水库水质现状检测及污染源分析

来源:/ 编辑:余氯检测仪 时间:2018-08-06

  指出了汤溪水库是粤东最大的水库,也是饶平县居民和工农业用水重要水源,但近年来年水库水质不断恶化,水体呈富营养化。通过对水库及其支流的水质进行采样分析,运用单因子评价法、营养状态指数法、藻类丰度指数法等方法对水库水质现状进行了评价分析。结果表明:汤溪水库的污染源主要是生活污染、农业面源污染和禽畜养殖污染。部分段面水质已达劣V类,应尽快治理。

  1 引言

  汤溪水库位于广东省饶平县北部的黄岗河中游,集水面积667 km2,总库容3.78亿m3,最大水深37 m,以灌溉、防洪为主,兼有发电、养鱼等综合效益。库区植被良好,风景宜人。汤溪水库是饶平县主要的居民生活和工农渔业用水主要来源[1]。

  近年来汤溪水库水质不断恶化,富营养化趋势明显,为了进一步了解汤溪水库现状水质及其污染源,根据汤溪水库的水文特性,特在入库支流及库区分别设置新丰、九村、河口、新塘、建饶、汤溪入库、汤溪库中、汤溪大坝等8个水质监测断面(图1),河流断面采样于2015年1月、3月、5月、7月、8月、12月进行,每月一次。水库段面采样于3月、5月、8月、12月进行,每月一次。根据监测数据对汤溪水库水质现状及其入库支流进行评价分析。

  2 汤溪水库水质现状

  2.1 单因子指标评价法

  将污染物的实测浓度Ci与该污染物在水环境中的允许浓度(《地表水环境质量标准》GB3838-2002评价标准)Csi的比较,得出单因子指标分级[2],以分级最差的类别做为该水体水质级别。单因子评价以监测项目中最差的水质项目的评价级别作为总体水质评价级别,它能够严格的保证供水的安全。

  采用单因子评价法对汤溪水库及主要入库河流水质进行评价,评价结果见表1

  由表1可知 汤溪水库入库全年平均水质类别为劣V类,超标的水质因子为:总氮、BOD5、氨氮、总磷。汤溪水库库中和大坝全年平均水质类别均为Ⅳ类,主要超标因子同为总氮、溶解氧。

  2.2 汤溪水库营养状态评价

  根据《地表水资源质量评价技术规程》(SL395-2007)的规定,对高锰酸盐指数、总磷、总氮、叶绿素a、透明度的检测值,用线性插值法将水质项目浓度值转换为赋分值,各项目赋分值加权平均后计算营养状态指数(EI)[3]。EI值越高,其营养程度越重:EI≤20 为贫营养,2050为富营养。 成果见表2。

  由图2可知,2015年汤溪水库各断面富营养化状态指数(EI)年平均指数在49~63之间,各断面EI值变化趋势不一。一到四季入库断面EI值呈下降趋势,库中和大坝一到三季度的EI值较稳定在50左右,四季度有所下降,其中第三季度的营养化程度最高。经过对影响EI值的各要素进行分析,造成这一现象的原因是总氮因子。由图3可知,汤溪水库各断面总氮浓度在变化趋势与EI值趋势基本相同。说明汤溪水库入库的富营养化状态受入库支流水质的影响较大,3月份开始进入初汛期,入库支流将含氮、磷等生活及农业产生的废污水带入库体,故入库断面EI值增大。而随着降雨增多,入库支流水质总氮浓度降低,EI值逐渐减小。随着入库污染物在水库扩散、沉淀,水体总氮浓度趋于稳定,库中与大坝断面的EI值也随之稳定。库中与大坝断面的EI值在第三季度达到全年顶峰,这是因为入库的营养盐类经过富集,加之气温升高,浮游植物的大量繁殖,导致叶绿素浓度增加。

  2.3 汤溪水库藻类分析评价

  按照《中国淡水藻类》[4]的分类系统,对汤溪水库入库、库中和大坝中发现的藻类进行分类。汤溪水库主要为藻类为绿藻、硅藻和蓝藻,甲藻门藻类基本在每季度监测中都有发现,裸藻门和隐藻门藻类只在少数季度零星出现。结果详见表3。

  由表4和图4可知:汤溪水库藻类的总丰度有着明显的时空变化。时间上入库、库中、大坝的浮游植物的总丰度随着季节而变化,呈现出第三季度较高,其他季度较低的特点;这是由于前汛期大量营养盐进入库区水体,且第三季度气温较高,这些因素促进了藻类的生长,藻类得到大量繁殖。空间上呈现入库断面的藻类丰度要比库中和大坝略低。这是水库的水文特性及藻类生长的环境要求决定的,由于藻类爆发有三个限制:适宜的水文,一定含量的营养盐和较为缓慢的流速[5],入库处水流比较急,藻类比较难在这个区域停留累积下来,虽然入库区域水中营养盐浓度虽高,但往往泥沙含量大,透明度低,光照条件不好,藻类一样难繁殖;库中和大坝的水库水体区域,水流较慢,透明度也相对高些,所以藻类在这两个区域得到大量繁殖。

  由图5可知汤溪水库入库的绿藻门和硅藻门所占比例较高,到了第三季度绿藻成为优势种;汤溪水库库中和大坝都是蓝藻门、绿藻门和硅藻门所占比例较高,到了第三季度蓝藻成为优势种。这反映了绿藻、蓝藻、硅藻对温度、氮磷等营养物质敏感性较强,所以这些藻类得到优先大量繁殖。由于蓝藻为富营养化水体的优势种,绿藻为中营养型水体的优势种,由此可见汤溪水库大坝和汤溪水库库中产生蓝藻水华的危险性较高。

  3 污染源分析

  针对汤溪水库的富营养化问题,2015年对水库集雨区乡镇进行了污染源调查,并对各主要入库支流进行了采样监测。调查发现,水库上游集雨面积内分布有新塘、三饶、新丰、饶洋、上饶、建饶等多个乡镇,总人口接近30万,黄冈河上游的彩瓷业发展迅速,污水未经处理直接排放,居民的大量日常生活、旅游、农业种植产生的废水、废弃物没有经过处理直接经黄冈河上游段排入汤溪水库。调查结果表明汤溪水库集雨区内污染源种类主要是生活污染、农业面源污染、禽畜养殖污染(表4)。

  从监测结果中可见,总氮最大超标倍数为3.9倍,最大超标值出现在2015年3月份的九村和新塘断面。水库支流的总磷按河流的标准划分,支流最大超标倍数为3.3倍,最大超标值出现在九村断面2015年1月份; 表明汤溪水库大量的污染物主要来自于上游各入库河流,污染物主要是为BOD5、氨氮、总磷、总氮等有机污染物及营养盐。这些污染物进入库区,随水流在库区分散开,有机物在微生物的生化作用进行氧化分解,消耗水体中大量的溶解氧,进而导致水库水体BOD5超标。有机氮氧化分解过程生成部分含氮营养盐类物质,加上随河水进入的含氮营养盐,在水体不断沉积富集,导致水库总氮超标,水体中有过量氮会造成富营养化,使水质恶化。

  4 结论

  (1)汤溪水库水质现状不容乐观,常年水质维持Ⅳ类,部分段面水质达到劣V类,水库主要超标项目总氮。

  (2)汤溪水库呈现富营养化,营养化状态指数(EI)年平均指数在49~63之间,浮游植物的总丰度有着明显的时空变化,不同时间不同断面藻类的丰度及种类有着明显的区别。

  (3)汤溪水库的主要污染源是生活污染、农业面源污染、禽畜养殖污染。为了控制水库水体富营养化的进程,必须控制外源性营养物质和内源性营养物质[6]。

  参考文献:

  [1]广东省饶平县县志编纂委员会.饶平县志(1979-2005)[M].广州:广东人民出版社,2011.

  [2]王 梁,陈守越.江苏省农村地表水水功能区水环境单因子指标评价与空间分析[J]. 中国农业资源与区划 2014,35(2):18~23.

  [3]SL395-2007 地表水资源质量评价技术规范[S].北京:国家标准出版社,2007.

  [4]胡鸿钧,魏印心.中国淡水藻类[M].北京:中国环境科学出版社,2002:495~503.

  [5]宋建坤.汤浦水库富营养化趋势分析及防治研究[J]. 环境科学与技术,2010(6):219~221.

  [6]谯 华.湖泊富营养化的形成机理与防治对策[J] 环境科学导刊 2007,26(6):45~48.

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