三峽庫(kù)區(qū)重慶涪陵段水體富營(yíng)養(yǎng)化因子變化趨勢(shì)探究

摘 要 通過(guò)對(duì)三峽庫(kù)區(qū)重慶涪陵段水體富營(yíng)養(yǎng)化因子變化的測(cè)定，采用《水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法（第四版）》和《HJ 536-2009》（中華人民共和國(guó)國(guó)家環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)）分析方法，分析三峽庫(kù)區(qū)重慶涪陵段水體富營(yíng)養(yǎng)化因子變化的趨勢(shì)以及水體污染的根源、規(guī)律和程度，結(jié)果表明，低水位（150～155 m）污染嚴(yán)重，離市區(qū)越近水質(zhì)越差，NH4+-N污染加重。

關(guān)鍵詞 水體富營(yíng)養(yǎng)化；因子分析；三峽庫(kù)區(qū)；重慶涪陵段

中圖分類號(hào)：X522 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1673-890X（2015）34-039-05

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20世紀(jì)初，水體富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題就引起了國(guó)際上一些學(xué)者的注意。20世紀(jì)60年代之后，全球各地的水體富營(yíng)養(yǎng)化趨勢(shì)愈烈，逐漸成為世界各國(guó)面臨的環(huán)境難題。世界經(jīng)濟(jì)與合作組織（OECD）自60年代開始在美國(guó)和加拿大進(jìn)行湖泊富營(yíng)養(yǎng)化調(diào)查，1973年經(jīng)合組織在18個(gè)成員國(guó)家范圍內(nèi)調(diào)查了數(shù)百個(gè)湖泊和水庫(kù)，成績(jī)斐然[1]。研究表明水體富營(yíng)養(yǎng)化的物質(zhì)基礎(chǔ)是水體中總氮和總磷，這二者濃度高低成為富營(yíng)養(yǎng)化程度的重要標(biāo)志之一[2]。20世紀(jì)80年代，聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署（UNEP）在全球范圍內(nèi)的富營(yíng)養(yǎng)化調(diào)查顯示：全球有30%～40%的湖泊和水庫(kù)都存在不同程度的富營(yíng)養(yǎng)化[3]。1991年澳大利亞達(dá)令河發(fā)生嚴(yán)重水華[4]，就是因?yàn)樵摰貐^(qū)水比較渾濁，顆粒對(duì)磷吸附較緊，高溫導(dǎo)致水體分層，缺氧加速內(nèi)源磷釋放，使得水體中磷濃度過(guò)高以至于爆發(fā)水華。

在我國(guó)，隨著工業(yè)化、城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，水體富營(yíng)養(yǎng)化日趨嚴(yán)重，如云南滇池、杭州西湖、天津千橋水庫(kù)等，水體富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題已危及當(dāng)?shù)毓┧?、旅游以及?jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展。當(dāng)今湖泊水庫(kù)的一大生態(tài)環(huán)境問(wèn)題，就是水體的富營(yíng)養(yǎng)化，三峽水庫(kù)水位蓄至175 m后，發(fā)現(xiàn)部分一級(jí)次級(jí)河流的回水段出現(xiàn)了不同程度的富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象，引起廣泛關(guān)注。解決人、畜飲水安全，防止水質(zhì)污染，是各級(jí)政府亟待解決的問(wèn)題。本項(xiàng)目組于2011年5月全面實(shí)施研究工作，通過(guò)3年的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和檢測(cè)分析，2013年8月完成研究工作，通過(guò)對(duì)三峽庫(kù)區(qū)重慶涪陵段水體富營(yíng)養(yǎng)化因子變化的測(cè)定，采用《水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法（第四版）》和《HJ 536-2009》（中華人民共和國(guó)國(guó)家環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)）分析方法，分析三峽庫(kù)區(qū)重慶涪陵段水體富營(yíng)養(yǎng)化因子變化的趨勢(shì)以及水體污染的根源、規(guī)律和程度，并根據(jù)研究結(jié)果提出控制污染的方法。

1研究區(qū)概況

研究區(qū)位于重慶市涪陵區(qū)，扼長(zhǎng)江、烏江交匯處，東經(jīng)106°56′～107°43′，北緯29°21′～30°01′。地形受地質(zhì)構(gòu)造影響和長(zhǎng)江、烏江水系的切割，相對(duì)高差大，境內(nèi)最低海拔為長(zhǎng)江南岸南沱鎮(zhèn)龍駒的三塊石（138 m），最高海拔為龍?zhí)拎l(xiāng)的大山堡山峰（1977 m），一般海拔為200～800 m。東南部高，西北部低。長(zhǎng)江由西向東（流經(jīng)86 km），烏江由南向北（流經(jīng)35 km）縱橫流貫全區(qū)，在涪陵城東交匯。流域面積大于50 km2的溪河有19條（含烏江），其中直接匯入烏江的一級(jí)支流有10條。沿江鄉(xiāng)鎮(zhèn)13個(gè)，耕地面積4.85萬(wàn)hm2，占全區(qū)總耕地面積的41.5%，總?cè)丝?0多萬(wàn)人，占全區(qū)總?cè)丝诘?4.1%，3個(gè)工業(yè)園區(qū)全部集中于此。長(zhǎng)期以來(lái)，無(wú)論是工業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)灌溉、畜禽飲水、城鎮(zhèn)居民飲用水大都以長(zhǎng)江水為主。

2研究方法

2.1試驗(yàn)設(shè)計(jì)

為了給三峽庫(kù)區(qū)重慶涪陵段水體富營(yíng)養(yǎng)化因子分析提供科學(xué)依據(jù)，在涪陵區(qū)的長(zhǎng)江上游與長(zhǎng)壽區(qū)交界處設(shè)采水?dāng)嗝姊瘢ǜ⒘甓伍L(zhǎng)江入口，位于東經(jīng)107°06′、北緯29°44′），在長(zhǎng)江和烏江交匯前沿涪陵長(zhǎng)江一橋設(shè)采水?dāng)嗝姊颍ǜ⒘甓伍L(zhǎng)江匯合前沿，位于東經(jīng)107°23′、北緯29°43′），在長(zhǎng)江和烏江匯合處涪陵長(zhǎng)江三橋設(shè)采水?dāng)嗝姊螅ǜ⒘甓伍L(zhǎng)江和烏江匯合處，東經(jīng)107°24′′、北緯29°43′），涪陵長(zhǎng)江下游與豐都縣交界處設(shè)采水?dāng)嗝姊簦ǜ⒘甓伍L(zhǎng)江出口，東經(jīng)107°36′、北緯29°50′），在長(zhǎng)江和烏江匯合處涪陵烏江上設(shè)采水?dāng)嗝姊酰ǜ⒘甓伍L(zhǎng)江和烏江匯合處，東經(jīng)107°24′、北緯29°43′），在涪陵區(qū)的烏江上游與武隆縣交界處設(shè)采水?dāng)嗝姊觯ǜ⒘甓螢踅肟?，東經(jīng)107°31′、北緯29°20′）；每個(gè)采水段面按左中右設(shè)3個(gè)采樣點(diǎn)進(jìn)行取水（采水深度為0.5 m），中間采樣點(diǎn)增加采水點(diǎn)1個(gè)（采水深度為5 m）。詳見(jiàn)圖1。

2.2試驗(yàn)重復(fù)

根據(jù)試驗(yàn)設(shè)計(jì)的采水點(diǎn)和采水深度，項(xiàng)目組于2011年5月、8月、10月，2012年2月、5月、8月、10月，2013年2月、5月、8月進(jìn)行了10次重復(fù)采水試驗(yàn)。

2.3樣品采集

2011年5月至2013年8月在已設(shè)好的三峽庫(kù)區(qū)重慶涪陵段（長(zhǎng)江和烏江）的6個(gè)段面的采水點(diǎn)進(jìn)行取水，水樣取好經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)處理后，立即送實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行分析。

2.4檢測(cè)方法

除“NH4+-N”按《HJ 536-2009》（中華人民共和國(guó)國(guó)家環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)）檢測(cè)外，其余項(xiàng)目均參照《水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法》第四版（中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，2002年12月）方法進(jìn)行測(cè)定。

2.5評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

按照GB3838-2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行評(píng)價(jià)。

水質(zhì)變化趨勢(shì)評(píng)價(jià)分為三類五級(jí)。三類為上升、下降和無(wú)趨勢(shì)；五級(jí)為高度顯著上升、顯著上升、無(wú)趨勢(shì)、顯著下降和高度顯著下降。

2.6分析方法

主要對(duì)水中的總磷 （TP）、總氮（TN）、溶解氧（DOMn）、銨態(tài)氮（NH4+-N）、硝態(tài)氮（NO3--N）、五日生化需氧（BOD520）、化學(xué)耗氧量（CODCr）、高猛酸鹽指數(shù)等指標(biāo)項(xiàng)目采用表1分析方法進(jìn)行檢測(cè)。

3結(jié)果與分析

3.1不同段面營(yíng)養(yǎng)因子變化對(duì)水質(zhì)的影響

根據(jù)2011—2013年對(duì)三峽庫(kù)區(qū)重慶涪陵段水體不同段面營(yíng)養(yǎng)因子的變化分析得知：6個(gè)段面中，TN、TP、 NH4+-N檢測(cè)值均偏高，除“NH4+-N”為逐年上升外，“TN”以下降趨勢(shì)為主，“TP”變化趨勢(shì)不明顯，水質(zhì)單項(xiàng)評(píng)價(jià)為Ⅳ～Ⅴ類；其他檢測(cè)指標(biāo)基本穩(wěn)定，以下降或者無(wú)趨勢(shì)為主，水質(zhì)單項(xiàng)評(píng)價(jià)為Ⅰ～Ⅱ類（見(jiàn)表2）。通過(guò)3年的分析，段面Ⅱ較其他段面水質(zhì)差，因?yàn)槎蚊姊螂x城市近，受城市的污染嚴(yán)重些，要減少污染，必須進(jìn)行排污治理。

3.2不同段面同一營(yíng)養(yǎng)因子變化對(duì)水質(zhì)的影響

根據(jù)2011—2013年對(duì)三峽庫(kù)區(qū)重慶涪陵段水體不同段面的同一營(yíng)養(yǎng)因子的變化分析得知：在所有段面中，“NH4+-N”值逐年在上升，單項(xiàng)評(píng)價(jià)水質(zhì)為Ⅴ類，“TP”基本穩(wěn)定，無(wú)趨勢(shì)，水質(zhì)為Ⅳ～Ⅴ類，“TN”呈逐年下降趨勢(shì)，水質(zhì)為Ⅳ～Ⅴ類；“CODCr”和“高錳酸鹽指數(shù)”值以下降或者無(wú)趨勢(shì)為主，水質(zhì)為Ⅰ～Ⅲ類，其余指標(biāo)基本穩(wěn)定，水質(zhì)為Ⅰ類（見(jiàn)表2）。表明需加強(qiáng)對(duì)“NH4+-N”污染的治理。

3.3同一段面的營(yíng)養(yǎng)因子變化對(duì)水質(zhì)類型的影響

從表3可知，2011—2013年，同一段面，（單項(xiàng)指標(biāo)評(píng)價(jià)）不同因子檢測(cè)參數(shù)各類水質(zhì)所占比例分別為：段面Ⅰ. Ⅰ類占50.0%，Ⅲ、Ⅳ類各占12.5%，Ⅴ類占25.0%；段面Ⅱ. Ⅰ類占50.0%，Ⅲ類占12.5%，Ⅴ類占 37.5%；段面Ⅲ. Ⅰ類占37.5%，Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ各占12.5%，Ⅴ類占25.0%；段面Ⅳ. Ⅰ類占37.5%，Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ各占12.5%，Ⅴ類占25.0%；段面Ⅴ. Ⅰ類占50.0%，Ⅱ類各占12.5%，Ⅴ類占37.5%；段面Ⅵ. Ⅰ類占50.0%，Ⅱ類占12.5%，Ⅴ類占37.5%。表明離市區(qū)越近水質(zhì)越差。

3.4同一營(yíng)養(yǎng)因子在不同段面對(duì)水質(zhì)類型的影響

從表4可知，各段面“TN”劃為Ⅴ類，但含量呈逐年下降趨勢(shì)；“TP”以Ⅳ類水為主，變化以無(wú)趨勢(shì)為主；“NH4+-N”不容樂(lè)觀，3年來(lái)均為上升；“ NO3--N”全為Ⅰ類水，以無(wú)趨勢(shì)為主；“DO”全為Ⅰ類水，以上升為主；“BOD” 為Ⅰ類水，以無(wú)趨勢(shì)為主；“COD” Ⅰ類水和Ⅲ類水各半，以下降為主；高錳酸鹽指數(shù)以Ⅲ類水為主，但從3年來(lái)的檢測(cè)均值來(lái)看，呈逐年下降趨勢(shì)（見(jiàn)表4），說(shuō)明2013年比2011水質(zhì)的污染越來(lái)越嚴(yán)重。

4結(jié)論與討論

4.1低水位時(shí)水質(zhì)污染嚴(yán)重

在4個(gè)檢測(cè)水位（低水位、中水位、高水位和庫(kù)區(qū)最高蓄水位）當(dāng)中，污染較為嚴(yán)重的是低水位（150～155 m）和高水位（160～165 m），污染最輕的是最高蓄水位（170～175 m）。說(shuō)明在低水位（150～155 m）時(shí)庫(kù)容量最小，必須減輕農(nóng)業(yè)生產(chǎn)施肥期對(duì)水質(zhì)的影響，減少污染。

4.2離市區(qū)越近水質(zhì)越差

在6個(gè)監(jiān)測(cè)段面中，Ⅰ類水質(zhì)占26.1%，Ⅱ類水質(zhì)占17.4%，Ⅲ類水質(zhì)占17.4%，Ⅳ類水質(zhì)占13.0%，Ⅴ類水質(zhì)占26.1%，其中，段面Ⅱ污染較為嚴(yán)重，說(shuō)明離市區(qū)越近水質(zhì)越差，必須嚴(yán)格控制未經(jīng)處理的城市污水排入長(zhǎng)江。

4.3三峽庫(kù)區(qū)涪陵段水體富營(yíng)養(yǎng)化因子NH4+-N污染加重

在參與趨勢(shì)分析的8項(xiàng)參數(shù)中，上升趨勢(shì)比例大于下降趨勢(shì)比例的有NH4+-N，上升比例占100%，表明三峽庫(kù)區(qū)涪陵段NH4+-N污染加重；下降趨勢(shì)比例大于上升趨勢(shì)比例的有高錳酸鹽指數(shù)、TN，其中高錳酸鹽指數(shù)下降比例為50%，無(wú)趨勢(shì)占50%。必須控制NH4+-N 的排放。

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（責(zé)任編輯：丁志祥）