京杭大运河江苏段氨氮浓度时空变化研究

汪晓燕， 钟 声

(1.江苏省环境监测中心，江苏南京 210036； 2.江苏省苏力环境科技有限责任公司，江苏南京 210036)

京杭大运河江苏段氨氮浓度时空变化研究

汪晓燕1, 2， 钟 声1*

(1.江苏省环境监测中心，江苏南京 210036； 2.江苏省苏力环境科技有限责任公司，江苏南京 210036)

摘要[目的]进一步掌握京杭大运河江苏段的水质现状和污染来源，从而制定合理的整治措施保护京杭大运河的水环境。[方法]以7个位于京杭大运河江苏段上下游断面的水质自动站的1年监测数据为基础，分析比较了氨氮浓度时空变化特征。[结果]京杭大运河江苏段2014年水体氨氮浓度在0.07～4.02 mg/L之间变化，且由上游至下游水体中氨氮浓度基本呈逐渐上升趋势；上游徐州蔺家坝断面氨氮浓度最高值出现在7月，其余6个断面氨氮浓度最高值出现在枯水期；同一季节不同断面氨氮浓度之间存在显著性差异，尤其是无锡五牧断面氨氮浓度最高。[结论]该研究可为客观评价、合理开发、充分利用和保护该地区流域的地表水环境提供一定科学依据。

关键词京杭大运河江苏段；氨氮；时空变化；显著性差异

已有2 000多年历史的京杭大运河北起北京，南至杭州，全长1 700多km，跨越四省二市，沟通钱塘江、长江、淮河、黄河、海河水系，是非常重要的水上交通通道，也是南水北调的主干线，更是途经城市的重要饮用水源地。如今，随着现代经济的高速发展、城市化和工业化进程的加快，工业污染物的大量排放、农药化肥无节制使用，水土大面积流失，降雨冲刷地表污染物流入河流，同时航运产生的污染物对整个大运河产生了严重污染。世界卫生组织统计，全球80%的疾病以及1/3以上的死亡直接来源于不清洁的饮用水[1-3]。

目前，相当一部分研究[4-9]通过水质监测数据和评价分析结果，尝试更好地了解京杭大运河水质现状、掌握水质变化规律和污染来源，从而制定合理的整治措施，保护京杭大运河的水环境。但这些研究都仅限于京杭大运河在某个市范围的污染情况分析，并没有从较大区域对京杭大运河进行水质分析。同时有研究指出，相比硝氮，附着藻类更易于吸收利用氨氮[10]；水华微囊藻在以氨氮为氮源时比以硝氮为氮源时具有更高的生长以及光合能力[11]。由此可见水质中氨氮含量对藻类水生植物影响的重要性。鉴于此，该研究选取位于京杭大运河江苏段上下游断面7个水质自动站1年的监测数据，分析比较氨氮浓度时空变化情况，旨在为客观评价、合理开发、充分利用和保护该地区流域的地表水环境提供一定科学依据。

1材料与方法

1.1监测地点该研究数据来源于位于京杭大运河江苏段上下游断面的7个水质自动站，依次为蔺家坝、马陵翻、五叉河口、王家桥、连江桥下、五牧和望亭水质自动站。其中，蔺家坝水质自动站位于京杭大运河的徐州境内，117.172 9° E，34.401° N；马陵翻水质自动站位于京杭大运河的宿迁境内，118.311 1° E，33.941 7° N；五叉河口水质自动站位于京杭大运河的淮安境内，118.928 4° E，33.571 5° N；王家桥水质自动站位于京杭大运河的镇江境内，119.571 4 °E，32.07 61° N；连江桥下水质自动站位于京杭大运河的常州境内，119.880 6° E，31.820 8° N；五牧水质自动站位于京杭大运河的无锡境内，120.148 6° E，31.671 1° N；望亭水质自动站位于京杭大运河的苏州境内，120.427 5° E，31.451 9° N。

1.2监测项目与时间监测项目为水体中氨氮。监测时间范围为2014年1～12月，其中1和3月是枯水期，5和11月为平水期，7和9月为丰水期；3～5月为春季，6～8月为夏季，9～11月为秋季，1、2和12月为冬季。

1.3监测方法水质自动站在线监测分析仪器性能指标如下：氨氮量程为0～10 mg/L、测试原理为氨气敏电极法、准确度为3%FS(FS为满量程)、精密度为3%FS、分辨率为0.01～1.00 mg/L。7个水质自动站皆为每隔4 h采样监测。

1.4分析方法采用spss18.0软件进行单因素方差分析。由于该次试验数据结果为方差非齐性，故选用Tamhane’s T2进行显著性检验。

2结果与分析

2.1水体氨氮的时空变化分析由图1可知，京杭大运河江苏段2014年水体氨氮浓度在0.07～4.02 mg/L之间变化。除蔺家坝水质自动站外，其余6个水质自动站监测到的氨氮浓度最高值均出现在枯水期，最低值均出现在丰水期。而上游蔺家坝水质自动站监测出氨氮浓度最高值出现在7月，这可能是由于夏季雨量频繁期，徐州农业面源污染较重，在京杭大运河周围农田灌溉的肥料随着大雨冲入河流，导致水体氨氮浓度升高。

从空间变化上看，由上游至下游沿水流方向水体中氨氮浓度基本呈逐渐上升趋势，7个水质自动站在一年中的浓度平均值依次为0.31、0.22、0.21、0.51、0.82、2.00和1.10 mg/L。且京杭大运河苏南段水体氨氮浓度高于苏北段水体氨氮浓度，尤以无锡五牧水质自动站监测出的氨氮浓度最高。这可能是由于苏南地区化工厂较多，比起苏北，京杭大运河苏南段受到工业点源污染较为严重。

2.2不同断面水体氨氮差异性分析根据图2可知，同一季节中，位于京杭大运河江苏段上下游不同断面的7个水质自动站监测出的氨氮含量存在显著性差异。春季，马陵翻水质自动站断面的氨氮浓度显著性低于其他断面，五牧水质自动站断面的氨氮浓度显著性高于其他断面，且苏南断面的氨氮浓度显著性高于苏北断面；夏季，马陵翻和五叉河口水质自动站断面的氨氮浓度显著性低于其他断面，五牧和望亭水质自动站断面的氨氮浓度则显著性高于其他断面；秋季，氨氮浓度最低的断面是五叉河口水质自动站，氨氮浓度最高的断面是五牧和望亭水质自动站；冬季，氨氮浓度最低的断面是蔺家坝、马陵翻和五叉河口水质自动站，氨氮浓度最高的是五牧水质自动站。4个季节中，五牧水质自动站的氨氮浓度都显著性高于其他断面，这可能是由于周围所建工厂较多，导致工业点源污染严重。相比之下，京杭大运河苏北段的水质较好。

3结论

(1)京杭大运河江苏段2014年水体氨氮浓度在0.07～4.02 mg/L之间变化，且由上游至下游水体中氨氮浓度基本呈逐渐上升趋势。

(2)由于夏季雨量频繁期，徐州农业面源污染较重，在京杭大运河周围农田灌溉的肥料随着大雨冲入河流，因此上游蔺家坝水质自动站氨氮浓度最高值出现在7月，而其余6个水质自动站的氨氮浓度最高值均出现在枯水期。

(3)同一季节中，位于京杭大运河江苏段上下游不同断面的7个水质自动站监测出的氨氮含量存在显著性差异。

(4)京杭大运河苏南段水体氨氮浓度高于苏北段水体氨氮浓度，尤以无锡五牧水质自动站监测出的氨氮浓度最高，无锡工业污染较重。

参考文献

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中图分类号S181.3;X522

文献标识码A

文章编号0517-6611(2015)30-201-02

基金项目太湖水污染治理专项资金(第八期)综合类科研课题(TH2014401)。

作者简介汪晓燕(1988- )，女，安徽滁州人，助理工程师，硕士，从事湿地生态学研究。*通讯作者，工程师，硕士，从事环境监测研究。

收稿日期2015-09-11

Study on the Temporal and Spatial Variations of NH3-N at the Section of Jiangsu Province of the Beijing-Hangzhou Grand Canal

WANG Xiao-yan1, 2, ZHONG Sheng1*(1.Jiangsu Provincial Environmental Monitoring Center, Nanjing, Jiangsu 210036; 2.Jiangsu Provincial Suli Environmental Technology Company, Nanjing, Jiangsu 210036)

Abstract[Objective] In order to further study the water quality and pollution source at the section of Jiangsu Province of the Beijing-Hangzhou Grand Canal, and make reasonable rectification measures to protect water environment of the Canal.[Method] Based on one-year monitoring data from 7 automatic monitoring stations which were located in the upstream and downstream sections of Jiangsu Province of the Canal, the temporal and spatial variations of NH3-N were analyzed and compared.[Result] NH3-N concentration changed from 0.07 to 4.02 mg/L in 2014 at the section of Jiangsu Province of the Beijing-Hangzhou Grand Canal.From upstream to downstream, NH3-N concentration was gradually increasing.NH3-N maximum at Xuzhou Linjiaba section was in July, while others were in dry season.At the same season, NH3-N concentrations at different sections were significantly different, and NH3-N concentration at Wuxi Wumu section was especially highest.[Conclusion] The research could provide certain science basis for objectively evaluating, reasonably developing, sufficiently using and protecting surface water environment in the region.

Key wordsThe section of Jiangsu Province of the Beijing-Hangzhou Grand Canal; NH3-N; Temporal and spatial variation; Significant difference