東平湖總磷污染來源的解析

侯 莉，張玲玲，張 倩

（泰安市生態(tài)環(huán)境局開發(fā)區(qū)分局，山東 泰安 271000）

近年來，隨著城市化進(jìn)程加快，工業(yè)廢水、生活污水、化肥、農(nóng)藥的農(nóng)田徑流，畜禽養(yǎng)殖業(yè)排放的廢水等排放增加，大量營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入河流，導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化，進(jìn)而造成水質(zhì)惡化，引發(fā)水體的二次污染[1]。通過對東平湖總磷來源進(jìn)行調(diào)查，了解東平湖總磷的來源及污染現(xiàn)狀，以期為東平湖的生態(tài)保護(hù)及水質(zhì)提升提供豐富材料。

1 研究區(qū)域概況

東平湖流域，主要位于山東省中部，地理坐標(biāo)在東經(jīng)116°～118°，北緯35.7°～36.6°，主要起源于沂源縣松崮山南麓，迂回西流，橫穿泰安市中部，流泰安市及濟(jì)寧市三個地級市9個縣級市，在東平縣馬口注入東平湖，再由東平湖陳山口出湖閘泄入黃河。流域地形復(fù)雜多變，支流眾多，從源頭至入湖口，自然落差362 m。它是黃河最末端的一條大支流，長208 km，總流域面積9 069 km2，其中在泰安市境內(nèi)長193 km，流域面積8 353 km2，其中東平湖面積627 km2，洪水蓄水量40億立方米，常年水面積120 km2，總蓄水量3～6億立方米[2]。

2 總磷年際變化

總磷（TP）包括溶解和不溶解的各種形式的磷酸鹽和含磷有機(jī)物。東平湖2014—2017年總磷年際變化如圖1所示。監(jiān)測期間，東平湖總磷呈先升高后降低的年際變化趨勢。其中，2014年4月總磷僅有個別點(diǎn)位超標(biāo)，2014年10月超過半數(shù)點(diǎn)位超標(biāo)。2015年總磷濃度也呈現(xiàn)春季低秋季高的趨勢，其中2015年10月總磷超標(biāo)最為嚴(yán)重，近80%的采樣點(diǎn)檢出總磷濃度超過Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，

圖1 東平湖總磷年際變化

最高值達(dá)到約0.30 mg/L，已經(jīng)超過V類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（湖庫V類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)限值為0.2 mg/L）。2016年4月—2017年4月東平湖整體水質(zhì)較好，僅個別點(diǎn)位出現(xiàn)總磷超標(biāo)情況。

3 東平湖總磷污染現(xiàn)狀

3.1 全流域地表水及南水北調(diào)東線總磷現(xiàn)狀

根據(jù)2018年5月的現(xiàn)場取樣調(diào)查，東平湖入湖河流周邊地表水（不含湖水水樣）中總磷的分析數(shù)據(jù)如表1。

表1 5月地表水樣品中總磷濃度統(tǒng)計結(jié)果

從表1可以看到，在分析的62個水樣中，總磷變化范圍為0.002 5～1.68 mg/L。總磷的均值為0.25 mg/L變異系數(shù)為1.60。在河流方面，以平陰縣距湖20 km范圍內(nèi)存在高值集中區(qū)。流域總磷濃度標(biāo)準(zhǔn)為0.2 m/L，而湖水中總磷濃度標(biāo)準(zhǔn)為0.05 mg/L，流域總磷濃度標(biāo)準(zhǔn)是湖水總磷濃度標(biāo)準(zhǔn)的4倍，從整體上看，流域上總磷超標(biāo)呈點(diǎn)源，如大汶河流域只有個別點(diǎn)超標(biāo)，整體流域不超標(biāo)。

3.2 東平湖內(nèi)總磷現(xiàn)狀

東平湖湖水樣品中總磷分析結(jié)果如表2和圖3。

表2 5月東平湖湖水樣品總磷濃度統(tǒng)計結(jié)果

從表2可以看到東平湖湖水，總磷變化范圍為0～0.13 mg/ L。平均值為0.039 mg/L，變異系數(shù)為0.65?？臻g分析顯示，東平湖全磷以西南側(cè)、北側(cè)含量較高，北側(cè)存在一定的入湖擴(kuò)散趨勢。

4 東平湖總磷污染來源解析

4.1 南水北調(diào)來水及大汶河對湖泊總磷的影響

在2018年對東平湖補(bǔ)給來源南水北調(diào)東線和大汶河進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測表明（見圖2），東平湖湖南和湖北監(jiān)控斷面僅有1月、3 月和4月調(diào)水期間總磷超標(biāo)，濃度超過0.05 mg/L，王臺大橋的監(jiān)測結(jié)果全年符合0.2 mg/L的河流標(biāo)準(zhǔn)，但在6月、9月和10月超過湖泊0.05 mg/L的標(biāo)準(zhǔn)。一方面表明通過南水北調(diào)的來水很有可能對湖水引起攪動作用，將沉積物中堆積的含磷物質(zhì)帶到上層水體之中，總磷含量上升，但隨著調(diào)水持續(xù)，出水增加及雨季到來，東平湖總磷濃度趨于穩(wěn)定，基本保持在0.04 mg/L左右；王臺大橋監(jiān)控斷面數(shù)據(jù)表明，大汶河來水對湖內(nèi)總磷存在一定的貢獻(xiàn)。另一方面也表明，即便大汶河來水超過湖泊的標(biāo)準(zhǔn)，但是進(jìn)入湖泊后，只是增加了負(fù)荷量，并未對東平湖總磷濃度產(chǎn)生影響，這也表明大汶河總磷對東平湖貢獻(xiàn)比例較小。

圖2 2018年1—12月大汶河和東平湖國控斷面總磷動態(tài)

4.2 企業(yè)對東平湖總磷含量的影響

企業(yè)來源是湖泊中總磷的主要來源之一[3]。東平湖附近的排污企業(yè)分布如圖3。從圖中可以看出，大汶河是東平湖的唯一入湖水源，沿線主要的排污口有14個，污染源為流域內(nèi)的城鎮(zhèn)生活污水和工業(yè)廢水等，其中工業(yè)污染90%以上的行業(yè)為化工、造紙、冶金和飲食等。改變不合理和粗放型的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式，大力推行以清潔生產(chǎn)為代表的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，推動流域內(nèi)的工業(yè)升級換代，嚴(yán)格監(jiān)控大汶河如東平湖的水源質(zhì)量，以此控制東平湖外源性營養(yǎng)物質(zhì)的輸入。

圖3 東平湖流域排污企業(yè)分布圖

4.3 農(nóng)業(yè)對湖水總磷影響潛在風(fēng)險分析

農(nóng)業(yè)面源污染問題越來越引起政府和學(xué)者們的重視。磷素是農(nóng)業(yè)面源污染和引發(fā)湖泊發(fā)生富營養(yǎng)化的主要因子之一。磷肥施用量的逐漸增加，土壤全磷含量總體水平也在不斷上升，超過了作物生長的需求并且普遍出現(xiàn)盈余現(xiàn)象。一方面導(dǎo)致施肥經(jīng)濟(jì)效益顯著下降，同時也會加大土壤磷素向水體流失的風(fēng)險，對流域水環(huán)境質(zhì)量構(gòu)成嚴(yán)重威脅。東平湖周邊存在大面積種植小麥和大蒜的農(nóng)田，對作物的農(nóng)藥和化肥的使用會增加土壤中磷的含量，因此會有部分磷元素隨降水和地表徑流等因素產(chǎn)生一定的影響。

5 結(jié)論

通過對東平湖總磷的年際變化規(guī)律進(jìn)行對比，理清了水體總磷的來源，為東平湖水體總體達(dá)標(biāo)提供管理的科學(xué)依據(jù)。