涪江流域遂宁段总氮时空分布特征及趋势分析
　第８期  收稿日期：２０１９－０２－１３
作者简介：蔡斌琴（１９６８—），女，四川遂宁人，大学专科，环境监测工程师，主要从事环境监测与分析。
涪江流域遂宁段总氮时空分布特征及趋势分析
蔡斌琴，杨永安，张海柱，许肖云，蒋红斌
（遂宁市环境监测中心站，四川遂宁　６２９０００）
摘要：根据涪江流域遂宁段４个断面总氮的监测数据，研究了总氮浓度的时空变化特征，并借助Ｓｐｅａｒｍａｎ秩相关系数研究了４个断面总
氮的变化趋势。结果发现４个断面总氮浓度随时间的变化趋势整体上是一致的，呈“Ｗ”型，其原因可能与气温、降水量有关；香－桂段对涪江流域遂宁段总氮浓度贡献最大，高达９２．１％，这与流程距离、农村面源污染程度以及支流水质状况有关，同时也说明了涪江流经遂宁市主城区后水质没有受到严重污染；涪江流域遂宁段总氮呈上升趋势，变化明显，其中桂花和香山断面总氮有所上升、米家桥和老池断面总氮呈下降趋势。关键词：总氮；时空分布；变化趋势；涪江中图分类号：Ｘ３６    　文献标识码：Ａ    文章编号：１００８－０２１Ｘ（２０１９）０８－０２１９－０３
Ｓｐａｔｉｏ－ｔｅｍｐｏｒａｌＤｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄＴｒｅｎｄ
ＣｈａｎｇｅｏｎＴｏｔａｌＮｉｔｒｏｇｅｎｉｎＳｕｉｎｉｎｇＳｅｃｔｉｏｎｏｆＦｕｊｉａｎｇＲｉｖｅｒ
ＣａｉＢｉｎｑｉｎ，ＹａｎｇＹｏｎｇａｎ，ＺｈａｎｇＨａｉｚｈｕ，ＸｕＸｉａｏｙｕｎ，ＪｉａｎｇＨｏｎｇｂｉｎ
（ＳｕｉｎｉｎｇＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＭｏｎｉｔｏｒｉｎｇＣｅｎｔｅｒＳｔａｔｉｏｎ，Ｓｕｉｎｉｎｇ　６２９０００，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｓｐａｔｉｏ－ｔｅｍｐｏｒａｌｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｏｔａｌｎｉｔｒｏｇｅｎｗｅｒｅｒｅｓｅａｒｃｈｅｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｄａｔａｏｆｆｏｕｒｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ
ｓｅｃｔｉｏｎｓｉｎＳｕｉｎｉｎｇｓｅｃｔｉｏｎｏｆＦｕｊｉａｎｇｒｉｖｅｒ，ａｎｄｔｈｅｔｒｅｎｄｃｈａｎｇｅｏｆｔｏｔａｌｎｉｔｒｏｇｅｎｏｎｔｈｅｆｏｕｒｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｓｅｃｔｉｏｎｓｗａｓａｎａｌｙｚｅｄｂｙＳｐｅａｒｍａｎｒａｎｋｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｃ
ｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｏｖｅｒａｌｌｔｒｅｎｄｏｎｔｏｔａｌｎｉｔｒｏｇｅｎｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｆｏｕｒｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｓｅｃｔｉｏｎｓｏｖｅｒｔｉｍｅｗａｓｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔ，ｔｈｅｃｈａｎｇｅｔｒｅｎｄｓｈｏｗｅｄａ＂Ｗ＂ｓｈａｐｅ．Ｔｈｅｒｅａｓｏｎｓｍａｙｂｅｒｅｌａｔｅｄｔｏｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ．ＴｈｅｍｏｓｔｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎｔｏｔｈｅｔｏｔａｌｎｉｔｒｏｇｅｎｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｉｎｓｕｉｎｉｎｇｓｅｃｔｉｏｎｏｆｆｕｊｉａｎｇｒｉｖｅｒｗａｓｆｒｏｍＸｉａｎｇ－Ｇｕｉｓｅｃｔｉｏｎ，ｔｈｅｒａｔｉｏｗａｓ９２．１％．Ｔｈｅｆｌｏｗｉｎｇｄｉｓｔａｎｃｅ，ｔｈｅｎｏｎ－ｐｏｉｎｔｓｏｕｒｃｅｐｏｌｌｕｔｉｏｎｄｅｇｒｅｅｉｎｒｕｒａｌａｒｅａｓａｎｄｔｈｅｗａｔｅｒｑｕａｌｉｔｙｏｆｔｒｉｂｕｔａｒｉｅｓｗｅｒｅｒｅｌａｔｅｄ．ＴｈｅｐｏｌｌｕｔｅｄｄｅｇｒｅｅｏｆＦｕｊｉａｎｇｒｉｖｅｒｗａｓｎｏｔｃｈａｎｇｅｄｏｂｖｉｏｕｓｌｙａｆｔｅｒｂｅｉｎｇｆｌｏｗｅｄｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｍａｉｎｄｉｓｔｒｉｃｔｓｏｆＳｕｉｎｉｎｇｗａｓａｌｓｏｉｌｌｕｓｔｒａｔｅｄ．ＴｈｅｔｒｅｎｄｃｈａｎｇｅｏｆｔｏｔａｌｎｉｔｒｏｇｅｎｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｉｎＳｕｉｎｉｎｇＳｅｃｔｉｏｎｏｆＦｕｊｉａｎｇＲｉｖｅｒｗａｓｕｐｗａｒｄｏｂｖｉｏｕｓｌｙ，ｔｈｅｔｏｔａｌｎｉｔｒｏｇｅｎｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｔｒｅａｄｏｎＧｕｉｈｕａａｎｄＸｉａｎｇｓｈａｎｓｅｃｔｉｏｎｓｗｅｒｅｕｐ，ｂｕｔｔｈｏｓｅｏｆＭｉｊｉａｎｑｉａｏａｎｄＬａｏｓｈｉｓｅｃｔｉｏｎｓｗｅｒｅｄｏｗｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：
ｔｏｔａｌｎｉｔｒｏｇｅｎ；ｓｐａｔｉｏ－ｔｅｍｐｏｒａｌｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ；ｔｒｅｎｄ；Ｆｕｊｉａｎｇ  探索与实践水环境中主要污染物排放总量控制，我国已走过数１０年的发展历程，目前已逐步形成约束化、量化管理的总量控制体系。在总量控制制度的推动下，化学需氧量和氨氮排
放总量大幅下降，水环境质量指标明显改善［
１］
。但作为水生物生长的必要元素－氮，通过大量生活污水、农田排水或含氮工业废水排入水体，使水中有机氮和各种无机氮化物含量增加，生物和微生物的大量繁殖，消耗水中溶解氧，使水体质量恶化。湖泊、水库中含有超标的氮、磷类物质时，造成浮游植物繁殖旺
盛，出现富营养化状态［２］
，故总氮是衡量水质的重要指标之一［３］，加之大量农耕化肥碳铵、尿素及农家肥的使用，沉积残留的氮元素随地表径流进入水体，导致水体富营养化，甚至水体污染异臭，出现赤潮现象。因此本文研究了涪江流域遂宁境内总氮的时空分布及时间变化趋势，为及时掌握涪江流域遂宁段水污染动态奠定了基础，为有效控制总氮的排放，改善该涪江流域遂宁段水质质量提供了有力的技术依据。
１　研究方法
１．１　研究区域概况
涪江，发源于四川省松潘县与平武县之间的岷山主峰雪宝顶，是长江支流嘉陵江的右岸最大支流。涪江流经四川省绵阳市、遂宁市、重庆市等区域，在重庆市合川区汇入嘉陵江。涪江
作为遂宁境内最大的河流，由北而东南纵贯全市，境内全长１
７１ｋｍ，流域面积５１１５．０５ｋｍ２，多年平均径流量５５０ｍ３／ｓ［４］
，占涪
江流域面积的１
４％。１．２　水样采集和监测方法
为研究涪江流域遂宁段水质中总氮的时间和空间分布特
征，每月月初选取了涪江干流的香山（入境断面）、桂花、米家桥（２个控制断面）和老池（出境断面）作为研究点，具体点位详见图１。为了便于比较，根据监测断面位置，把涪江流域遂宁段分成３段，
即香山－桂花（香－桂）段、桂花－米家桥（桂－米）段、米家桥－老池（米－老）
段。
图１　涪江遂宁段水系图
Ｆｉｇ．１　ＴｈｅｄｒａｉｎａｇｅｍａｐｏｆＳｕｉｎｉｎｇｓｅｃｔｉｏｎｏｆＦｕｊｉａｎｇｒｉｖｅｒ水样采集时，在河道中央处采集水样１个，并加硫酸，使ｐＨ值≤２［３］
。采样结束后，立即对样品进行分析处理。氮素分析
·
９１２·蔡斌琴，等：涪江流域遂宁段总氮时空分布特征及趋势分析
山　东　化　工
指标为总氮，采用碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法测定，分析时均采取分析空白样，平行双样和加标回收样的质控措施，分析结果为扣除空白后平行样的均值。
涪１．３　评价方法
采用Ｓｐｅａｒｍａｎ秩相关系数（γ
ｓ）分析水质变化趋势［５－６］
。式中：γｓ－秩相关系数；ｄｉ－变量Ｘｉ与Ｙｉ的差值；Ｘｉ－周期１到周期ｎ按浓度值从小到大排列的序号；Ｙｉ－按时间排列的序号。
将秩相关系数γｓ的绝对值同Ｓｐｅａｒｍａｎ秩相关系数统计表的临界值Ｗｐ进行比较。本文采用置信度在９５％的临界值Ｗｐ，ｎ为１２时，Ｗｐ取０．５０６。
当｜γｓ｜＞Ｗ则表明变化趋势有显著意义；如果γｓ是负值，则表明在评价时段内有关统计量指标变化呈下降趋势或好转趋势；
如果γｓ为正值，则表明在评价时段内有关统计量指标变化呈上升趋势或加重趋势；
当｜γｓ｜≤Ｗｐ
则表明变化趋势没有显著意义，说明在评价时段内水质变化稳定或平稳。
２　结果与讨论
２．１　监测结果
涪江干流遂宁段２０１８年度总氮变化情况，如图２所示。从
整体上分析，
４个监测断面总氮的变化趋势基本一致，呈现出先下降后升高再下降的趋势，即“Ｗ”型，其原因可能是年初因降水量较少和气温较低，水流量较少，水力交换和自净能力较弱，总氮浓度相对较高，随着气温的升高和降水量增加，水力交换和自净能力逐步增加，动植物活动增强，消耗氮素的量增加，监测结果显示总氮浓度在逐渐下降。但随着雨季的到来，强降水导致农耕化肥随地表径流进入水体，致使总氮浓度显著升高，遂宁市属于亚热带湿润季风气候，降水主要集中在５～９月（见
图３
），该时段的降水量占全年降水量的９０％以上。随着降雨量减少，总氮浓度开始下降，逐步达到平稳状态［７］
，特别是气温进一步降低，水力交换和自净能力逐步减弱，动植物活动降低，
总氮的浓度开始逐渐升高。
图２　涪江干流遂宁段总氮变化情况Ｆｉｇ．２　ＴｈｅｃｈａｎｇｅｏｆＴＮｏｆＦｕｊｉａｎｇｒｉｖｅｒｉｎＳｕｉｎｉｎ
ｇ
图３　遂宁市近８年来降雨量随时间变化趋势
Ｆｉｇ．３　ＴｅｎｄｅｎｃｙｏｆａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎｗｉｔｈｔｉｍｅｉｎＳｕｉｎｉｎｇｉｎｒｅｃｅｎｔｅｉｇｈｔｙｅａｒｓ
为了更直观地反映出大气降水对涪江流域遂宁段总氮浓度的影响，研究了涪江流域干流总氮在枯水期、丰水期、平水期
的变化趋势。据报告［８］
，四川一般１－４月及１２月为枯水期、６－１０月为丰水期、５月及１１月为平水期。如图４所示，４个监测断面在平水期时的总氮浓度显著低于枯水期和丰水期，这与图２
中呈现出的两个波谷情况是一致的。
图４　涪江干流遂宁段枯、丰、平水期总氮变化
Ｆｉｇ．４　ＴｅｎｄｅｎｃｙｏｆｔｏｔａｌｎｉｔｒｏｇｅｎｉｎＳｕｉｎｉｎｇｓｅｃｔｉｏｎ
ｏｆＦｕｊｉａｎｇＲｉｖｅｒｄｕｒｉｎｇｄｒｙ，ｒｉｃｈａｎｄｎｏｒｍａｌｐｅｒｉｏｄｓ
  就４个断面的监测结果分析，整体上香山入境断面总氮浓度最低，在１．４６～２．６３ｍｇ／Ｌ范围内波动；其月均值（１．８０ｍｇ／Ｌ）比出境断面老池（２．１８ｍｇ／Ｌ）低１７．４％，说明涪江干流的总氮在遂宁境内没有受到严重污染。就分段具体分析来看，对总氮贡献量最大的是香－桂段，总氮浓度上升了０．３５ｍｇ／Ｌ，占整个上升幅度为９２．１％，其原因可能是：一是香－桂段流程较长，该段流程长约９０ｋｍ，占涪江流域遂宁段的５２．６％；二是香－桂段流经了农业大县－射洪县，大量农药化肥施用和畜禽养殖对水体中总氮的浓度影响显著，据统计射洪县规模化畜禽养殖有２９８家；三是涪江流域香－桂段分别有梓江、荅江和芝溪河汇入涪江，其中２０１８年荅江和芝溪河水质类别分别为Ⅲ类和劣Ⅴ
类，尽管荅江水质达标，但其总氮浓度年均值为３．８８ｍｇ／Ｌ，且
分别流经同为农业为主的大英县和蓬溪县，规模化畜禽养殖分
别１７６家和１９０家。而桂－米段和米－老段总氮浓度共上升了
０．０３ｍｇ／Ｌ，这说明了涪江干流水质总氮受遂宁市城区城市生活污水排放和工业园区工业废水排放影响不大。２．２　涪江流域干流水质秩相关性分析为了进一步考察涪江干流遂宁段总氮的变化趋势，
采用Ｓｐｅａｒｍａｎ秩相关系数法对４个断面２０１８年总氮的监测结果定量分析，结果见表１。表１　涪江流域干流水质秩相关性Ｔａｂｌｅ１　ＴｈｅＳｐｅａｒｍａｎｒａｎｋｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｏｆＦｕｊｉａｎｇｒｉｖｅｒｉｎＳｕｉｎｉｎｇ点位香山桂花米家桥老池月均值
秩相关系数（γｓ）０．０７０．４７－０．０１－０．２６０．８０·
０２２·ＳＨＡＮＤＯＮＧＣＨＥＭＩＣＡＬＩＮＤＵＳＴＲＹ            ２０１９年第４８卷
　第８期
  Ｓｐｅａｒｍａｎ秩相关系数γｓ计算结果表明，涪江干流４个监测断面总氮月均值的γｓ为０．８，表明整个水质总氮呈上升趋势，变化明显；其中米家桥和老池断面总氮呈下降趋势，但变化不显著，即水质有所改善；香山断面总氮有所上升，但变化都不显著；而桂花断面受荅江流域的影响总氮有上升趋势，但不明显，这可能与荅江和芝溪河支流水质较差以及面源污染密切相关。３　结论
（１）本文通过分析２０１８年涪江流域遂宁段４个断面的总氮监测结果，研究发现４个断面整体上随时间的变化趋势是一致的，呈“Ｗ”型变化，其原因可能与气温、降水量等因素有关。
（２）通过分段分析发现，香－桂段对涪江流域遂宁段总氮浓度贡献最大，高达９２．１％，这与流程
距离、农村面源污染程度以及支流水质状况有关，同时也说明了涪江干流流经遂宁市主城区后水质没有受到严重污染，市城区生活污水、工业园区排放的废水对总氮浓度影响不大。
（３）通过Ｓｐｅａｒｍａｎ秩相关系数分析，涪江流域遂宁段总氮呈上升趋势，变化明显；米家桥和老池断面总氮呈下降趋势、香山断面总氮有所上升，但变化均不显著。
参考文献
［１］陈　佳，黄冠中，卢瑛莹，等．总氮、总磷总量减排可行性及对策
研究－以浙江省为例［Ｊ］．四川环境，２０１５，３４（４）：１６０－１６４．［２］许肖云，张凯，杨永安，等．浅析涪江流域遂宁段氨氮和总氮的相关性［Ｊ］．四川环境，２０１７，３６（１）：６４－６７．
［３］国家环境保护总局．水和废水监测分析方法（增补版）［Ｍ］．４版．北京：中国环境科学出版社，２００２
［４］《中国河湖大典》纂委员会．中国河湖大典－长江卷（上）［Ｍ］．北京：中国水利水电出版社，２０１０：１．
［５］万　黎，毛炳启．Ｓｐｅａｒｍａｎ秩相关系数的批量计算［Ｊ］．环境保护科学，２００８，３４（５）：５３－５５．
［６］梁长 ，李　新，冉　霞．基于时空分布的阳澄湖营养化进程及其趋势［Ｊ］．暨南大学学报（自然科学与医学版），２０１５，３６（６）：４４３－４４７．
［７］闫　瑞，闫胜军，赵富才，等．黄土丘陵区岔口小流域暴雨条件下氮素随地表径流迁移特征［Ｊ］．水土保持学报，２０１４，２８（５）：８２－８６．
［８］安栋平．四川省调整电网丰枯峰谷电价［Ｎ］．中国电力报，２０１７－１２－０６．
（本文文献格式：蔡斌琴，杨永安，张海柱，等．涪江流域遂宁段总氮时空分布特征及趋势分析［Ｊ］．山东化工，２０１９，４８（０８）：２１９－２２１．
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（上接第２０８页）
足够的安全知识是保证人身安全的首要条件。化学化工相关专业研究生在进行工作时，只有具备足够的安全知识，才能从根本上避免危险的发生，才能真正的做到不伤害自己和不伤害别人。
２　安全意识培养
良好的实验习惯关系到实验工作过程中的每一个细节，能够有利于杜绝安全事故的发生。而养成良好的安全意识，这有助于化学化工相关专业研究生在工作中能够注意到细小的环节和事物。
比如，在进入实验室开展实验时，就必须要穿戴好防护服、护目镜、防护口罩和手套等防护装备，以防实验开展过程中强腐蚀性物质接触到皮肤，或是其他有毒物质飞溅到皮肤上或眼中。
除了个人防护外，其他实验习惯也属于安全意识养成范围。例如，在利用油浴加热进行高温实验时，一定要确保热电偶浸入到导热油中。若热电偶曝露在空气中，则油浴会一直加热，易发生危险。除此之外，高温实验必须要有专人进行看守，确保油浴温度和反应体系的平稳。再比如，在实验结束后提高后续处理的安全意识，确保每一个细节够进行处理，不忽视任何一个细小的安全隐患。离开实验室后，若无人继续实验，要养成查看其它人反应状况的习惯，并进行断水断电，防止在无人的情况下，实验室发生其它危险。
良好的安全意识，有助于化学化工相关专业研究生在工作和学习中将良好的实验习惯变成肌肉记忆，能够在很大程度上防止安全事故的发生。
３　处理事故能力训练
在具备了足够的安全知识和养成了良好的安全意识之余，化学化工相关专业研究生还必须要具备处理安全事故的能力。因为，即便在做好了所有的安全防护措施下，依然会有少量的安全事故发生。有时，也会由于其他人的疏忽或是设备的老化而导致安全事故发生。因此，化学化工相关专业的研究必须要具备临时处理事故的能力，而且学校也需要重视这方面能力的培养。
在化学化工实验中，较为常见的安全事故便是火灾，因此学校首先要培养学生进行小型火患处理的能力。第一，必须要让学生了解实验室灭火器、灭火毯和沙筒的摆放位置，而且需要训练研究生学会使用这些灭火设备；第二，需要培养研究生处理火灾的知识，比如活性物质起火不能用水灭火，而应该用灭火沙进行处理；第三，研究生还需要掌握基本逃生技能，在发生了他们不能处理的火灾，需要知道如何保护好自己，从现场逃生，比如掩住口鼻以防吸入毒气，弯腰前行以避开浓烟等技能。
事故处理能力对化学化工相关专业研究生相当重要，可以有效减缓事故发生后的人员伤亡和财务损失，学校需要组织集体培训和学习。
４　结论
本文主要介绍了安全知识普及、安全意识培养和处理事故能力训练三方面内容在化学化工相关专业研究
生安全教育中的重要性。安全知识普及是首要条件，保证学生能够了解所有可能造成安全隐患的事物；安全意识的养成是确保安全知识应用的助力，良好的安全意识有助于学生事无巨细地排除安全隐患；处理事故的能力是保证人身和财产安全的后盾，在事故发生后，良好的处理事故能力可帮助学生保证自身和他人的安全，减缓损失。
参考文献
［１］冯寿淳．化学化工实验室安全管理与安全教育［Ｊ］．实验室科学，２０１４，１７（３）：１９６－１９８．
［２］朱　斌，刘　林，傅天华，等．在化学教育过程中加强安全教育的意义［Ｊ］．广东化工，２０１６，４３（１）：１６０－１６１．［３］陈丽会，田荣强，张建民．有机化学实验教学中的安全教育［Ｊ］．广州化工，２０１８（４）：１６３－１６４．
［４］韩玉德．新时期高校化学实验室安全管理探析［Ｊ］．实验室研究与探索，２０１８，３７（５）：３１０－３１４．
［５］牛丽红，郭英姿．基础化学实验教学中安全管理实践及思考［Ｊ］．实验技术与管理，２０１８，３５（０５）：２５９－２６１，２６８．［６］张文国．探究危险化学品企业安全培训教育［Ｊ］．化工管理，２０１８（２０）：８５－８６．
［７］邓　留，张　翼，罗一鸣，等．化学实验安全教育和管理教育改革的尝试［Ｊ］．西南师范大学学报（自然科学版），２０１４（９）：１９５－１９９．
［８］谭大志，郭青青，蔡靖雯，等．安全教育的探索与实践［Ｊ］．化工高等教育，２０１５，３２（１）：７１－７３．
（本文文献格式：王凯悌．化学化工相关专业研究生安全教育探讨［Ｊ］．山东化工，２０１９，４８（０８）：２０８，２２１．）
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