonianitrogenshouldbeusedasthemaincontrolindexforcontrollingblackandodorouswaterbody.Keywords:EnvironmentalwaterAmmonianitrogenBlackandodorousPollution目錄TOC\o"1-3"\u1前言 .344918.32833.3水質(zhì)評價方法《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定了水質(zhì)需要控制的極限，并根據(jù)這些極限將地表水分為Ⅰ-Ⅴ類，但此分類僅適用于國內(nèi)環(huán)境。其具體極限值如下表7所示：表7地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)氨氮項目標(biāo)準(zhǔn)限值Ⅰ類Ⅱ類Ⅲ類Ⅳ類Ⅴ類氨氮限值（mg/L）1.52.03.4氨氮污染狀況分析根據(jù)《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》以及《城市黑黑臭水體體整治工作指南》對上述四條河流測得的氨氮含量進(jìn)行評價分析,判定各河流氨氮指標(biāo)的水質(zhì)類別、判別其黑臭的程度，結(jié)果如表8所示。表8水質(zhì)類別及黑臭程度河涌濃度（mg/L）平均濃度（mg/L）水質(zhì)類別黑臭程度細(xì)陂河8.486210.1946劣Ⅴ類輕度黑臭9.017113.0805三戽涌15.081613.5502劣Ⅴ類輕度黑臭14.918310.6507文涌7.95537.6218劣Ⅴ類不黑不臭7.40407.5061牛屎圳11.671613.7816劣Ⅴ類輕度黑臭11.344918.3283綜上，根據(jù)《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》，以上四條黑臭河涌的氨氮含量均超過標(biāo)準(zhǔn)中V類標(biāo)準(zhǔn)限值，河涌水質(zhì)均為劣V類，水質(zhì)狀況為重度污染。其中，牛屎圳的氨氮污染最為嚴(yán)重，達(dá)到13.7816mg/L；其次分別為三戽涌（13.5502mg/L）、細(xì)陂河（10.1946mg/L），這三條河涌均達(dá)到輕度黑臭級別。文涌的氨氮濃度為7.6218mg/L,接近輕度黑臭級別，其污染程度相對于另外三條來說相對較低。通過城市黑臭水體的《工作指南》可知，目前廣州市城市黑臭水體現(xiàn)狀與城建部報道結(jié)果大體一致。3.5討論隨廢污水匯入環(huán)境水體的高濃度氨氮在水中微生物的亞硝化、硝化作用下,會大量消耗水中溶解氧,進(jìn)而導(dǎo)致黑臭現(xiàn)象的產(chǎn)生。根據(jù)珠江流域近10年水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示,珠江流域水體污染類型主要以氮磷營養(yǎng)鹽、耗氧有機(jī)物為主,其中氨氮負(fù)荷超標(biāo)最嚴(yán)重(劉曉丹,2018)。其中，硝酸和亞硝酸菌將氨元素分別轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽和硝酸鹽，該生化過程依賴于大量溶解氧的參與。由于氨氮大量耗氧而使水體長期處于缺氧和厭氧環(huán)境時,水中有機(jī)物則會由于厭氧細(xì)菌的分解作用，產(chǎn)生HS、NH3等大量散發(fā)著臭味的氣體;同時水體部分金屬元素會在缺氧環(huán)境中轉(zhuǎn)化成黑色物質(zhì),使得河涌水體呈現(xiàn)黑色,最終水體形成黑臭這種極端現(xiàn)象。在水環(huán)境下，氨態(tài)氮是最主要的一種形態(tài)，是水污染和富營養(yǎng)化下產(chǎn)生的重度污染物（羅智文等，2009）。無機(jī)氮元素在水體中有多種存在形式，包括氨態(tài)氮、硝態(tài)氮，其中氨氮為主要存在形式。由于大量藻類的堆積，使得水體不再透明，光線穿透性大幅度降低，這十分不利于水下植物的光合作用。另一方面，藻類死后的尸體進(jìn)行分解，使水體變臭并且大量耗氧。因此，高濃度的氨氮能夠通過促進(jìn)水體中藻類的生長，致使水體溶解氧降低，誘發(fā)黑臭現(xiàn)象的產(chǎn)生。通常情況下，氨氣會在厭氧細(xì)菌以及酶的作用下產(chǎn)生，并逐步把有機(jī)氮化合物中的氮轉(zhuǎn)化為以氨氮的形式。丁琦等(2012)對校園湖水體的致臭物質(zhì)進(jìn)行定性分析,得出了從水體中逸出的惡臭氣體主要是NH3和H2S的結(jié)論,其產(chǎn)生途徑主要為有機(jī)物的厭氧分解作用以及腐殖酸和富里酸的水解過程。由于氨氣極易溶于水，水體中有機(jī)物、腐殖質(zhì)等物質(zhì)在適宜的條件下，經(jīng)過微生物以及水解酶的作用而產(chǎn)生的氨氣又會部分溶于水中,使水體中的氨氮含量也相應(yīng)地升高。經(jīng)過上述產(chǎn)氨過程以及溶解過程，水體中的含氮有機(jī)物依次轉(zhuǎn)化成為氨氣、水體中的氨氮，因此河流惡臭氣味的產(chǎn)生往往伴隨著水體中高濃度的氨氮含量。產(chǎn)生氨氣的化學(xué)式：HCOOC(NH2)HCH2SH+2H2O→CH3COOH+HCOOH+NH3+H2S氨氣溶于水以及電離的化學(xué)式：NH3+H2O?NH3?H2ONH3?H2O?NH4+OH-通過實地考察可知，文涌、牛屎圳、細(xì)陂河和三戽涌這四條河流均位于居民生活區(qū)，附近有較多的居民住宅、餐飲店鋪、超市、學(xué)校等，其涉及的污染源主要為生活污染源。通過對河流進(jìn)行污染點(diǎn)源調(diào)查、面源調(diào)查、內(nèi)源調(diào)查，發(fā)現(xiàn)具體污染源包括各類入河排口、果園農(nóng)田、河岸垃圾雜物以及河道水體垃圾等。其中的污染物質(zhì)隨雨水、風(fēng)力作用進(jìn)入水體，造成水體氨氮及有機(jī)物等負(fù)荷過高、耗氧量增大，水體發(fā)黑發(fā)臭并進(jìn)一步惡化。因此，進(jìn)行排污口規(guī)范整治、加強(qiáng)周邊環(huán)境管理對于控制氨氮污染、治理水體黑臭具有重要意義。4結(jié)論（1）根據(jù)水樣檢測結(jié)果，細(xì)陂河、三戽涌、文涌、牛屎圳的氨氮濃度分別達(dá)到了10.1946mg/L、13.5502mg/L、7.6218mg/L、13.7816mg/L。這四條黑臭河涌的氨氮濃度均高于《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中氨氮項目V類水標(biāo)準(zhǔn)限值（2mg/L）。由此得知，黑黑臭水體體的氨氮濃度較高，環(huán)境水體黑臭現(xiàn)象伴隨著氨氮污染。（2）水體中氨氮來源廣泛，且其含量高、耗氧量大，易導(dǎo)致溶解氧量常年過低而造成黑臭現(xiàn)象，建議將氨氮作為治理黑臭的主要控制指標(biāo)。參考文獻(xiàn)陳修碩,張明輝,夏麗佳等.城市黑黑臭水體體來源與治理措施探究[J].環(huán)境保護(hù)與循環(huán)濟(jì),2017,37(07):41-43+49.丁華.黑臭河道的形成及治理技術(shù)的探討[J].工程技術(shù)研究，2017，(06)：91-92.丁琦，湯利華，謝丹.校園湖水體黑臭產(chǎn)生機(jī)制的研究[J].工業(yè)用水與廢水，2012，43(03)：28-30+43.方宇翹，張國瑩，裘祖楠.蘇州河水的黑臭現(xiàn)象研究[J].上海環(huán)境科學(xué)，1993，(12)：21-26+54.高強(qiáng).珠三角感潮河網(wǎng)水體黑臭評價方法初探[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2011，(16)：200-202.國家環(huán)境保護(hù)總局.GB3838-2002，地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)[S].環(huán)境保護(hù)部.HJ535-2009，水質(zhì).氨氮的