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Advances in
Environmental Protection
环境保护前沿
, 2014, 4, 60-66
Published Online
D
ecember
2014 in
H
ans
.
http://www.hanspub.org/journal/
aep
http://dx.doi.org/10.12677/
aep
.2014.46B009
60
T
he
C
urrent
S
ituation of the
W
ater
Q
uality
and Its Assessment on Lianhuadang River
System
, Yixing
Wen
Sun
,
Li Feng, Dezhi S
u
n, Liqiu
Zhang
*
Beijing Key
Lab for Source Control Technology of Water Pollution,
Beijing Forestry University, B
eijing
Email:
sunwen_bj fu@163. com
,
*
zhangliq iu@163.co m
Received
:
September 2014
Abstract
Lianhuadang River
System, flowing down with the Wuxi Harbor
River
, is one of the most impo
r-
tant inflow rivers of the West Taihu. Based on the standards of the water environment functional
zoning, its water quality should
meet
the requirement of the Class-III surface water. In April 2014
(average season) and July (abundant season), the field investigation and sampling monitoring
have been performed twice respectively in the Lianhuadang
Ri ver
System. The results show that:
the contamination indexes in the water exceeding the standard of the Class-
III surface water
mainly are the permanganate index, the
to tal
phosphorus
, the total nitrogen, the ammonia nitro-
gen and the chlorophyll A, of which the contamination of the nitrogen and phosphorus exceed
the
standard seriously. Due to the influence of the increasing stream flow in abundant season, the wa-
ter quality in July is slightly better than that in April.
According to the survey, the main pollution
sources in the water are the waste
water of the concentrating livestock and poultry breeding, the
coast
wise rural domestic sewage, and
part of the Agricultural Area Source Pollution
. Adopting the
single factor contamination index method, the WQI method (the comprehensive water quality
ide
ntification index method) and the water self-purification ability evaluation method, the results
of the current situation evaluation for the water environmental quality of the Lianhuadang Water
System show that: most rivers of the Lianhuadang Water System
are polluted seriously; the co
m-
prehensive water quality identification category is ranged from Class
V to
i
nferior class V-
stinking
sewage; the water body has a certain self-purification ability,
and the
cap ac ity
of
sel f-pu rific ati on
varies
in
differe nt
periods
.
Keywords
Water Quality Monitoring
,
Water Quality Evaluation
, Pollution Sources
, Lianhuadang Water
System
*
通讯作者。
宜兴市莲花荡水系水环境质量现状及其水质评价
61
宜兴市莲花荡水系水环境质量现状
及其水质评价
孙
雯，封
莉，孙德智，张立秋
*
北京市水体污染源控制技术重点实验室，北京林业大学，北京
Email: sunwen_bjfu@163.com
,
*
zhangliq iu@163.co m
收稿日期：
2014
年
9
月
摘
要
莲花荡水系下接乌溪港，是西太湖主要入湖河流之一，水环境功能区划要求其水质达到地表水
Ⅲ类。
2014
年
4
月
(
平水期
)
和
7
月
(
丰水期
)
，对莲花荡水系进行了两次现场调研和采样监测，结果表明：水体中超过
Ⅲ类地表水的污染指标主要有高锰酸盐指数、总磷、总氮、氨氮和叶绿素
a
等，其中氮、磷污染超标严
重；受丰水期河水量增加影响，
7
月份河水水质略优于
4
月；调研发现，水体主要的污染源为集中畜禽养
殖废水、沿岸农村散排生活污水和部分农业面源污染。采用单因子污染指数法、综合水质标识指数法和
水体自净能力评价等方法，对莲花荡水系的水环境质量进行了现状评价，结果为：莲花荡水系在平水期
和丰水期分 别为 严重 污染 和重 度污 染； 综合水质标识 类别 介于
Ⅴ类
~
劣Ⅴ
类黑臭水质之间；水 体具 有 一
定的自净能力，且不同时期各河段的自净能力有所不同。
关键词
水质监测，水质评价
，污染源，莲花荡
1.
引言
太湖流域的水网河道密布纵横，受人类活动影响巨大
[1]
，有研究表明环太湖河流的入湖污染物是导
致太湖水质恶化的主要原因
[2]
，掌握入湖水质对太湖的水体污染治理具有重要的意义
[3]
。位于太湖西部
的宜兴地区入太湖水量和入湖污染物通量月占总入湖量的
50% [4]
，其所临的西太湖也是太湖水质最差的
区域之一。本研究对宜兴市流入太湖的莲花荡水系进行了水质监测及评价，为太湖的入湖负荷减排、水
体污染治理提供重要的参考和依据。
2.
研究区域与研究方法
2.1.
研究区域概况
莲花荡位于宜兴市丁蜀镇东部，水域面积约
2 km
2
；莲花荡下接乌溪港，东入太湖，主河总长
5.1 km
，
是太湖西部主要入湖河流之一。莲花荡、乌溪港合称为莲花荡水系，其水功能区划近期、远期要求均为
地表水Ⅲ类。
2.2.
样品采集及监测指标
为监测莲花荡水系在平水期、丰水期的水质情况，
2014
年
4
月初和
7
月初分别对莲花荡进行了水质
宜兴市莲花荡水系水环境质量现状及其水质评价
62
监测。
4
月份监测共设置
9
个采样点，主要包括莲花荡湖区的出入湖口处、乌溪港各支流的入河口处以
及个别点源附近等；
7
月份设
10
个采样点，增设了河水流经的农村居民区的上游点
(9
号点
)
，并将原入太
湖口点
(10
’
号点
)
移至居民区下游点
(
10
号点
)
。因 为
10’
号点处于流量较大的太湖出入口处，该点
4
月
份的
水质监测结果与水系整体差别明显，对监测莲花荡水系贡献甚微，故将其移至处于居民区下游的
10
号点，
进而更准确地监测分析出居民生活污水对莲花荡水系的污染贡献量。各采样点位置的具体空间分布
见图
1
。
主要监测指标包括：
pH
、温度 、溶 解 氧
(DO
)
、高锰酸盐指数
(
COD
Mn
)
、生化需氧量
(
BOD
5
)
、总 氮
(
TN
)
、
氨氮
(NH
3
-N)
、硝氮
(
3
NO
−
-N)
、亚硝氮
(
2
NO
−
-N)
、总磷
(
TP
)
、叶绿素
a
、粪大肠菌群、重金属等。
3.
水质监测结果与分析
3.1.
污染物浓度特征及原因分析
两次监测结果见表
1
。从
4
月份
(
平水期
)
监测结果来看，超过《地表水环境质量标准》
(
GB3838
-
2002
)
[5]
中Ⅲ类地表水的污染指标主要有
COD
Mn
、
NH
3
-N
、
TN
、
TP
和叶绿素
a
，其余
指标
均达地表水Ⅲ类标
准。
7
月份
(
丰水期
)
监测结果中，超过地表水Ⅲ类的指标主要有
DO
、
COD
Mn
、
NH
3
-N
、
TN
、
TP
。
整体看来，莲花荡水系的氮、磷污染较为严重，其中
TN
超过地表Ⅲ类水标准
(
1 mg/L
)
约
4~8
倍。
TN
、
NH
3
-N
、
TP
基本都在
1
号点浓度达到最高，原因是
1
点附近有养猪厂，其向周围水体超标排放养殖废水；
平水期时，
TP
浓度在
10
号点
(
居民区下游
)
比
9
号点
(
居民区上游
)
明显增高。调研发现，沿河而居的农村
居民日常生活依靠乌溪港河水，零散排放生活污水现象严重。平水期时，农村居民生活污水是造成
10
号
点
TP
浓度超标的主要原因；
7
月份叶绿素
a
浓度降低，主要受水量增加影响，此外，第二次采样正处于
蓝藻爆发结束后，相关部门进行了藻类打捞作业。
沿河排放的农田退水含有化肥和农药，造成莲花荡水系整体的氮、磷污染物超标严重。综上所述，
莲花荡水系的主要污染物来源为集中畜禽养殖废水、沿岸农村散排生活污水和部分农业面源污染。
Figure 1 .
The sampling schematic of Lianhuadang River System
图
1.
莲花荡水系采样点布设图
宜兴市莲花荡水系水环境质量现状及其水质评价
63
Table 1.
Water
quality
monitoring results of Lianhuadang River System in
April
and
Jul y
, 2014
表
1.
2014
年
4
月份和
7
月份莲花荡水系的部分水质监测结果
采样点
DO
(m g /L)
COD
Mn
(m g /L)
TN
(m g /L)
NH
3
-N
(m g /L)
3
NO
−
-N
(m g /L)
2
NO
−
-N
(m g /L)
TP
(m g /L)
叶绿素
a
(mg/m³)
4
月
份
/
平
水
期
1
8.21
7.14
8.17
4.1
89
2.559
0.521
1.937
25.20
2
8.90
8.12
6.77
2.4
45
2.948
0.355
0.792
23.19
3
8.67
7.82
6.53
2.0
75
3.033
0.696
0.626
28.05
4
8.97
8.02
6.24
1.7
55
3.129
0.295
0.122
29.61
5
8.42
8.12
6.41
1.88
1
3.107
0.369
0.313
25.46
6
8.46
7.53
5.95
1.4
65
3.229
0.305
0.443
28.06
7
8.29
7.33
6.43
1.78
4
3.140
0.298
0.322
21.75
8
8.17
7.53
6.23
1.79
0
3.118
0.326
0.445
31.54
10’
8.94
6.35
5.24
0.90
0
3.
240
0.224
1.038
21.58
7
月
份
/
丰
水
期
1
5.09
4.51
4.95
1.755
2.748
0.176
0.219
6.05
2
4.30
5.31
4.46
1.288
2.630
0.269
0.238
4.95
3
5.42
4.50
4.92
1.436
3.059
0.175
0.205
2.42
4
4.33
4.32
4.54
1.356
2.700
0.252
0.243
7.75
5
4.61
4.81
4.50
1.299
2.485
0.257
0.236
6.74
6
4.38
6.15
4.60
1.516
2.489
0.226
0.202
5.55
7
4.18
4.52
4.74
1.545
2.400
0.230
0.276
5.39
8
4.12
5.41
4.78
1.448
2.537
0.234
0.263
3.67
9
4.05
5.88
4.74
1.539
2.803
0.233
0.289
7.31
10
4.01
5.97
4.91
1.277
2.626
0.244
0.290
7.21
3.2.
平水期与丰水期的污染物浓度对比
对比平水期和丰水期部分污染物指标浓度
(
图
2)
可知：莲花荡水系的丰水期水质略优于平水期水质，
COD
Mn
在丰水期总体偏低，均达到地表Ⅲ类水，两次浓度变化趋势基本一致；
TN
、
NH
3
-N
都在
1
点
(
养
猪厂附近
)
达到最高，整体受沿路农田退水影响，其他各点浓度变化幅度不大。尤其在丰水期，经充沛的
水量调节，污染物浓度随路径变化的趋势明显减少。但
TN
污染还是很严重，超过Ⅴ类地表水限值
(
2.0 mg/L
)
两倍以上；
TP
浓度丰水期比平水期时总体偏低，且在个别点源污染附近也无明显上升体现，较平水期的
浓度变化趋势基本消失，丰水期的水量对其浓度降低影响很大。
4.
莲花荡水系的综合水质评价
根据平水期和丰水期两次对莲花荡水系的水质监测结果对其进行了三种水质评价工作，包括综合分
类算术平均指数评价法、综合水质标识指数评价法和水体自净能力评价。
4.1.
综合分类算术平均指数
基于单因子污染指数值，采用算术平均值
(
即平均污染指数
P)
对水质现状进行评价。水质污染程度按
以下标准分类：
P ≥ 2.0
，严重污染；
1.0 ≤ P
< 2.0
，重度污染；
0.7 ≤ P
<
1.0
，中度污染；
0.4 ≤ P
<
0.7
，轻
度污染；
0.2 ≤ P
<
0.4
，尚属清洁；
P
< 0.2
，清洁
[6] [
7]
。
宜兴市莲花荡水系水环境质量现状及其水质评价
64
以《地表水环境 质量标准》
(GB3838
-
2002)
Ⅲ类水
体标准
为评价依据，选取
DO
、
COD
Mn
、
BOD
5
、
NH
3
-N
、
TN
、
TP
作为参评因子，计算出单因子污染指数，加和平均计算得出平均污染指数
P
，并进行水
质分类，具体评价结果见表
2
。评价
结果显示：平水期莲花荡平均污染指数
P
值均大于
2
，水质污染程度
为严重污染；丰水期水质有所好转，
P
值为
1
到
2
，为重度污染。
4.2.
综合水质标识指数评价
综合水质标识指数法是在单项水质标识指数法基础上建立起来的水质评价方法，不仅体现了水质类
别、水质综合污染情况，还弥补了单因子污染指数评价法评价指标单一的不足，更有意义的是综合水质
标识指数法还可对劣Ⅴ类水质进行评价，判断其黑臭情况
[8]-[11]
。
综合水质标识指数法是基于单项水质标识指数加和平均而来
[12]
，即：
( )
1
1. 2
1
n
i
i
IXn X
wq
=
=
∑
(1)
式中：
(
X
1.
X
2)
i
为第
i
项单因子水质标识指数。综合水质类别分类标准见表
3
。
综合水质类别按以下标准分类：
1.0 ≤
X
1
.
X
2
≤ 2.0
，Ⅰ类；
2.0 <
X
1
.
X
2
≤ 3.0
，Ⅱ类；
3. 0 <
X
1
.
X
2
≤ 4.0
，
Ⅲ类；
4.0 <
X
1
.
X
2
≤ 5.0
，Ⅳ类；
5.0 <
X
1
.
X
2
≤ 6.0
，Ⅴ类；
6.0 <
X
1
.
X
2
≤ 7.0
，劣
Ⅴ类但不黑臭；
X
1
.
X
2
> 7.0
，
劣Ⅴ类并黑臭。
选取
DO
、
COD
Mn
、
NH
3
-N
、
TN
、
TP
作为参评因子，对莲花荡水系进行综合水质标识指数评价，结
果为：莲花荡水系水质整体较差，丰水期略好于平水期，整体为
Ⅴ
类；平水期大部分水质为劣
Ⅴ类但不
黑臭，但在
1
点、
2
点水质为劣Ⅴ类并黑臭，主要是受养猪厂点源污染影响。评价结果与实际情况基本
相符，具体评价结果可见表
3
。
Figure 2 .
The
comparision of the
contaminant
concentration i n
the
average
and
abundant
season
图
2.
平水期和丰水期部分污染物浓度对比
Table 2.
Part
of
average
contamination
index
of Lianhuadang River System
表
2.
莲花荡水系部分指标的平均污染指数
采样点
1 2 3 4 5 6 7 8 9
10
平水期
P
4.84
3.0
6
2.86
2.14
2.42
2.30
2.3
7
2.4
9 - -
丰水期
P
1.8
3
1.74
1.80
1.59
1.67
1.65
1.73
1.7
0
1.81
1.85
宜兴市莲花荡水系水环境质量现状及其水质评价
65
4.3.
水体自净能力评价
水体的自净能力是指水体受到污染后，经物理、化学、生物等因素作用，污染物的浓度和毒性逐渐
降低，一段时间后，恢复到受污染前状态的自然过程
[13] [
14]
。水体中的氮的形式主要为有机氮和
NH
3
-N
时，水体的自净作用开始；当
3
NO
−
-N
相对含量较高，
NH
3
-N
和
2
NO
−
-N
少时，则水体的自净作用将要完
成；水体中的
2
NO
−
-N
、
3
NO
−
-N
、
NH
3
-N
含量都较高时，说明有污染物进入，因此可根据水中
“
三氮
”
的
相对含量判断其自净状态
[15]
。评价水体自净能力时，引入氧化态氨与还原态氨的比值
K
作为评价参数
(
以
2
NO
−
-N
、
3
NO
−
-N
作为氧化态的氨，
NH
3
-N
为还原态的氮
)
。
K
值越大，则自净能力越强。具体为：
12
NN
K
=
(2)
式中：
N
1
——
氧化态无机氮
(
mg/L
)
；
N
2
——
还原态无机氮
(
mg/L
)
。
莲花荡水系水域较小、流速较慢，同一时期各空间水量变化较小，氮的总含量的变化也不大。根据
平水期和丰水期两次对莲花荡水体的
2
NO
−
-N
、
3
NO
−
-N
、
NH
3
-N
的监测结果，进行水体自净能力评价，具
体结果
见表
4
。
1
号点
K
值均最小，自净能力最差，可见受养猪厂点源污染影响较大，水质较为恶劣；平水期时，
乌溪港
河段
K
值相对较高，体现水体自净能力较强，水质较好；丰水期时，莲花荡湖区
K
值升高，湖区
的自净能力优于平水期，从乌溪港上游
(6
号点
)
开始至乌溪港下游，水体自净能力相对减弱。经综合考虑
分析，产生该现象的可能原因为：乌溪港河流两岸有大量农田，降雨充沛时，农田退水经沟渠、管道直
排入河，另外还有一部分污染物随降雨径流也汇入水体，使得乌溪港下游的水质自净能力降低。
5.
结论
1)
2014
年
4
月
(
平水期
)
和
7
月
(
丰水期
)
对莲花荡水系的两次监测结果表明：水体中超过Ⅲ类地表水的
污染指标主要为
C OD
Mn
、
TP
、
TN
、
NH
3
-N
和叶绿素
a
等，其中氮、磷污染超标严重。主要受水系水量
增加影响，丰水期水质略优于平水期。
2)
莲花荡水系主要的污染源为集中畜禽养殖废水、沿岸农村散排生活污水和部分农业面源污染。
Table
3.
Sys
tem resulting data of Comprehensive Water Quality Identification Index in the Lianhuadang River System
表
3.
莲花荡水系的综合水质标识指数评价结果
采样点
1 2 3 4 5 6 7 8 9
10
平水期
X
1
. X
2
10.6
7.5
7.1
5.8
6 .4
6.3
6.4
6.5
- -
水质类别
劣Ⅴ类
黑臭
劣Ⅴ类
黑臭
劣Ⅴ类
黑臭
Ⅴ类
劣Ⅴ类但
不黑臭
劣Ⅴ类但
不黑臭
劣Ⅴ类但
不黑臭
劣Ⅴ类但
不黑臭
- -
丰水期
X
1
. X
2
5.4
5.4
5.3
5 .4
5.4
5.7
5.7
5.7
5 .9
5.8
水质类别
Ⅴ类
Ⅴ类
Ⅴ类
Ⅴ类
Ⅴ类
Ⅴ类
Ⅴ类
Ⅴ类
Ⅴ类
Ⅴ类
平均值
8
6.45
6.2
5.6
5.9
6
6.05
6.1
- -
Table 4.
The
comparison
of K in
abundant and common water period
表
4
.
平水期与丰水期的
K
值对照表
平
水
期
采样点
1 2 3 4 5 6 7 8 9
10’
K
值
0.74
1.35
1.80
1.95
1.85
2.41
1.93
1.92
-
3.85
丰
水
期
采样点
1 2 3 4 5 6 7 8 9
10
K
值
1.67
2.25
2.25
2.18
2.11
1.79
1.70
1.91
1.97
2.25
宜兴市莲花荡水系水环境质量现状及其水质评价
66
3)
水质评价结果：在平水期和丰水期时，综合分类算术平均指数评价水体整体分别为严重污染和重
度污染；综合水质标识指数评价水质类别介于Ⅴ类至劣Ⅴ类黑臭水质之间；
4)
水体不同时期各河段的自净能力有所不同：
1
号点受养猪厂点源污染影响较大，自净能力最差；
丰水期水体的自净能力优于平水期；丰水期时，受大量农田退水入河影响，乌溪港河段整体自净能力降
低。
基金项目
国家水体污染控制与治理科技重大专项资助项目
(2014ZX07305003)
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