小浪底水庫（山西段）水體營養(yǎng)狀態(tài)評價及影響分析

李曉敏

（山西省漁業(yè)環(huán)境監(jiān)測中心 山西太原 030002）

0 引言

小浪底水庫在山西境內(nèi)形成養(yǎng)殖水面約6 700 hm2，廣闊的水域和良好的水質(zhì)條件，使之成為了山西省主要的水產(chǎn)養(yǎng)殖基地，但是由于近年來小浪底水庫附近排污加劇，由養(yǎng)殖及旅游服務業(yè)產(chǎn)生的自身污染也日漸嚴重，小浪底水庫的生態(tài)環(huán)境受到了影響，為維護水庫漁業(yè)生態(tài)環(huán)境，2011年對小浪底水庫的水質(zhì)進行了調(diào)查與監(jiān)測，以期為維護小浪底水庫生態(tài)環(huán)境質(zhì)量提供科學依據(jù)，確保漁業(yè)資源可持續(xù)利用。

1 小浪底水庫（山西段）概況

小浪底水庫穿越中條山、王屋山的晉豫黃河峽谷中，庫區(qū)全長130 km，涉及山西的垣曲、夏縣、平陸三個縣，其中垣曲縣位于水庫回水區(qū)中段，水域面積占到庫區(qū)總面積的60%。小浪底水庫蓄水以后，形成了廣闊的水域，具有較為豐富的魚類資源，當?shù)剞r(nóng)民充分利用豐富的水域資源，發(fā)展網(wǎng)箱養(yǎng)殖，目前已成為山西省重要的漁業(yè)產(chǎn)區(qū)。山西省水利廳漁業(yè)局每年在黃河小浪底水庫（山西段）開展增殖放流活動，以保護小浪底水庫的生態(tài)環(huán)境。

小浪底水庫區(qū)域內(nèi)礦業(yè)企業(yè)較多，約占工礦企業(yè)總數(shù)的80%，其中以煤炭采選業(yè)為多，達70余家。由于上游黃河排污屢禁不止，黃河污染加劇，水質(zhì)惡化，目前小浪底水庫水質(zhì)呈惡化趨勢，因此對小浪底水庫水質(zhì)進行監(jiān)測，了解其變化特點，進行合理開發(fā)、科學利用已成為水庫持續(xù)發(fā)展的必由之路。

2 材料與方法

2.1 監(jiān)測時間與地點

2011年的6月與9月分別在水庫上游、中游、下游設置監(jiān)測點，并在上游及中游水深處設置監(jiān)測斷面，分兩次采集水樣進行實驗室分析。

2.2 監(jiān)測內(nèi)容及項目

水質(zhì)：pH、溶解氧、總磷、總氮、高錳酸鹽、揮發(fā)性酚、氨氮、石油類、銅、鋅、鉛、鎘、汞、砷。

生物環(huán)境：葉綠素a、浮游植物、浮游動物（浮游植物監(jiān)測浮游植物總量、優(yōu)勢種種類及數(shù)量；浮游動物監(jiān)測浮游動物數(shù)量、優(yōu)勢種種類及生物量）。

2.3 檢測方法及評價依據(jù)

pH、溶解氧、重金屬、石油類、揮發(fā)性酚按照《漁業(yè)水質(zhì)標準》進行檢測和評價；總氮、總磷、氨氮、高錳酸鹽指數(shù)按《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》Ⅲ類水進行檢測和評價；浮游生物的鑒定及生物量測定按照《淡水浮游生物研究方法》進行。

2.4 樣品采集[3]

樣品采集按照SC/T9102.2－2007《漁業(yè)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測規(guī)范》進行。每次監(jiān)測點共采取水樣5個，表層樣品取自水面以下0.5 m水層，斷面水樣取自水面下5 m水層。

3 結(jié)果與分析

3.1 水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果

水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果見表1。

表1 小浪底水庫（山西段）監(jiān)測結(jié)果

監(jiān)測結(jié)果表明，小浪底水庫（山西段）水質(zhì)主要污染物為總氮、總磷及氨氮，按《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》Ⅲ類水進行評價，總氮超標率為100%，總磷6月超標率為20%，氨氮9月有超標，其中總氮最大超標倍數(shù)為6.95倍，氨氮最大超標倍數(shù)為1.85倍。由于6月份采樣時間為中午，水溫較高，所以pH值較高。其余監(jiān)測項目均低于標準限值。

從空間變化看，小浪底水庫（山西段）上游水質(zhì)污染較下游重。

從時間變化來看，庫區(qū)6月總氮較9月超標現(xiàn)象嚴重。非離子氨按照《漁業(yè)水質(zhì)標準》進行評價，9月超標現(xiàn)象嚴重。

3.2 生物監(jiān)測結(jié)果

小浪底水庫（山西段）的生物監(jiān)測結(jié)果見表2。

表2 小浪底水庫（山西段）葉綠素a及浮游生物監(jiān)測結(jié)果

小浪底水庫（山西段）葉綠素a 6月平均值5.78 mg/m3，9月平均值為10.19 mg/m3，最大值出現(xiàn)在9月為23.07 mg/m3。9月水溫較高，浮游生物生長旺盛，所以葉綠素及浮游動植物水平均較高。

藻類種類眾多,從貧營養(yǎng)到富營養(yǎng)條件下均有生長,且同屬的不同種類可以在不同營養(yǎng)條件下生長,成為不同營養(yǎng)水平的指示種,小浪底水庫（山西段）浮游植物優(yōu)勢種為：脆桿藻、衣藻、小環(huán)藻、弓形藻、甲藻。

浮游動物優(yōu)勢種為：旋回俠盜蟲、擬急游蟲、長額象鼻蟲、哲水蚤、漫游蟲、王氏擬鈴殼蟲、多肢輪蟲等。

3.3 結(jié)果分析

3.3.1 水體綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)（TLI）評價

水體綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)評價依據(jù)中國環(huán)境監(jiān)測總站2001年編制的“湖泊（水庫）富營養(yǎng)化評價方法及分級技術規(guī)定”進行。

富營養(yǎng)化因子的分營養(yǎng)度評價選擇湖泊富營養(yǎng)化最主要的 5 項指標即葉綠素 a（chl-a）、總磷（TP）、總氮（TN）、透明度（SD）、高錳酸鹽指數(shù)（CODMn）做為評價因子。

分營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)（TLI）計算公式為：

式中：葉綠素 a（chl-a）單位為 mg/m3，透明度（SD）單位為m；其他指標單位均為mg/L。按上述各式計算結(jié)果見表3。TLI與水體營養(yǎng)類別評價的對應關系見表4。

表3 分營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)（TLI）計算結(jié)果

表4 TLI與水體營養(yǎng)類別的對應關系[2]

從表3分營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)（TLI）的計算結(jié)果可看出：總氮的分營養(yǎng)度最高，其均值水平已處于重度富營養(yǎng)化狀態(tài)。其次為總磷、葉綠素a及透明度的分營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)均已進入中營養(yǎng)化狀態(tài)。只有高錳酸鹽指數(shù)的分營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)處于貧營養(yǎng)化水平。

按照富營養(yǎng)化的定義及綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)評價[1][2]，結(jié)合浮游生物及生物量監(jiān)測結(jié)果判斷，小浪底水庫（山西段）屬中營養(yǎng)型水庫，浮游動植物優(yōu)勢種種類也證明了這一結(jié)果。水庫中總氮、總磷含量較高,為水庫主要污染物，由氮等營養(yǎng)鹽類的增加而引起水生系統(tǒng)發(fā)生了一系列變化，可以說小浪底水庫顯現(xiàn)了富營養(yǎng)化的征兆或趨勢。

3.3.2 小浪底水庫（山西段）主要污染物影響分析

小浪底水庫（山西段）的主要污染物為總磷及總氮，庫中氮、磷的來源主要有三個：一是大量生活污水、農(nóng)田排水或含氮工業(yè)廢水排入水體，使水中有機氮和各種無機氮化合物含量增加。小浪底庫區(qū)多為山地丘陵和沿河灘地，工業(yè)發(fā)展水平較低，工礦企業(yè)規(guī)模較小且分布不均，庫區(qū)周邊礦產(chǎn)資源豐富，主要污染企業(yè)包括煤礦企業(yè)、硫磺窯、鐵礦企業(yè)和鋁礦企業(yè)等。在山西省垣曲縣境內(nèi)分布大量有色金屬工礦企業(yè)，且煉焦煉鐵業(yè)較多，這些企業(yè)是庫區(qū)氮、磷污染的主要來源。

二是水庫大量的網(wǎng)箱養(yǎng)殖及旅游服務業(yè)的開發(fā)，引起水體的自源性污染加大，養(yǎng)殖飼料、魚類糞便及人為開發(fā)等增加了水體中氮、磷的含量，水體中某些生物的固氮作用，又使水體中的氮含量不斷增高。

三是地表徑流和農(nóng)田排水中挾帶大量的氮、磷物質(zhì)流入水體。黃河上游地區(qū)降水嚴重不足，導致黃河干流來水持續(xù)偏少，而黃河污染物接納量卻沒有減少，使得支流河道內(nèi)積存的污染物通過地表徑流匯集到水庫中，造成小浪底水庫水質(zhì)變差，水體中氮、磷含量不斷增加。

近年來，黃河上游污染日益嚴重，監(jiān)測數(shù)據(jù)表明小浪底水庫（山西段）上游水質(zhì)中總氮含量較下游高，上游總氮污染嚴重。9月小浪底水庫排水調(diào)沙后，水質(zhì)中各檢出項檢出值較6月略有好轉(zhuǎn)，說明排水調(diào)沙有益于下游水質(zhì)凈化。水庫中含有超標的氮、磷類物質(zhì)時，造成浮游植物繁殖旺盛，易出現(xiàn)富營養(yǎng)化狀態(tài)，所以應引起足夠重視。

4 對策

小浪底水庫（山西段）的主要污染物是內(nèi)源污染和外源污染逐步累積形成的，雖然中下游通過調(diào)水調(diào)沙活動，對水庫水質(zhì)改善有著一定作用，但是不科學的、過度開發(fā)的漁業(yè)生產(chǎn)方式及旅游服務業(yè)，也會產(chǎn)生內(nèi)源性污染，對生態(tài)環(huán)境質(zhì)量造成影響。在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)快速發(fā)展和旅游服務業(yè)不斷增加的同時，污染治理應引起足夠重視。

小浪底水庫（山西段）雖然目前屬中營養(yǎng)狀態(tài)，但是總氮、總磷含量，特別是總氮超標嚴重，政府部門應加強排污治理，統(tǒng)一規(guī)劃，制定目標，控制污染物的削減總量及其分配，嚴格控制水庫各河道的主要污染物及周邊工礦業(yè)污、生活水排放標準。同時還應嚴格限制資源利用,適度發(fā)展旅游及服務業(yè)，科學控制養(yǎng)殖品種及模式,降低內(nèi)源性污染，通過生物修復工程，使水庫生態(tài)逐步恢復,保持庫區(qū)資源與環(huán)境和諧發(fā)展。

［1］常會慶,車青梅.富營養(yǎng)化水體的評價方法研究［M］.安徽農(nóng)業(yè)科學.2007，35（32）：10407－10409

［2］金相燦,劉鴻亮,屠清瑛,等.中國湖泊富營養(yǎng)化［M］.北京:中國環(huán)境科學出版社,1990:68-82.120-121.

［3］中國水產(chǎn)科學研究院東海水產(chǎn)研究所.SC/T9102.3-2007.漁業(yè)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測規(guī)范［S］.北京：農(nóng)業(yè)出版社，2007：6-9.