芒究水库溶解氧变化规律及影响因素分析

2021-01-27 11:00尹晓琼
环境科学导刊 2021年1期
关键词:水质标准最低值溶解氧

尹晓琼

(云南省生态环境厅驻德宏州生态环境监测站,云南 德宏 678400)

1 芒究水库概况

芒究水库位于东经98°35′48″,北纬24°24′35″,距离芒市中心3.5km。根据《云南省地表水水环境功能区划(2010—2020年)》规定,芒究水库水功能区划为Ⅲ类(饮用二级,农业用水),水库以防洪、灌溉为主,设计灌溉面积2666.67hm2。目前为芒市城区供水备用水源。

2 数据来源

芒究水库溶解氧数据来源于德宏州环境监测站2015—2019年湖库监测报告[1],水样采集方法按照《HJ 494-2009水质 采样技术指导》,水样保存按照《HJ 493-2009水质 样品的保存和管理技术规定》进行。分析方法按照《国家地表水环境质量监测网监测任务作业指导书》要求进行。

3 芒究水库溶解氧变化规律

空气中的分子态氧溶解在水中称为溶解氧[2]。在自然情况下,空气中的含氧量变化不大,所以水温是影响溶解氧的重要因素之一,正常情况下水温越低,水中的溶解氧含量越高。水中溶解氧是衡量水体自净能力的重要指标,水体的溶解氧被消耗,要恢复到初始状态,所需时间越短,说明水体的自净越强。

2015—2019年芒究水库溶解氧数据见图1。从图1可看出,芒究水库溶解氧数据1—12月均呈现M型规律。每年最低值出现在1、2、11、12月,每年7月数据也较低,最高值出现在3、4、9、10月,整个数据折线图呈M字型。

芒究水库2015年溶解氧最大值11.4,出现在9月,最小值6.13,出现在12月;2016年溶解氧最大值10.3,出现在5月,最小值5.8,出现在12月;2017年溶解氧最大值13.3,出现在4月,最小值5.2,出现在12月;2018年溶解氧最大值11.8,出现在5月,最小值5.4,出现在11月;2019年溶解氧最大值11.1,出现在6月,最小值5.92,出现在12月。5a来最低值在12月出现的概率为80%。从当地丰水期、平水期、枯水期来看,溶解氧最低值出现在平水期。根据季节变化来看,溶解氧最低值出现在冬季。

芒究水库2015年有10个月溶解氧满足Ⅰ类水质标准,2个月满足Ⅱ类水质标准;2016年有9个月溶解氧满足Ⅰ类水质标准,1个月满足Ⅱ类水质标准,2个月满足Ⅲ类水质标准;2017年有9个月溶解氧满足Ⅰ类水质标准,2个月满足Ⅱ类水质标准,1个月满足Ⅲ类水质标准;2018年有9个月溶解氧满足Ⅰ类水质标准,3个月满足Ⅲ类水质标准;2019年有9个月溶解氧满足Ⅰ类水质标准,2个月满足Ⅱ类水质标准,1个月满足Ⅲ类水质标准。2015—2019年溶解氧最小值为5.2,利用单因子评价,芒究水库溶解氧满足《云南省地表水水环境功能区划(2010—2020年)》规定的Ⅲ类标准。

4 影响因素

溶解氧的影响因素有曝气作用、光合作用、呼吸作用、废弃物的氧化作用[3]。其中光合作用和呼吸作用都与水中藻类有关。水温是影响藻类繁殖的重要因素,藻类繁殖对水质的透明度也有很大影响。所以结合芒究水库数据情况,本次主要讨论水温、叶绿素、透明度对溶解氧的影响。

(1)水温与溶解氧的关系

2015—2019年芒究水库水温变化见图2。每年水温变化呈现一个峰型,6—7月到达峰顶后又缓慢下降,每年12月—次年2月水温较低,结合图1来看,这三个月也是溶解氧出现最低值的时间,但7月水温没有明显降低,与溶解氧7月份偏低的情况不符合,而且水温最大值出现在6—7月份,与溶解氧最大值出现的时间也不完全符合。说明芒究水库水温较低时,水温与溶解氧是正相关的关系;水温升高时,溶解氧浓度升高,但水温最高时并不是溶解氧最高时。

(2)叶绿素与溶解氧的关系

2015—2019年芒究水库叶绿素变化见图3。2015年、2017年、2018年和2019年叶绿素浓度每个月相差不大。2016年的6月和7月叶绿素有个突变值,其余月份浓度值相差不大。2015—2019年叶绿素年均值分别为0.0012、0.0040、0.0048、0.0057、0.0055mg/L。从年均值来看,叶绿素浓度在慢慢上升。结合图1分析,每年4—11月叶绿素浓度相对较高,溶解氧浓度也相对较高,每年1、2、12月叶绿素浓度相对较低,溶解氧浓度也相对较低。说明芒究水库水中溶解氧主要来自藻类的光合作用。再结合图2看,水温较高的4—11月,叶绿素也较高,说明水温升高,加快藻类繁殖,大量藻类光合作用产生的氧气越多,水库溶解氧也随之升高。

(3)透明度与溶解氧的关系

2015—2019年芒究水库透明度变化见图4。2017年3、4月份透明度70cm,属于突变数据,剔除这两个数据来看,每年透明度变化呈现负峰型,1—5月透明度逐渐降低,6、7月是峰谷,之后缓慢升高。结合图1和图3来看,透明度高的月份,溶解氧较低,叶绿素也较低,透明度较低的月份,溶解氧较高,叶绿素也较高。说明芒究水库透明度和溶解氧成反相关的关系。

5 总结

通过对芒究水库2015—2019年溶解氧数据的分析发现,每年溶解氧数据变化图呈M字型,每年溶解氧最低值都出现在冬季水温较低时,最高值出现在春秋,每年夏季7月份有一个较低值出现。5a来,芒究水库溶解氧满足《云南省地表水水环境功能区划(2010—2020年)》规定的Ⅲ类标准。

进一步分析芒究水库溶解氧与水温、叶绿素、透明度的关系发现,水温升高,空气中氧气在水中的溶解度也升高,此时水中溶解氧也升高,同时也使水中藻类加快繁殖,藻类光合作用产生的氧气使水中溶解氧浓度升高,而藻类的繁殖会使水质透明度降低。

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