研究简报︱10年间苏州河主要水质指标和耗氧特性的变化
研究历程
从苏州河一期治理开始，我院对苏州河的主要环境问题进行持续关注，并对环境问题产生的机理进行深入研究。研究的内容随着现实问题不断转换，从早期的黑臭问题，到后面溶解氧、氨氮和总磷超标，再到现在富营养化，关注点从常规水质延伸至沉积物环境质量，再扩展到相关生态指标。近10年来，我院先后牵头了上海市科委、生态环境局和水务局有关《苏州河底泥污染评价、疏浚与综合利用研究》《苏州河干流及国考断面地表水环境监测评估》《上海市主要河道环境综合整治评估项目——苏州河干流、黄浦江干流及市级饮用水源地地表水环境评估》《苏州河（真北路～蕰藻浜）底泥疏浚工程底泥检测服务》《苏州河夏季蓝藻聚集成因分析和对策研究》等多项环保科研课题，经过多年跟踪研究，借助监测、试验和数值模拟等多种手段，对苏州河环境质量的变化和水体耗氧特性等方面形成了规律性的认识，为苏州河的治理提供技术支撑。
主要结果
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苏州河水质10年期间持续改善
通过对2009年至2019年期间苏州河常规监测数据进行分析，发现溶解氧、氨氮、五日生化需氧量和总磷均得到有效改善，其中溶解氧的增幅达114.0%，后三者的降幅分别为80.4%、59.8%和60.4%。黄渡、北新泾和浙江路桥断面的溶解氧、氨氮和五日生化需氧量的变化趋势较为相似，从2014年开始三者均呈逐年持续改善的态势，而总磷的改善则滞后两年。
图1 近10年间苏州河不同断面水质变化
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苏州河底泥中污染物含量大幅下降，底栖生物丰度增加
2019年，苏州河中上游河段底泥有机碳含量在2.91g/kg～9.12g/kg之间，氨氮含量在0.013～0.15mg/g之间，而10年前下游河段底泥中有机碳和氨氮分别在2.08～22.95g/kg之间和0.013～0.15mg/g之间，两者的均值分别下降了3.28g/kg和0.433mg/g。2020年，在苏州河真北路桥断面检出了10种底栖生物，比10年前苏州河干流底栖生物检出种类多出1倍。
图2 2009年真北路桥底泥的TOC
图3 2019年真北路桥底泥的TOC
图4 2009年真北路桥底泥的氨氮
图5 2019年真北路桥底泥的氨氮
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苏州河水体耗氧速率有效降低，其中上覆水对耗氧量的贡献逐渐凸显
2018年，对苏州河上、中、下游断面底泥的耗氧速率（SOD）进行了测定，其含量均低于1.00 gO2/(m2·d)，SOD均值比10年前下降了90%左右。同期，对徐汇区蒲汇塘河道水体的耗氧量也进行了同步研究，苏州河的SOD远低于蒲汇塘，并且苏州河底泥对水体综合耗氧量的贡献低于上覆水，而蒲汇塘的情况却与此相反。
图6 苏州河和蒲汇塘各断面上覆水和底泥耗氧占比
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苏州河氮耗氧和碳耗氧同步进行，前者对总耗氧量的贡献大于后者
在苏州河北新泾断面，碳耗氧和氮耗氧的过程同步持续进行。在溶解氧含量超过2.0mg/L的条件下，河水可在5天内完成硝化反应，溶解态含氮污染物基本全部以硝酸根的形式存在；河水硫化物含量较低，其氧化过程发生的时间晚于碳耗氧和氮耗氧。氮耗氧量最高，碳耗氧量次之，硫耗氧量最小，三者在总耗氧量中的占比分别为59.9%、37.8%和2.3%。
图7 耗氧试验过程中各耗氧物质浓度的变化
图8 耗氧试验过程中各物质的耗氧量
供稿人：孙远军
责任编辑：综合信息部
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