杭州西湖入湖溪流水质变化及原位监测研究

摘要

本文以杭州西湖水质影响因素的研究为目的，通过室内模拟试验、野外原位监测相结合的研究方法，探讨了入湖溪流水质营养盐的动态变化，评价了茶园地表径流氮磷流失对西湖水质的影响，初步建立了离子交换树脂球在溪流水体监测中的应用。主要研究结果如下:
　　 1)杭州西湖入湖溪流（龙鸿涧、金沙溪、茅家埠溪）水质动态变化及入湖溪流龙鸿涧茶园地表径流氮磷流失研究。结果表明，进入西湖的入湖溪流水，其主要超标因子是总氮，超过(Ⅴ)类水标准限值。三条溪流中以龙泓涧浓度最高，超过标准限值的4倍。入湖溪流中总氮、总磷平均浓度分别为6.01 mg/L、0.07 mg/L，茶园地表径流总氮、总磷平均浓度分别为5.47 mg/L、0.48 mg/L。茶园地表径流氮磷流失分别占进入西湖氮磷量的0.6％和5.2％，对西湖水的氮磷贡献率不高，因此对西湖水质影响较小。通过对茶园地表径流氮磷流失量与气象因子的相关分析发现，茶园地表径流氮磷流失量与降雨量呈显著的正相关，其r值在0.32～0.58之间，与其他气象因子未表现出显著的相关性。
　　 2)室内模拟探讨离子交换树脂球在水质监测中的应用。结果表明，离子交换树脂球在不同转速下对溶液中的离子吸附具有明显的差异。在静置状态时，48h后树脂球才达到完全吸附;当转速为100 r/min状态时，4h后树脂球就已完全吸附溶液中的离子;当转速为250 r/min状态时，则在0.5 h后就达到完全吸附。再生离子交换树脂球对不同离子的回收都在90％以上，具有良好的回收率。
　　 3)离子交换树脂球在西湖溪流中的原位水质监测。结果表明，短期与长期的树脂球累积吸附试验中，龙鸿涧溪流中硝氮的浓度要远远大于氨氮和总磷的浓度。树脂球对三种离子的吸附量（RAQ）与水体离子浓度相一致，表现为溪流水体中离子的浓度高RAQ大，相反，离子的浓度低RAQ小。在长期树脂球累积吸附试验中水体营养盐的RAQ与水体流量存在显著正相关(r=0.59、0.47、0.50)，且NO3--N的RAQ和浓度×流量成显著正相关(r=0.46)，但氨氮和磷与浓度流量未表现出明显的相关性。在短期树脂球吸附试验中，水体营养盐的RAQ除了硝氮与其浓度没有达到显著相关性外，其他离子都与水体离子浓度、水体流速、浓度×流速达到极显著的相关性。影响RAQ大小的因子主要是离子浓度和水体流速，其中水体流速影响更大。因此树脂球在水质监测上的应用不适合于开放复杂的自然水体中尤其是在流速变换较多的水体中，可以在流速稳定水体中应用。

目录

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致谢

摘要

1 绪论

1．1 我国湖泊的现状

1．2 富营养化的定义

1．3 水体富营养化的来源

1．3．1 非点源污染

1．3．2 点源污染

1．3．3 内源污染

1．4 湖泊污染监测方法简介

1．4．1 传统监测方法

1．4．2 水质在线监测系统

1．4．3 水质遥感监测

1．4．4 水环境生物监测

1．5 湖泊富营养化的危害

1．6 湖泊富营养化的防治对策

1．6．1 控制外源性营养物质输入

1．6．2 减少内源性营养物质负荷

2 选题依据和技术路线

2．1 选题依据

2．2 技术路线

3 入湖溪流营养盐动态变化及茶园地表径流氮磷流失动态

3．1 材料与方法

3．1．1 研究区概况

3．1．2 试验设计与方案

3．1．3 样品采集与分析

3．1．4 数据处理及分析

3．2 试验结果与分析

3．2．1 西湖入湖溪流营养盐分析

3．2．2 茶园径流氮磷流失分析

3．3 小结

4 离子交换树脂球在水质监测应用中的探讨

4．1 材料与方法

4．1．1 研究区概况

4．1．2 试验设计

4．1．3 树脂球的前期再生处理与解析方法

4．1．4 样品的测定方法

4．2 试验结果与分析

4．2．1 不同转速下的树脂球吸附结果与分析

4．2．2 再生离子交换树脂球的回收率结果与分析

4．2．3 龙泓涧溪流中氮磷营养盐浓度的动态变化

4．2．4 树脂球吸附溪流氮磷营养盐的动态变化

4．2．5 树脂球在龙泓涧溪流中原位监测试验的影响因子分析

4．3 小结

5 试验结论与创新点

5．1 试验结论

5．2 创新点

参考文献

作者简介