厦门西港营养盐定点监测及水样在线过滤系统的应用

摘要

水体富营养化(eutrophication)是当今威胁近海海洋生态系统最大的环境问题之一,近岸海域的富营养化问题近年来一直受到极大关注。在河口、海湾区等特定的环境条件下,由于受地表径流注入、工业和生活污水排放及海水养殖排污等影响,富营养化问题尤为严重。营养盐浓度是富营养化重要指标之一,因此在河口进行长期的营养盐浓度监测,对了解该水域富营养化的状况、揭示河口富营养化形成机制和特点、提出相应对策和方法、保护该水域的生态环境显得尤为重要。
　　 本课题组在位于福建九龙江河口处采用海水脱硫技术(Seawater Flue GasDesulfurization)的SY燃煤电厂的温排水口海域,进行了长期的营养盐(亚硝酸盐、硝酸盐、铵盐、活性磷酸盐和硅酸盐)及其他相关水质参数的监测。4年(2008年至2011年)的监测数据表明,该区域各年可溶性无机氮的平均浓度和部分月份的活性磷浓度超过国家第四类海水水质标准。使用不同富营养化评价模式对该海域进行富营养化评价,发现该区域存在一定程度的富营养化现象。将某些重要水质参数(如盐度)和营养盐浓度进行统计学分析,发现它们之间存在一定的相关性。
　　 由于营养盐在水体富营养化中扮演了重要的角色,获得水体中营养盐浓度的实时数据显得十分必要。但因为我国地表水浑浊度高、颗粒物含量高、浮游植物多,极大地影响了以分光光度法为基础的测定结果,而一般营养盐的测定方法皆为分光光度法,致使营养盐的在线连续监测难以正常运行。
　　 基于玻璃纤维对小颗粒物的截留、微孔过滤和超声波辅助清洗等方法原理,本课题组设计和制作了带反冲洗自洁功能的三级串联在线过滤系统,将滤网(初级)、超声波作用下装填有玻璃纤维的过滤器(二级)、微孔滤管(三级)串联,对较高浊度的环境水样进行在线过滤。评估了模拟水样和实际水样中浊度的去除效果,证明该系统对浊度有很好的去除。在优化的条件下,原始浊度范围在4～100 NTU的水样经过滤后,浊度均能降至1 NTU以下。以标准方法测定的典型水质指标(亚硝酸盐、硝酸盐、铵盐和活性磷酸盐)的浓度为基准,分析水样经所设计的过滤系统处理后这4种营养盐的回收率。回收率一般在85％～130％之间,说明本系统的使用基本不影响目标物的测定。