秀山縣湖庫(kù)水質(zhì)特征分析及富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)

王愛雯+楊建波+申婭+楊芳

摘要：為了解秀山縣境內(nèi)酉水河流域湖庫(kù)水體富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)，選取隘口水庫(kù)、鐘靈水庫(kù)、宋農(nóng)水庫(kù)、石堤水庫(kù)為研究對(duì)象，分析評(píng)價(jià)了4個(gè)水庫(kù)水質(zhì)特征及富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)。研究結(jié)果表明：4個(gè)水庫(kù)水質(zhì)狀況總體良好，均處于中營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)，綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)范圍在33.4～44.6之間，其順序?yàn)樗无r(nóng)水庫(kù)>石堤水庫(kù)>鐘靈水庫(kù)>隘口水庫(kù)；5個(gè)研究因子的營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)順序?yàn)門LI（TN）>TLI（chla）>TLI（SD）>TLI（TP）>TLI（CODMn）；TN是研究水庫(kù)富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)的決定性因素。

關(guān)鍵詞：秀山縣；湖庫(kù)；水質(zhì)特征；富營(yíng)養(yǎng)化

中圖分類號(hào)：X824

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-9944（2017）14-0056-02

1 引言

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，工業(yè)廢水和生活污水的排放量不斷增加，大量的N、P等營(yíng)養(yǎng)鹽輸入環(huán)境水體，引發(fā)水體富營(yíng)養(yǎng)化，造成水生態(tài)系統(tǒng)失衡。目前，水體富營(yíng)養(yǎng)化已成為全球普遍存在的環(huán)境問題，尤其是湖泊、水庫(kù)等封閉或半封閉水體的富營(yíng)養(yǎng)化已成為全球水污染關(guān)注的焦點(diǎn)之一[1]。

近年來，開展湖泊、水庫(kù)富營(yíng)養(yǎng)化的研究報(bào)道較多，但主要集中在大中型水庫(kù)、湖泊、半封閉海灣等。對(duì)重慶市大中型水庫(kù)的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，70%以上的水庫(kù)達(dá)到富營(yíng)養(yǎng)化[2]。秀山縣在重慶市功能區(qū)域劃分中被定位為渝東南生態(tài)保護(hù)發(fā)展區(qū)，區(qū)域內(nèi)水域功能的湖庫(kù)水體環(huán)境保護(hù)受到各方關(guān)注，但目前尚無對(duì)于該區(qū)域湖庫(kù)的富營(yíng)養(yǎng)研究。因此，選擇秀山縣境內(nèi)酉水河流域的湖庫(kù)（隘口水庫(kù)、鐘靈水庫(kù)、宋農(nóng)水庫(kù)、石堤水庫(kù)）為研究對(duì)象，通過水體富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)法對(duì)區(qū)域內(nèi)湖庫(kù)水質(zhì)進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，以期為秀山縣湖庫(kù)富營(yíng)養(yǎng)化控制和生態(tài)環(huán)境保護(hù)提供參考。

2 材料與方法

2.1 樣品采樣和分析

以秀山縣境內(nèi)酉水河流域的隘口水庫(kù)（E：108.8054°，N：28.3259°）、鐘靈水庫(kù)（E：109.0559°，N：28.2841°）、宋農(nóng)水庫(kù)（E：109.1117°，N：28.6837°）、石堤水庫(kù)（E：109.1836°，N：28.7630°）為研究對(duì)象，以4個(gè)水庫(kù)的庫(kù)心為監(jiān)測(cè)點(diǎn)。按照《地表水和污水監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》（HJ/T 91-2002）[3]的技術(shù)要求，采用有機(jī)玻璃采樣器，于2016年3月～2017年2月分別在4個(gè)水庫(kù)采集水樣。選擇《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）[4]中規(guī)定的方法進(jìn)行測(cè)定，其中總氮（TN）、總磷（TP）、葉綠素a（chal）等采用可見分光光度計(jì)進(jìn)行測(cè)定，高錳酸鹽指數(shù)（CODMn）采用滴定法測(cè)定，透明度（SD）采用塞氏盤法測(cè)定。選擇總氮（TN）、總磷（TP）、高錳酸鹽指數(shù)（CODMn）、葉綠素a（chal）、透明度（SD）等5項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行水體富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)。

2.2 評(píng)價(jià)方法

水體富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)的方法采《地表水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)辦法（試行）》中規(guī)定的綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法（TLI（∑））進(jìn)行，評(píng)價(jià)指標(biāo)包括總氮（TN）、總磷（TP）、高錳酸鹽指數(shù)（CODMn）、葉綠素a（chal）、透明度（SD）等5個(gè)指標(biāo)，其計(jì)算公式如下：

3 結(jié)果與討論

3.1 水質(zhì)結(jié)果及特征

研究流域4個(gè)水庫(kù)水體中總氮（TN）、總磷（TP）、高錳酸鹽指數(shù)（CODMn）、葉綠素a（chal）、透明度（SD）等5個(gè)指標(biāo)的含量及特征見表3。按《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）Ⅲ級(jí)標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)，4個(gè)水庫(kù)水體中CODMn濃度范圍為0.05～2.2 mg/L，符合Ⅲ級(jí)標(biāo)準(zhǔn)限值要求，有研究表明，當(dāng)CODMn濃度超過4 mg/L時(shí)，水體受有機(jī)污染[5]，測(cè)定結(jié)果表明：4個(gè)水庫(kù)CODMn濃度均小于4mg/L，說明研究水庫(kù)未受有機(jī)污染；TP濃度范圍為0.01～0.04mg/L，符合Ⅲ級(jí)標(biāo)準(zhǔn)限值要求；TN濃度范圍為1.15～5.24 mg/L，超標(biāo)率為100%，其中宋農(nóng)水庫(kù)TN均值為3.80 mg/L，表明受N影響最為明顯。根據(jù)《地表水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)辦法（試行）》的規(guī)定，湖庫(kù)TN指標(biāo)作為參考指標(biāo)進(jìn)行單獨(dú)評(píng)價(jià)，故剔除TN的影響，研究的4個(gè)水庫(kù)水體中TP、CODMn濃度均低于《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)限值，說明湖庫(kù)水環(huán)境質(zhì)量狀況總體良好。

從各因子變異系數(shù)看，5個(gè)研究因子變異系數(shù)順序?yàn)椋篢N>TP>CODMn>chal>SD，其變異系數(shù)范圍為：5.8%～61.3%，其中TN和TP的變異系數(shù)分別為61.3%和52.7%，表明研究水體已經(jīng)受到人為活動(dòng)的明顯影響[6]，同時(shí)反映出TN和TP受人為因素影響較為明顯。有研究表明，當(dāng)水體中ρ（TN）/ρ（TP）在12∶1～13∶1范圍內(nèi)時(shí)，藻類最容易生長(zhǎng)，當(dāng)該比值小于4時(shí)， N元素成為水體富營(yíng)養(yǎng)化的限制性因素[7]。對(duì)研究湖庫(kù)水體中TN/TP計(jì)算發(fā)現(xiàn)：其比值在70～95，故4個(gè)水庫(kù)中N元素不是發(fā)生富營(yíng)養(yǎng)化的限制性因素。綜上所述，TN和TP受人為影響較為明顯，應(yīng)加強(qiáng)流域內(nèi)湖庫(kù)水體中TN和TP的控制，尤其是TN的防治。

3.2 富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)

由表4可以看出，隘口水庫(kù)、鐘靈水庫(kù)、宋農(nóng)水庫(kù)、石堤水庫(kù)4個(gè)水庫(kù)均處于中營(yíng)養(yǎng)水平，綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)范圍在33.4～44.6之間，其順序?yàn)樗无r(nóng)水庫(kù)>石堤水庫(kù)>鐘靈水庫(kù)>隘口水庫(kù)。

根據(jù)世界經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織（OECD）富營(yíng)養(yǎng)化單因子（chla）評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)（chla<3 mg/m³為貧營(yíng)養(yǎng)，3～11 mg/m³為中營(yíng)養(yǎng)，11～78 mg/m³為富營(yíng)養(yǎng)，>78 mg/m³為嚴(yán)重富營(yíng)養(yǎng)）[8]，結(jié)合表3結(jié)果，葉綠素a（chla）濃度范圍為3.22～7.01 mg/L，也說明研究的4個(gè)水庫(kù)處于中營(yíng)養(yǎng)水平。研究的各項(xiàng)營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)占綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)的比重發(fā)現(xiàn)：5個(gè)因子所占比重順序?yàn)門LI（TN）>TLI（chla）>TLI（SD）>TLI（TP）>TLI（CODMn），其中TLI（TN）、TLI（chla）和TLI（SD）分別占30.7%、29.4%和21.2%，TLI（TP）占15.3%，TLI（CODMn）所占比重最小為3.4%；說明TN是研究水庫(kù)富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)的決定性因素，這與前節(jié)水質(zhì)結(jié)果與特征分析結(jié)果基本一致，故應(yīng)加強(qiáng)研究水體中N元素的輸入控制。

4 結(jié)論

（1）研究期間，隘口水庫(kù)、鐘靈水庫(kù)、宋農(nóng)水庫(kù)、石堤水庫(kù)等4個(gè)水庫(kù)水質(zhì)狀況總體良好。4個(gè)水庫(kù)水體中TP、CODMn濃度均低于《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)限值。

（2）綜合富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)法結(jié)果表明，4個(gè)水庫(kù)水體均處于中營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)，綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)范圍在33.4～44.6之間，其順序?yàn)樗无r(nóng)水庫(kù)>石堤水庫(kù)>鐘靈水庫(kù)>隘口水庫(kù)。

（3）5個(gè)研究因子的營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)順序?yàn)椋篢LI（TN）>TLI（chla）>TLI（SD）>TLI（TP）>TLI（CODMn），說明TN是研究水庫(kù)富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)的決定性因素。

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