前言
东坡湖位于海南大学海甸校区,原为南渡江三角洲之海甸岛形成后遗留下来的一天然湖泊。海南的人文教育历史可上朔至八百年前苏轼儋州办学,海南大学落户现校址后,出于园林美化的理念,保留了这一片绿水,并将其命名为“东坡湖”,以纪念苏氏贬谪海南三年,为琼地文化教育事业做出不可靡灭的贡献之意,亦有借东坡之名,激励一代学子自强之寄望。
曾经的东坡湖,是海甸岛一个不可多得的美丽之湖,岸树岛影,气氛优雅,毗邻海南大学图书馆,引导劝学之意不言而喻。湖边长椅,是清晨读书和晚间情侣幽会的好地方。
然而现在,湖水浑浊不堪,由于水体富营养化,藻类大量繁殖又大量死亡,造成水体中有机物大量增加,湖水颜色成了墨绿色,臭味随风远扬,很显然,其水质已经遭到严重污染。去图书馆的同学们每次经过东坡湖,无不掩鼻匆忙避过的,有风的时候,在图书馆里自习还能闻到臭味。
出于对东坡湖昔日美好的惋惜,以及对其污染程度的探究,我们组决定对东坡湖水的几个基本理化指标进行测定,以分析评价其水质和受污染情况。
1 采样与分析方法
1. 1 采样地点和时间
于2011年5月14日早晨7:40--8:18在东坡湖,确定分布东、南、北的3个不同采样点,在距水面0.5m水域,进行水质现场采样。
1. 2 分析方法
测定分析项目包括温度、盐度、pH值(电位法)、溶解氧(碘量法) 、硫化物(碘量法)、亚硝酸盐(重氮--偶氮法)、活性磷酸盐(磷钼蓝法)。
样品的现场处理及分析测量方法均按《海洋监测规范—海水分析》[1] 中规定的方法进行。
2.测定结果
2. 1 温度、盐度、p H值测定
用盐度计测盐度,电位法测水样的温度和PH值。
实验数据结果见表1。
2. 2 溶解氧测定
碘量法测定。
试验数据及其处理结果见下表(表2)。
注:含氧量的计算
式中:- 硫代硫酸钠标准溶液浓度,0.01摩尔 /升;
V - 滴定时用去硫代硫酸钠溶液的平均体积,单位为毫升;
V1 - 滴定时所用水样的体积,单位为毫升;
f1 - V2/(V2-2),式中V2为水样瓶容积,100毫升,2为固定液的体积。
饱和度的计算
式中: -测得水样的氧含量(mg/L)÷1.429,单位为毫克/升;
-现场水温及盐度条件下,海水中氧的饱和含量,毫克/升,查找文献得,其实验温度和盐度条件下为4.67ml/L。[2]
2. 3 硫化物测定
碘量法测定。
实验数据见表3
注:
式中:V — 滴定时所用水样体积,为50毫升;
— 硫代硫酸钠标准溶液的浓度,为0.01摩尔/升;
V1 — 滴定水样时用去硫代硫酸钠溶液平均的体积,单位为毫升;
V2 — 滴定空白时用去硫代硫酸钠溶液平均的体积,单位为毫升。
2. 4 亚硝酸盐测定
重氮—偶氮法测量。
实验数据结果见表4,并用相对吸光值(Ai-Ao)和色阶浓度(μmol/L)作亚硝酸盐标准曲线。
将测得数据记录于表4中,按下式计算An。
An=-Ao
由An值查工作曲线或按下式计算水样中亚硝酸盐氮的浓度。
=(0.252-0.0009)/0.0576=4.36(μmol/L)
则换算成无机氮含量(以N计)= 4.36×14.0067/1000=0.06107mg/L
式中: cNO2-N - 水样中亚硝酸盐氮的浓度,单位为μmol/L;
An - 水样中亚硝酸盐氮的吸光值;
Aw - 测得水样的吸光值
a - 标准曲线中的截距;
b - 标准曲线中的斜率。
2. 5 活性磷酸盐测定
磷钼蓝法测定。实验数据见表5.
以活性磷酸盐的相对吸光值(Ai-Ao)和色阶浓度(μmol/L)作标准曲线如下。
将测得数据记录于表5中,按下式计算An。
An=-Ao
由An值查工作曲线或按下式计算水样中活性磷酸盐的浓度。
换算成标准单位(以P计)为:15.39×30.97376/1000=0.4767mg/L
式中:
An - 水样中活性磷酸盐的吸光值;
Aw - 测得水样的吸光值
a - 标准曲线中的截距;
b - 标准曲线中的斜率。
2. 6 实验结果综述
2011年5月14日,测得东坡湖水温为29.0℃,盐度为24‰,pH=8.49。其他指标的测定结果见表6。
3 水质分析评价
3. 1 评价标准
根据《海南省海洋功能区划》[3]和《海口市海洋功能区划》,海南大学东坡湖属于II 类功能区范围,因此评价标准采用海水水质标准(GB 3097-1997) [2] 中的II 类海水标准。
实验中测定的各项指标的标准浓度如表7。
3. 2 温度、盐度、p H值
海南大学东坡湖位于亚热带地区,春末早晨湖水温度达29.0℃属于正常现象。[4]盐度为24‰,说明此湖属于半咸水湖,外出口与近海相通,内部有校园生活用淡水注入。pH=8.49,由于晚间水体呼吸作用,消耗氧气,产生大量CO2 ,使得水体的pH总体上变低。随着光照增强,温度升高,水中藻类光合作用增强,pH升高。所以早晨水体pH是一天当中相对较低的时候,因此由早晨水体pH=8.49,接近最大标准值,可得出水体pH总体偏高的结论。
3. 3 溶解氧
东坡湖早晨水含氧量为1.14mg/L,溶解氧严重偏低,由于晚上没有植物的光合作用,就没有主要氧气来源,同时由于水体富营养化,水体中有机物分解消耗大量O2,于是经过一个晚上,水体含氧量大大降低。
3. 4 硫化物
东坡湖水硫化物含量为0.17mg/L,严重超标。由于水体中含有大量有机物,溶解氧偏低,水体更多进行无氧呼吸,产生硫化物,而水体中硫化物几乎不能被利用,导致硫化物严重超标。
3. 5 亚硝酸盐
东坡湖水亚硝酸盐含量为0.06107mg/L,作为无机氮的一个组成部分,并未超出无机氮的含量标准。但是由于实验药品等问题,没有测量水体氨氮等其他形式的氮含量,无法对其进行准确评价。
3. 6 活性磷酸盐
东坡湖水体活性磷酸盐含量为0.4767mg/L,严重超标。藻类大量死亡,其残体细胞自溶产生的大量磷酸盐,以及未经处理的生活废水的排入,是东坡湖水体活性磷酸盐的主要来源。
4 总结
通过对东坡湖水体一系列理化因子测定结果的分析,可以看出东坡湖的水质较差。主要原因有:一是未经处理的生活污水的排入;二是湖边的垃圾在风的作用下飘到湖中,水面可以看到漂浮的塑料袋、饮料瓶等垃圾;三是由于水体富营养化,藻类大量繁殖,又因为溶解氧不足大量死亡,产生大量有机物;四是水体流动性较差,导致其无机盐大量沉积;这四个主要原因造成东坡湖水体污染严重。由于水体中生物的大量死亡,尸体腐烂,放出难闻的臭味,昔日美丽的东坡湖,湖边美景依旧,却已然让我们不敢轻易接近。
东坡湖的污染治理问题已经迫在眉睫,真心希望学校有关部门尽快采取措施,还东坡湖昔日美丽。
参考文献:
[1]国家海洋局. GB17378.4 —1998 海洋监测规范第4 部分:海水分析[S].北京:中国标准出版社,1998.
[2]雷衍之.养殖水环境化学[M]. 北京:中国农业出版社,2010.
[3]海南省海洋功能区划[R].北京:海洋出版社,1992.
[4]李鹏山,林国尧,谢跟踪,李香,张明湖.海口湾近岸海域水质状况分析与评价[J].海南师范大学学报(自然科学版),2010,23(1):108-114.