餐厨行为对排水片区末端污水中δ34S的影响研究

本研究针对研究区域内不同用水行为下及排水片区末端的污水中δ34S的变化规律开展了实验研究。

3.2.1补充实验

从图5可知，除夜间部分时段外，排水片区末端污水中δ34S在全监测周期中均高于自来水本底水平。基于δ34S研究结果的异常性，进行了补充实验监测及分析工作。基于不同用水行为对硫稳定同位素的影响实验结果可知，洗漱行为及餐厨行为整体致使δ34S的上升，考虑到异常现象整体处于白天时段，因此重点研究餐厨行为与排水片区末端污水的δ34S指标关联性，并增加了各用水行为下水质监测点的密度，以确保验证结果的高度代表性。

于7:30-22:00时段内对1号餐厅、2号餐厅及排水片区末端M点位每间隔30 min持续进行瞬时样提取，同时对洗漱行为、淋浴行为、舆洗室行为及餐具清洗行为下的污水在7:30-22:00期间内相应的优势时段内同步进行样品采集。此外，对自来水本底水质进行同步监测。

实验与设计实验两者间隔27天，其不同用水行为下及排水片区末端污水中的δ34S监测数据对比详见图6。根据统计结果，补充实验中不同用水行为下的污水中δ34S表现出了与前述实验较为一致的变化规律：洗漱行为及餐厨行为致使δ34S上升，相较自来水其上升比例均值分别为0.89%与1.80%，对比于设计实验的变化规律其增幅有所减少；舆洗室行为致使δ34S下降的幅度最大，相较自来水其下降比例均值达到了-17.93%；其次为淋浴行为及餐具清洗行为，相较自来水其各自下降比例均值分别为-11.59%与-9.24%。在排水片区末端，污水中δ34S相较自来水的上升比例均值达到了0.49%，对比于设计实验的变化规律其增幅同样有所减少，初步印证了餐厨污水与末端污水中δ34S的较大关联性。

基于不同用水行为下δ34S的离散程度分析，补充实验中洗漱行为、淋浴行为及舆洗室行为的污水δ34S均表现出了极佳水平的指标稳定性，其在监测周期内的变异系数分别为0.033、0.046、0.035；餐厨行为的污水中δ34S表现出了优秀水平的指标稳定性，其在监测周期内的变异系数为0.056；餐具清洗行为的污水中δ34S表现出了中等偏优水平的指标稳定性，其在监测周期内的变异系数为0.109。在排水片区末端，污水中δ34S表现出了极佳水平的指标稳定性，其在监测周期内的变异系数达到了0.023。

3.2.3相关性分析

为进一步评估餐厨行为与排水片区末端δ34S的相关性规律，本文针对1号餐厅、2号餐厅的餐厨污水分别与排水片区末端M点位的污水进行了监测分析，监测结果详见图7。

根据图8所示，1号餐厅与2号餐厅的餐厨污水δ34S变化规律不尽相同。当两者趋势相近时，排水片区末端污水中δ34S的变化趋势与之同步；当两者趋势相反时，排水片区末端污水中δ34S的变化趋势同步于2号餐厅，但同步性发生滞后。如图8所示，根据相关性统计结果分析，1号餐厅餐厨污水与排水片区末端污水中δ34S指标在下午部分时段保持正相关性，在上午、中午、傍晚及晚间时段保持负相关性。其在7:30-11:00时段保持了高于-0.400的负相关性水平，在11:00-15:30时段内存在高度的正相关性，其正相关水平高于0.900。在经过短暂的正相关时段后，其水平迅速回归负值，并于15:30-19:30时段内维持了接近-0.700的负相关性水平。上述优势正相关时段占到了总统计时段的31.03%。2号餐厅餐厨污水与排水片区末端污水中δ34S在上午、傍晚及晚间时段均保持正相关性，在中午及下午时段保持负相关性。其在7:30-11:00时段保持了接近0.700的正相关性水平，在11:00-15:00时段内存在高度的负相关性，其负相关水平达到了-0.935。在经过短暂的负相关时段后，其水平迅速回归正值，并于16:30-22:00时段内维持了高于0.800（部分高于0.9）的正相关性水平。上述两个优势正相关时段占到了总统计时段的62.07%。由此判断，2号餐厅的餐厨行为对研究范围内排水片区末端日间污水中δ34S具有较大的影响权重。

为此对实验当天1、2号餐厅及排水片区末端7:30-22:00的流量曲线进行了对比分析，结果如图9所示。由图9可知，在7:30-20:30间，1号餐厅污水流量则未形成显著的占比，其累计占比仅为8.68%；2号餐厅污水流量相较于排水片区末端污水流量具有较大的占比权重，其累计占比高达69.73%。20:30之后，1、2号餐厅均逐步失去其流量占比优势。

上述监测结果验证了2号餐厅在日间及夜晚部分时段的流量优势性，且其餐厨行为下产生的污水中δ34S与排水片区末端污水中δ34S的高度相关性，这解释了排水片区末端污水中δ34S的变化规律：其在全监测周期中整体均高于自来水本底中δ34S水平，仅于夜间部分时段发生相较本底的指标削减。

3.2.4不确定度评定

基于排水片区末端的污水水质指标不确定度评定公式，本文实验条件下其污水δ34S的不确定度结果如表5所示。统计结果显示，排水片区末端的污水中δ34S在连续三个监测周期内对应的不确定度范围为0.36‰ ~ 0.59‰，整体表现出了中等水平的不确定度稳定性。

4结论

本文针对研究区域内不同用水行为下及排水片区末端的污水中δ34S的变化规律开展了实验研究。得出以下结论：

（1）δ34S受不同用水行为影响较小，其在各类用水行为下指标稳定性较好。除餐厨行为引起了64.69%的增幅外，洗漱、淋浴、舆洗室及餐具清洗行为下δ34S相对自来水的变化比例均值范围为-14.37% ~ 5.62%。

（2）δ34S在排水片区末端污水中其相对自来水本底水平波动幅度较小，其相对于自来水的变化比例均值为25.99%。δ34S随时间的变化幅度整体较小且趋势稳定，每日波动变化规律具有一定的重现性。

（3）δ34S在排水户的不同用水行为下及排水片区末端污水中具有良好的稳定性，因此δ34S适合作为一种水质特征因子应用于管网诊断。