湖泊水库

导言分层是基于物质密度的分离和分层—当水被加热时，它的密度会降低，因此当地表水被太阳加热时，这种分层就会出现在我们的供水水库中。这种情况每年都会在一定程度上发生，但在较为温暖的月份会更加明显和持续。虽然这是一种自然现象，但它可能会带来一系列负面影响，我们必须采取措施来避免水质问题。分层水库的一个问题是，沉淀到底部的较冷的水无法循环到表面，因为它实际上被“困”在较暖的水下面。这阻止了水变成含氧的更新，因此降低了溶解氧(DO)的水平。在这种低DO环境中，像锰和铁这样的金属很容易从它们在沉积物中的固态变成溶解态，进入水柱，然后进入处理厂，见图1。有些处理厂有处理溶解金属的设备处理水源水中的溶解金属，但肯定不是全部。如果它们处于溶解状态，会产生显著的味道和气味问题，并在供应系统中氧化，导致水体感观问题分层造成的另一个可能的问题是藻华的形成。温暖的地表水促进了藻类的生长，稳定的环境使藻类聚集在水库的最佳水体区域内并促使`茁壮成长。蓝藻尤其令人担忧，因为它不仅会产生味觉和气味问题，还会产生对人和动物有害的毒素.图1中显示了水库的分层、相对溶解度和金属在缺氧环境中的溶解情况解决这些问题的一个非常有效的方法是使用曝气器，它将水层混合，使整个水柱的温度相近，水变得均匀,含氧量均化。虽然消除了分层的问题，使用曝气混合器费用昂贵和需要高强度维护量，需要分层水质数据的来判断曝气机使用的时间,水层位置和工作模式.水质垂直分析系统(VPS)的应用一个垂直水质分析系统VPS是位于水库表面的固定浮标。如图2所示，浮标上安装了多参数水质测量仪，并定期将其降低到水库通过不同的水层收集多点的数据。采集的数据包括温度、浊度、pH、DO、总藻、蓝绿藻。然后，我们就可以实时查看数据，将其作为一组图表，从上到下监控水库的水质变化趋势.图2中显示垂直水质剖面VPS仪器安装在浮标上，以及EXO主机和传感器水库水质分层的曝气混合在墨尔本的供水系统中，几个主要的饮用水储备水库都有季节性的曝气装置。它们可以防止在夏季发生分层，从而降低由铁和锰引起的脏水事件的风险。近年来，墨尔本水务公司在几个水库里安装了垂直剖面系统(VPS)，增加了详细的实时水质数据.休格洛夫水库是墨尔本最大的水库之一，容量96GL，最大水深75米。从历史数据看，在一年中较温暖的月份里，水库需要定期、持续的机械混合。.来自休格洛夫水库垂直水质剖面(VPS)的数据，形成的模型可以预测水库在不同环境和曝气运行条件下的响应，控制增氧机运行周期和工作模式。完成水库的分层区域充分混合,维持一个间歇运行,节约能源。图3.增氧机稳定运行6个月(当前运行，显示最佳混合) 图4.连续运行曝气器3个月，然后在接下来的3个月以12小时的开关周期运行总结试验期间水库垂直水质剖面VPS的水质数据,有效监控水库水体的水质分层的变化趋势.垂直水质剖面的温度数据指导曝气机间歇操作，充分实现了水体的混合，避免产生水质问题.YSI的水质剖面仪能实现的水体剖面的自动准确定位,完成重现性的水体剖面深度定位的水质参数测量.EXO2的传感器监测水库水体剖面的原位水质数据,充分反映湖泊的水质变化，垂直系统能满足水库（垂直水柱的不同水深）的数据变化的测量的需要,保证饮用水的安全.

邻苯二甲酸二(2-乙基)己酯(即塑化剂DEHP)，这个拗口的化学名称，成为新的食品安全事件主角。在工业用途上，DEHP是塑化剂最主要的一种，被普遍应用于医用血袋和胶管、驱虫剂、化妆品、香味品、润滑剂、润滑油和去污剂等数百种产品的生产中。　　而台湾地区的昱伸香料有限公司却将这种塑化剂掺入乳化剂中，作为食品添加剂出售。一家国内食品乳化剂企业技术人员虽然无法向记者说清楚塑化剂和乳化剂之间的区别，但他诘问：“那是加入塑料中的东西，食品中怎么能有呢?”　　从毒理学上，包括DEHP在内的邻苯二甲酸酯类物质(简称PAEs)又是环境激素的一种，可能对人体的生殖系统、免疫系统、消化系统带来危害，如损害男性生殖能力，促使女性性早熟，可能造成儿童性别错乱，长期大量摄取还可能会导致肝癌。而研究人员测定发现，PAEs早已渗入北京的地面水体与空气之中，部分水体污染严重。这还仅是北京一市的测量结果。　　北京水体已受PAEs严重污染　　6月1日，卫生部将17种PAEs列入可能用于食品的非食用物质“黑名单”。上海天祥质量技术服务有限公司工作人员告诉记者，该机构已接到多家饮料企业自检样品，但送检企业要求将检测的项目集中于7种，而非全部被列入“黑名单”的PAEs物质。　　上海天祥质量技术服务有限公司工作人员告诉记者，并不排除有塑料容器中的PAEs渗入水体，但“渗入的PAEs量与故意作为食品添加剂加入的数量应该有很大差值”。　　北京市疾病预防控制中心邓瑛介绍，据统计，2007年，PAEs全世界年产量已超过200万吨，其中我国的年产量突破100万吨。有研究人员告诉记者，根据已有数据，自然界中的PAEs在全世界分布大致均衡，并无发达国家与发展中国家的巨大差异。　　2010年6月，北京工业大学环境与能源工程学院钟嶷盛、陈莎等人发表了他们的一篇研究成果，他们采样了北京市11个公园湖水水样，“结果发现PAEs普遍比较高，说明北京公园水体受 PAEs的污染比较严重”。　　他们检测出的主要污染物即为DEHP和邻苯二甲酸二丁酯(简称DBP)。　　我国《地表水环境质量标准》规定，集中式生活饮用水地表水源中DEHP限值为8μg/L，DBP为3μg/L，地表水遵照此标准执行。　　钟嶷盛等人的调查结果显示，朝阳公园、玉渊潭公园、莲花池公园、红领巾公园湖水DBP超标2倍，窑洼湖公园和颐和园超标3倍。人定湖和颐和园DEHP超标2倍，窑洼湖公园超标3倍。　　这一研究成果发表在2010年6月的《中国环境监测》杂志上，对于PAEs超标原因，作者认为，自2004年起，北京市区湖泊补水由密云水库改为官厅水库，而官厅水库此前污染严重，一直达不到饮用水标准，再经过沿途的排污污染，到达市区湖泊的水基本是V类或劣V类水，并且公园普遍一年换水一次，流动性差，加上游人丢弃的食品包装盒、塑料袋、饮料瓶等，造成了北京公园水中PAEs污染严重的现象。　　根据公开资料，早在1982年，就有学者对北京市大气、一些湖泊和水库进行了PAEs 测定，结果显示“北京市的大气和水均已受到PAEs的污染。北京市地面水中APEs浓度比其它国家地面水中PAEs的浓度高10倍”。　　根据公开文献，这次调查只是笼统介绍了水样采集自北京市区和郊区公园水、饮用水、水库水、增塑剂生产厂污水等18个地点。　　陕西省环境监测中心站分析测试中心助理工程师马文鹏介绍，大多数的PAEs在水环境中都相对稳定，其降解是一个相当漫长的过程。DBP的半水解期超过了20年，而DEHP则超过2000年。这也就造成钟嶷盛等人的调查发现，北京公园湖泊底泥中的PAEs含量要远远大于水体中的含量。而受到污染的水体远不止相对静止的公园湖水。已有研究成果显示，三峡库区DEHP最高浓度已达到5.421μg/L。而黄河部分河段中DEHP浓度高达109.93μg/L，超出我国《地表水环境质量标准》的13倍。　　无处不在的PAEs　　相比于水体，土壤也是接受污染物的重要自然载体。中国疾病预防控制中心一名研究人员告诉记者，塑料薄膜中的DEHP 具有很强的自由性，可从塑料中渗出进入环境，随着农用塑料薄膜的大量使用，塑料薄膜成为土壤中DEHP的一个主要来源。　　一项对中国23个城市耕地土壤的抽样检测报告显示，DEHP的检出率为100%，含量范围为0.20-7.11 mg/kg。而北方土壤中PAEs的含量高于南方，这与农业地膜的使用呈现相关关系。　　天津市化工设计院王韧韧介绍，PAEs是上世纪20年代引进的，不久便取代了当时被用作增塑剂且气味很大、易发挥的樟脑。目前是增塑剂的主体，占增塑剂总产量的80%。　　在化妆品中，指甲油的PAEs含量最高，不少化妆品中的芳香成分也含有该物质。　　PAEs在化妆品中的主要功效是：使指甲油能降低其脆性而避免碎裂 使发胶在头发表面形成柔韧的膜而避免头发僵硬 使用在皮肤上后，增加皮肤的柔顺感，增加洗涤用品对皮肤的渗透性等。　　王韧韧介绍，目前我国对化妆品中该产品的含量还没有明确的规定，普通消费者很难从商品标注上看到该物质的含量。　　据财新网报道，华南农业大学食品学院柳春红副教授及其同事最近在《食品科学》杂志刊发的一篇论文称，市售方便面和方便米粉存在不同程度的DBP和DEHP污染。　　在一篇公开论文中，王韧韧提醒，平时最好不要用塑料容器泡方便面。　　PAEs污染恐怕还会涉及医疗领域。一名化工行业人员告诉记者，重症监护室中所使用的医疗设备广泛采用了含有DEHP作为添加剂的塑料。　　不过，北京师范大学环境学院副教授史江红告诉记者，DEHP只是几十种环境激素中的一种，“人类和动物身体无时不在向自然界排放激素，因此没有必要夸大自然界中环境激素的不良影响”。　　但史江红也强调，目前，我国仅对环境激素在某些污水处理厂、少数河流中的含量等开展了有限的工作，但是关于河流、湖泊尤其是水源水中的存在的现状和评价仍未全面展开。　　在官方资料中，记者只查阅到江苏省环境监测中心突发性污染事故中危险品档案库中对PAEs的描述：从事酞酸酯类(即PAEs)增塑剂生产的工人，可患有多发性神经炎，大剂量可引起麻醉作用，误服可引起胃肠道刺激，中枢神经系统抑制、麻痹、血压降低等。　　有研究人员称，一些研究结果显示，PAEs有可能对幼儿的生殖系统发育产生影响，主要原因可能为幼儿的新陈代谢能力较差。　　史江红提醒，要注意生活中的细节，“用来装食物的塑料饭盒其实是很不利于健康的”。有专家建议，不要用聚氯乙烯(含有PAEs成分)塑料容器在微波炉中加热食品，正确的做法是把食品移到耐热玻璃器皿或陶瓷器皿中加热。

Hydrolab HL多参数水质分析仪在湖泊中的应用湖泊是重要的国土资源，具有调节河川径流、发展灌溉、提供工业和饮用的水源、繁衍水生生物、沟通航运、改善区域生态环境以及开发矿产等多种功能，在国民经济的发展中发挥着重要作用。同时，湖泊及其流域是人类赖以生存的重要场所，湖泊本身对全球变化响应敏感，在人与自然这一复杂的巨大系统中，湖泊是地球表层系统各圈层相互作用的联结点，是陆地水圈的重要组成部分，与生物圈、大气圈、岩石圈等关系密切，具有调节区域气候、记录区域环境变化、维持区域生态系统平衡和繁衍生物多样性的特殊功能。 监测湖泊水质状况，诸如常规五参数、叶绿素、蓝绿藻、氨氮等，是开展湖泊物理、化学、生物、沉积等研究的重要基础参数至关重要。监测所得数据主要应用于科学研究，对数据质量要求非常高。在进行实地水质调查时，现场环境较为恶劣，因此对仪器的性能稳定性、硬件的抗压性、便携性、防水性都有很高要求。选用OTT全新的Hydrolab HL7多参数水质分析仪，用于现场水质的测量是两全其美之举。 主要仪器包括：Hydrolab HL7主机，手操器（内置气气压检测），主机配备以下传感器：pH、ORP、LDO、电导率、浊度、深度、叶绿素、蓝绿藻、水温。 HL4、HL7主机及手操器 通过在全国各主要流域的重点湖泊及水库进行实地考察、调研及采样并检测。采用OTT Hydrolab HL7在现场实地测量水的常规五参数、叶绿素和蓝绿藻。由于单次野外调查时间跨度长、路途颠簸、采样及现场监测条件有限，需要随时知道仪器状态是否正常，以保证测量结果的准确性。Hydrolab HL7具有自我诊断功能，并在手操器屏幕直接显示电极的健康状态。独有的元数据功能，保证每一次每一个测量参数的准确性。手操器上提供可视化的电极测量结果稳定性指示图标、平均值输出功能，大大降低人为判定稳定终点带来的误差，提高监测效率。可选便携式箱包在颠簸路途中可以提供很好的仪器保护。 对于一些深水湖、库，需要检测不同水深的水质情况，HL系列提供的深度剖面及离线监测模式，有效避免了由于船舶漂移及水流引起的线缆倾斜而带来的深度误差。 HL系列水质分析仪的性能优势 市场独有元数据记录功能，对数据准确性了如指掌 稳定性校核、平均值输出功能，减少环境波动影响模塑机身、钝性钢接头，极大提高仪器的抗摔打性低功耗、超长待机、超大存储，便携使用更有信心简单直观、引导式的校准流程，轻松完成上手操作最高10种参数同时测量和输出，多种参数灵活搭配 中科院某研究所作为国内具有代表性的学术科研机构，对于便携式仪器测量结果准确度、稳定性及机身抗摔打性能均要求非常高。在2019年6-9月全国重点湖库巡回调查过程中，使用OTT Hydrolab HL7便携式多参数水质分析仪，很好的完成了现场水质的监测。客户对于稳定性校核、平均值输出尤其是元数据功能，评价很高，在保证数据质量的前提下，大大节省了单个点位停留时间，Hydrolab HL7对于顺利完成此次全国范围湖库调查工作起到了积极正面的作用。