丹江口流域總氮時空分布特征研究

吳德文，常樂

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丹江口流域總氮時空分布特征研究

吳德文1，常樂2

（1.十堰市環(huán)境保護(hù)監(jiān)測站，湖北 十堰 442000；2.南水北調(diào)中線渠首環(huán)境監(jiān)測應(yīng)急中心，河南 南陽 473000）

從丹江口全流域出發(fā)，對流域內(nèi)主要入庫河流和庫區(qū)水體TN進(jìn)行了空間上的全面調(diào)查，并分析了TN的時間變化情況。結(jié)果表明，丹江口流域庫區(qū)TN各斷面濃度均低于1.5 mg/L，穩(wěn)定達(dá)到地表水Ⅳ類水標(biāo)準(zhǔn)。入庫河流TN在1.00~9.61 mg/L之間，年均值為2.84 mg/L，空間上表現(xiàn)為入庫河流高于庫區(qū)。環(huán)庫支流水體TN季節(jié)變化趨勢較為相似，不同水期的濃度大小依次為豐水期<平水期<枯水期，庫區(qū)水體中TN較2012年有較大改善，但TN濃度均值為1.16 mg/L，仍超過地表III類標(biāo)準(zhǔn)，多條入湖河流的水質(zhì)不降返升，其中神定河、泗河等城市河流水質(zhì)指標(biāo)濃度雖有降低，但仍未擺脫為V~劣V類水質(zhì)，污染仍然很嚴(yán)重，對保證南水北調(diào)供水安全存在一定威脅，建議持續(xù)開展區(qū)域TN來源分析，推進(jìn)建立水源區(qū)TN總量控制制度，以保證今后丹江口水庫供水安全。

丹江口；河流水質(zhì)；總氮；水質(zhì)評價

1 引言

氮是湖泊生態(tài)系統(tǒng)中重要的生源要素，是湖泊富營養(yǎng)化過程中關(guān)鍵的影響要素之一[1]。丹江口水庫是飲用水源地，TN未被列入水質(zhì)評價指標(biāo)體系，但是不同形態(tài)氮之間會發(fā)生轉(zhuǎn)化，因此TN對于丹江口庫區(qū)水環(huán)境質(zhì)量仍存在潛在威脅。近年來，針對庫區(qū)水體TN偏高問題，部分學(xué)者進(jìn)行了探索研究，但是針對丹江口全流域水體TN污染情況調(diào)查的相關(guān)內(nèi)容罕見報道。本文從全流域出發(fā)，對丹江口水庫流域的TN進(jìn)行全面調(diào)查，以明確丹江口水庫流域TN的時空分布情況，對后期丹江口水庫水質(zhì)保護(hù)工作具有重要意義。

2 總氮空間分布特征

丹江口庫區(qū)上覆水TN在1.00~1.30 mg/L之間，年均值為1.16 mg/L。值得提出的是，庫區(qū)TN各斷面濃度均低于1.5 mg/L，穩(wěn)定達(dá)到地表水Ⅳ類水標(biāo)準(zhǔn)。入庫河流TN在1.00~9.61 mg/L之間，年均值為2.84 mg/L。從空間分布來看，入庫河流TN濃度普遍高于庫區(qū)，具體如圖1所示。丹江口流域水體TN空間分布特征與其污染來源、土地利用類型、水文條件、降雨等密切相關(guān)[2]。十堰市城區(qū)河流氮的污染主要來源于城鎮(zhèn)生活及工業(yè)源；老灌河氮主要來源于農(nóng)村排放廢水、養(yǎng)殖廢水和農(nóng)藥化肥流失等。此外，水土流失攜帶的周邊土壤中的氮也是造成水體TN濃度偏高的原因之一。

3 總氮的季節(jié)變化特征

庫區(qū)陶岔斷面TN在1月和11月出現(xiàn)較低值，其余月份差異不明顯。壩上中、江北大橋、何家灣水體TN季節(jié)變化趨勢相似，2～6月TN濃度呈增加的趨勢，7月TN濃度有所降低，冬季后，庫區(qū)TN呈降低趨勢。庫區(qū)斷面TN濃度始終不超過1.5 mg/L，處于地表水Ⅳ類水水平。

1~5月份，丹江及其支流老灌河和淇河、丹江流域入庫河流中TN也呈逐漸下降趨勢；7月進(jìn)入豐水期，降雨及地表徑流攜帶進(jìn)入水體的氮增加，從而導(dǎo)致水體中的TN有所升高[2]。

漢江流域入庫河流水體中TN無明顯的季節(jié)性變化特征，可能是因?yàn)門N受地表徑流、降水、水生生物生長、微生物活性等多種因素影響，污染物來源較為復(fù)雜。

各環(huán)庫支流水體TN季節(jié)變化特征較為相似，不同水期的濃度大小依次為豐水期<平水期<枯水期[2]。因?yàn)殛窈?、泗河、神定河是十堰市城區(qū)的主要納污河流，污染物來源較穩(wěn)定，豐水期降水量大，污染物得到稀釋，水中TN濃度較??；在枯水期，降水量小，水體TN濃度較高。

丹江口流域水體TN季節(jié)變化如圖2所示。

圖1 丹江口流域水體氮空間分布特征

圖2 丹江口流域水體TN季節(jié)變化

4 總氮年際變化特征

2006—2017年丹江口庫區(qū)水體TN濃度變化如圖3所示。庫區(qū)TN濃度整體呈先上升后下降的趨勢，其中壩上中、何家灣、江北大橋3個斷面TN濃度的年際變化規(guī)律較為相似，10年來水體TN基本維持在IV類水平。2006—2009年，TN濃度變化幅度不大，從2010年后TN濃度呈上升趨勢，在2013年濃度有所下降。陶岔斷面2006—2008年TN處于III類水質(zhì)，2008年開始TN開始持續(xù)上升。截至到2012年水質(zhì)惡化為V類，2013年開始TN有所下降，水質(zhì)由V類好轉(zhuǎn)為IV類，2015年開始大幅度下降，2016和2017年再次恢復(fù)到III類水質(zhì)。TN濃度在2012年以后開始有所降低，但幅度不大，仍然維持在地表水IV類水平，這可能是因?yàn)門N不是飲用水水質(zhì)的考核指標(biāo)，同時TN的來源又相對復(fù)雜，治理存在一定難度。

圖3 丹江口庫區(qū)水體TN的年際變化

5 結(jié)論

調(diào)查數(shù)據(jù)表明，水庫水體中的TN較2012年有較大改善，但TN濃度均值為1.16 mg/L，仍超過地表III類標(biāo)準(zhǔn)，多條入湖河流的水質(zhì)不降返升，其中神定河、泗河等城市河流水質(zhì)指標(biāo)濃度雖有降低，但仍未擺脫為V~劣V類，污染仍然很嚴(yán)重，對保證南水北調(diào)供水安全存在一定威脅；丹江入境斷面荊紫關(guān)、老灌河入境斷面三道河TN濃度都較2012年有所增加，淇河入境斷面上河、漢江入境斷面羊尾TN濃度改善程度并不明顯。

建議持續(xù)開展區(qū)域TN來源分析，推進(jìn)建立水源區(qū)TN總量控制制度[3]；加強(qiáng)TN排放日常監(jiān)管，逐步擴(kuò)大TN統(tǒng)計范圍，形成覆蓋工業(yè)企業(yè)、生活污水、生活垃圾、畜禽養(yǎng)殖等重點(diǎn)污染源的監(jiān)測統(tǒng)計體系[4]，為TN防控奠定數(shù)據(jù)基礎(chǔ)；按照《水污染防治行動計劃》要求，在水源區(qū)開展TN總量控制，研究建立TN約束性指標(biāo)體系，增加固定源排污許可證中TN的許可排放量要求，嚴(yán)格控制新增TN排放固定源。

［1］張耀，余萍萍，肖紅，等.紅楓湖水體中氮的季節(jié)變化特征研究［J］.貴州科學(xué)，2019，37（01）：83-87.

［2］王書航，王雯雯，姜霞，等.丹江口水庫水體氮的時空分布及入庫通量［J］.環(huán)境科學(xué)研究，2016，29（07）：995-1005.

［3］劉文來.巢湖流域水生態(tài)功能分區(qū)與管理［J］.安徽農(nóng)學(xué)通報，2019，25（04）：113-115.

［4］沈興剛，栗霞，董清國，等.農(nóng)村生活污水治理現(xiàn)狀及對策研究［J］.環(huán)境與發(fā)展，2018，30（12）：49-50.

2095－6835（2019）07－0084－02

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10.15913/j.cnki.kjycx.2019.07.084

〔編輯：王霞〕