某飲用水源水環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀評價及保護(hù)對策

徐龍君 周 樂

（重慶大學(xué)資源及環(huán)境科學(xué)學(xué)院 重慶 400030）

1 引言

本文所指飲用水源水庫位于東經(jīng)108°02′54″～108°03′59″，北緯 30°44′16″～33°44′80″，是該地區(qū)水廠的主要水源。其位于四川盆地東部邊緣的渝東平行嶺谷區(qū)的大池-干井背斜的北西翼，地形地貌受區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造和地層巖性控制明顯，局部地區(qū)亦與外營力作用關(guān)系密切，背斜成長條狀低山，向斜呈寬緩狀低山丘陵，山勢走向與構(gòu)造線基本一致。它是一座以農(nóng)業(yè)灌溉為主，兼有防洪及農(nóng)村人、畜飲水等綜合功能的小型水利工程。水庫于1957年開始動工興建，1982年3月工程建設(shè)全部完成，水庫樞紐工程由大壩、溢洪道及防水建筑物組成。該水庫是該地區(qū)水廠的主要水來源，水庫壩址以上主河道長3.25km，平均比降73.5%，控制流域集雨面積3.2k m2（包括水面450畝、耕地1290畝、林地1610畝、草地1075畝、道路面積10畝、房屋占地365畝），水庫校核水位511.69m，相應(yīng)庫容173.2萬k m2；水庫正常蓄水位510.136m，相應(yīng)庫容137.0萬k m2，水庫設(shè)計有效灌面0.95萬畝。

為了保護(hù)水資源，防治水污染，全面改善水庫水環(huán)境質(zhì)量，解除水源水質(zhì)污染問題，達(dá)到水資源開發(fā)利用的良性循環(huán)，實現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用，根據(jù)當(dāng)?shù)丨h(huán)保主管部門要求，針對水庫水質(zhì)進(jìn)行評價。此文選用現(xiàn)狀監(jiān)測評價和水體富營養(yǎng)化指標(biāo)對水庫進(jìn)行評價。

水體富營養(yǎng)化是水環(huán)境普遍存在的問題[1]。富營養(yǎng)化水體中部分藻類釋放的一些毒素，能引起魚類大量死亡。此外，富營養(yǎng)化水體由于亞硝酸鹽和硝酸鹽含量較高，人畜長期飲用也會中毒致病[2]。

2 水環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀評價分析

2.1 水環(huán)境監(jiān)測評價

2.1.1 水環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測

為了全面了解W水庫水源水質(zhì)狀況，委托當(dāng)?shù)丨h(huán)境監(jiān)測站對水庫取水點（水庫整治前已建好）設(shè)置了水質(zhì)監(jiān)測斷面，采樣時分設(shè)左、中、右3條垂線，每條垂線取表層水樣。監(jiān)測分析參數(shù)有pH值、懸浮物、高錳酸鹽指數(shù)、糞大腸菌群、氨氮、總磷、鐵、硫酸鹽和硝酸鹽共9項。監(jiān)測頻率為監(jiān)測2天，每天采樣一次。

2.1.2 水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果評價

水庫取水點斷面地表水環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀評價根據(jù)《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838-2002)對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)《環(huán)境影響評價技術(shù)導(dǎo)則-地面水環(huán)境》（HJ/T2.3-93），地表水評價采用單因子指數(shù)法。評價模式如下：

式中，Si,j——水質(zhì)評價因子i的標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)；

Ci——水質(zhì)評價因子i的實測濃度值，mg/L；

C0i——水質(zhì)評價因子i的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)限值，mg/L。

pH的評價模式為：

表1 表水監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)計一覽表 mg/L

式中，SpH,j——pH在j測點處的單項污染指數(shù)；

pHj——j測點處的pH值；

pHsu,pHsd——地表水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)上、下限值。

單項污染指數(shù)計算結(jié)果一覽表見表1。

從表1可以看出，W水庫水體中pH、氨氮、鐵、硫酸鹽、硝酸鹽滿足國家規(guī)定的一級水源保護(hù)要求的標(biāo)準(zhǔn)，但是高錳酸鹽指數(shù)、糞大腸菌群、總磷等指標(biāo)值嚴(yán)重超標(biāo)，其中高錳酸鹽指數(shù)超標(biāo)近0.9倍，糞大腸菌群超標(biāo)6倍，而總磷更是超標(biāo)20倍。由此可認(rèn)為，目前該水庫水源水質(zhì)不適合做飲用水源，需要進(jìn)行綜合整治才能作為飲用源水。

2.2 富營養(yǎng)化程度評價

目前，湖泊富營養(yǎng)化評價的基本方法主要有營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法（卡爾森營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)）(TSI)[3]、修正的營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)、綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)(TLI)、營養(yǎng)度指數(shù)法和評分法[4]。以上幾種方法在實際工作中均有被采用，其中營養(yǎng)度指數(shù)法計算步驟繁瑣、耗時長，而綜合營養(yǎng)指數(shù)法則相對簡便易行且應(yīng)用較多，評分法在實際應(yīng)用過程中相對簡單[5-7]。

本文采取評分法評價W水庫水體富營養(yǎng)化程度。評分法是一種簡單通用的評價模式，在中國絕大部分水體都有應(yīng)用[8]。評分值越高說明水體的富營養(yǎng)化程度越嚴(yán)重。各指標(biāo)可單獨使用，或選取其中數(shù)項使用[9]。

2.2.1 選擇標(biāo)準(zhǔn)

（1）評價參數(shù)：根據(jù)富營養(yǎng)化評價標(biāo)準(zhǔn)，選取總氮、總磷、高錳酸鹽指數(shù)3項參數(shù)進(jìn)行富營養(yǎng)化評價。

（2）評價方法：采取評分法進(jìn)行，根據(jù)選定的參數(shù)和評分標(biāo)準(zhǔn)計算各參數(shù)的評分值Mi，按M=(1/n)ΣMi計算平均評分指數(shù)值，評分指數(shù)越高，水體的富營養(yǎng)化程度越高。其中，M為富營養(yǎng)化程度的評分值（各調(diào)查點）；Mi為評價參數(shù)的評分值；n為評分參數(shù)的個數(shù)。

采用修正的卡森指數(shù)評分法評價：用1～100連續(xù)數(shù)字對水庫富營養(yǎng)程度進(jìn)行分級，分為極貧營養(yǎng)（10）、貧營養(yǎng)（20～30）、貧-中營養(yǎng)（40）、中營養(yǎng)（50）、富營養(yǎng)（60）、中-富營養(yǎng)（70）、重富營養(yǎng)（80）、嚴(yán)重富營養(yǎng)（90）、異常富營養(yǎng)（100）等 9個級別[9]。

2.2.2 評分法評價結(jié)果

由于水質(zhì)監(jiān)測資料中，缺乏藻量、葉綠素(Chla)、透明度(SD)數(shù)據(jù)。所以只選取了總氮(TN)、總磷(TP)、高錳酸鹽指數(shù) 3項作為主要評價參數(shù)。本文采用當(dāng)?shù)丨h(huán)境監(jiān)測站對W水庫取水點監(jiān)測的數(shù)據(jù)進(jìn)行評價，且缺少的指標(biāo)數(shù)據(jù)不進(jìn)入評分。

應(yīng)用表2湖泊、水庫富營養(yǎng)狀態(tài)評價標(biāo)準(zhǔn)，對水庫取水點監(jiān)測斷面水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行富營養(yǎng)化評價，評價結(jié)果顯示取水點斷面水質(zhì)評分值為62.9，平均富營養(yǎng)狀態(tài)屬于富營養(yǎng)與中-富營養(yǎng)之間。數(shù)據(jù)表明W水庫庫區(qū)已經(jīng)超過卡森指數(shù)評分法的富營養(yǎng)評分線(60分)，接近中-富營養(yǎng)化，隨著目前農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展，庫區(qū)水質(zhì)有向中-富營養(yǎng)化發(fā)展的趨勢。

2.3 W水庫主要污染因素分析

W水庫污染源主要來自集雨區(qū)內(nèi)農(nóng)業(yè)面源污染、居民生活污染、禽畜養(yǎng)殖和網(wǎng)箱養(yǎng)魚等。

2.3.1 農(nóng)業(yè)面源污染

庫區(qū)周邊集雨區(qū)內(nèi)點、面源污染較多，存在邊治理邊污染情況。水庫因其水量豐富、庫容較大、稀釋自凈能力較強(qiáng)，多年前水庫水質(zhì)一直較好。但隨著近十幾年來地方經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，大量的農(nóng)藥、化肥也開始在集雨區(qū)內(nèi)使用，導(dǎo)致庫區(qū)受到了不同程度的污染，部分作物由于耕作強(qiáng)度大，帶來了嚴(yán)重的水土流失問題。水土流失的加劇也是庫區(qū)污染物的一個重要來源，泥沙是水土流失的最明顯的污染物，泥沙的細(xì)粒部分又是有機(jī)質(zhì)、氨離子、磷酸鹽以及金屬離子的主要攜帶者。

2.3.2 居民生活污染

當(dāng)?shù)鼐用癍h(huán)境保護(hù)意識落后，環(huán)?；A(chǔ)設(shè)施嚴(yán)重缺乏，生活污染源的控制也迫在眉睫。W水庫集雨區(qū)范圍內(nèi)現(xiàn)有農(nóng)戶457戶，共計人口1753人，污水產(chǎn)生量按100L/人·d計，由此計算出水庫集雨區(qū)生活污水產(chǎn)生量為175.3t/d，年排放量為63984.5 t/a。水庫集雨區(qū)的生活垃圾產(chǎn)生量按0.90kg/人·d估算，由此計算出水庫集雨區(qū)范圍內(nèi)日產(chǎn)垃圾量為1.577t/d。當(dāng)?shù)厣钗鬯苯优湃牒恿?，生活垃圾隨處堆放，而且很多都是堆放在河流沿岸，水面上隨處可見漂浮的垃圾，既沒有進(jìn)行垃圾的收集，也沒有經(jīng)過初處理，大量的污染物最終匯入水庫，引起了水庫水質(zhì)的惡化和逐年趨于嚴(yán)重的富營養(yǎng)化。

2.3.3 禽畜養(yǎng)殖、網(wǎng)箱養(yǎng)魚

目前，庫區(qū)周圍農(nóng)村畜禽肥還田率在30%～50%，可見造成的浪費和環(huán)境污染很大。據(jù)調(diào)查，水庫集雨區(qū)范圍內(nèi)出欄生豬720頭，養(yǎng)牛250頭，小家禽養(yǎng)殖數(shù)雞5000只，鴨3200只（其中養(yǎng)雞3000只的養(yǎng)殖戶1家、養(yǎng)鴨2000只的養(yǎng)殖戶1家，其余的家禽均是散養(yǎng)）；水庫以及周邊水域存在一些不合理的網(wǎng)箱肥水養(yǎng)魚，據(jù)調(diào)查，水庫中放養(yǎng)白鰱、花鰱、鯉魚各一萬多尾，水庫內(nèi)未投加飼料，主要投加化肥，每年投加量超過50t（其中碳銨、磷肥各超過30t，尿素超過10t）。所以，水庫周邊禽畜養(yǎng)殖，庫區(qū)內(nèi)長期的肥水養(yǎng)魚，導(dǎo)致了水庫底泥中磷、有機(jī)質(zhì)的累積，這給水庫水質(zhì)的治理增加了難度。

3 水資源保護(hù)的措施及建議

3.1 農(nóng)業(yè)面源污染控制措施

盡快做出集雨區(qū)內(nèi)科學(xué)的環(huán)境功能區(qū)劃，根據(jù)區(qū)劃改變現(xiàn)有的不合理的土地利用方式?？紤]到防治水華，應(yīng)該嚴(yán)格控制氮、磷總量，應(yīng)將庫區(qū)沿岸周邊土地設(shè)置為第一層保護(hù)圈，采取嚴(yán)格的封山育林（限制種類）措施予以保護(hù)，嚴(yán)禁砍伐岸邊的生態(tài)林；對岸邊已經(jīng)水土流失嚴(yán)重的地面，直接種植生態(tài)林，強(qiáng)化水土保持工作，減少水土流失量，加強(qiáng)對水庫集雨區(qū)內(nèi)的林地草地進(jìn)行保護(hù)；充分發(fā)揮高科技在面源污染控制中的作用，實施生態(tài)農(nóng)業(yè)工程建設(shè)，在集雨區(qū)內(nèi)嚴(yán)禁使用有毒農(nóng)藥，推廣生物防治病蟲害，減少農(nóng)藥使用量，逐漸減少使用高殘留、高毒性、難降解農(nóng)藥，提倡用生態(tài)肥料替代部分化肥，改變施肥技術(shù)，增加生物肥料的使用比例，提高肥料利用率，改變舊的農(nóng)業(yè)耕作方式，改善當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的狀態(tài)。

3.2 居民生活污染控制措施

建議在條件允許下修建集中的污水處理池，對各種不同的生活污水進(jìn)行集中處理后引至庫壩外排放；利用農(nóng)村地廣人稀的優(yōu)勢，修建沼氣池，既能處理生活污水和部分有機(jī)垃圾，又能產(chǎn)生新能源可以被居民使用，從而達(dá)到資源可持續(xù)利用的宗旨。目前，在水庫集雨區(qū)范圍內(nèi)有約60戶居民已經(jīng)開始使用沼氣，可以將這種新型的能源利用方式大量推廣，盡最大限度減少生活廢水和生活垃圾的排放。同時，對這種無節(jié)制、無組織的廢水、垃圾排放進(jìn)行綜合整治；在水庫水源集雨區(qū)就近修建垃圾收集點，然后由環(huán)衛(wèi)部門收集轉(zhuǎn)運，進(jìn)行無害化處理，減少隨意排放造成的不可恢復(fù)污染。

3.3 禽畜養(yǎng)殖、網(wǎng)箱養(yǎng)魚污染控制措施

對水庫內(nèi)現(xiàn)存的網(wǎng)箱養(yǎng)魚、肥水養(yǎng)魚立即取締，開展批評教育或經(jīng)濟(jì)處罰，制定類似情況的處罰規(guī)定；禁止稻田養(yǎng)魚；禁止在水庫集雨區(qū)內(nèi)新建規(guī)?；菪箴B(yǎng)殖場、控制農(nóng)戶的畜禽散養(yǎng)污染，將集雨區(qū)內(nèi)現(xiàn)有的畜禽養(yǎng)殖戶場逐步調(diào)遷、搬出或予以關(guān)閉；控制農(nóng)戶的畜禽散養(yǎng)污染，將養(yǎng)殖產(chǎn)生的糞便收集后，進(jìn)入沼氣池處理，然后儲存入糞池后農(nóng)用。

3.4 其它污染控制措施

在路旁植樹栽草，在干燥等天氣進(jìn)行道路濕潤，減少顆粒灰塵飛揚(yáng)，規(guī)整道路排水溝，針對水壩公路可能出現(xiàn)的危險翻車情況，可以在道路鄰水庫側(cè)修建防護(hù)欄；在水庫周邊不得新修建度假村、農(nóng)家樂、賓館、飯店、水上游樂等設(shè)施；在水庫嚴(yán)禁垂釣，管理部門應(yīng)制定相關(guān)管理及處罰規(guī)定，確保水庫水質(zhì)；定期打撈水體中的垃圾或漂浮物。陜西水利

[1]李艷紅,楊麗原,劉恩峰.等南四湖富營養(yǎng)化評價與原因分析 [J].濟(jì)南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2010,24(2)：212-215.

[2]顧丁錫,舒金華.湖泊水污染預(yù)測及其防治規(guī)劃方法[M].北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社,1988.

[3]蔡慶華.湖泊富營養(yǎng)化綜合評價方法[J].湖泊科學(xué),1997，9(1)：89-94.

[4]荊紅衛(wèi),華蕾,孫成華.北京城市湖泊富營養(yǎng)化評價與分析[J],湖泊科學(xué)，2008，20(3)：357-363.

[5]金相燦,屠清瑛.湖泊富營養(yǎng)化調(diào)查規(guī)范[M],北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社,1990：286-302.

[6]王明翠,劉雪芹,張建輝.湖泊富營養(yǎng)化評價方法及分級標(biāo)準(zhǔn)[J],中國環(huán)境監(jiān)測，2002，18(5)：47-49.

[7]朱廣偉.太湖富營養(yǎng)化現(xiàn)狀及原因分析[J],湖泊科學(xué),2008,20(1):21-26.

[8]韓冰雪.松北濕地水體富營養(yǎng)化狀態(tài)評價 [J],哈爾濱師范大學(xué)自然科學(xué)學(xué)報,2009,25(5)：102-106.

[9]陳曉宏,姜濤,陳俊合.水環(huán)境評價與規(guī)劃[M],廣州：中山大學(xué)出版社,2001：64-70.