水庫(kù)水質(zhì)現(xiàn)狀及富營(yíng)養(yǎng)化研究

摘要：針對(duì)水庫(kù)水質(zhì)及富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)狀，通過(guò)調(diào)查法、文獻(xiàn)分析法、觀察法，以長(zhǎng)樂(lè)區(qū)農(nóng)村萬(wàn)人千噸飲用水源的監(jiān)測(cè)情況為例，在水庫(kù)內(nèi)設(shè)置采樣點(diǎn)，根據(jù)水庫(kù)水質(zhì)現(xiàn)狀分析了水庫(kù)中葉綠素a、總磷之間的關(guān)系，掌握區(qū)域調(diào)蓄水庫(kù)的富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)。發(fā)現(xiàn)水庫(kù)水質(zhì)現(xiàn)狀及富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題，提出了水庫(kù)水質(zhì)現(xiàn)狀及富營(yíng)養(yǎng)化等應(yīng)對(duì)措施，以此預(yù)防污染物在水庫(kù)底部堆積引發(fā)的富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：水庫(kù) 水質(zhì)現(xiàn)狀 富營(yíng)養(yǎng)化 飲用水

Research on the Current Status of Reservoir Water Quality and Eutrophication

LI XiangmeiFuzhou Changle Environmental Monitoring Station， Fuzhou， Fujian Province， 350299 China

Abstract： Based on the the current situation of water quality and eutrophication in reservoirs， taking the monitoring of a thousand ton drinking water source for thousands of rural people in Changle District as an example， this article used survey， literature analysis， and observation methods to set up Sampling points. The relationship between chlorophyll-a and total phosphorus in the reservoir was analyzed according to the current water quality status， and the eutrophication status of the regional regulated storage reservoir was grasped. It’s found the current situation of water quality and eutrophication in the reservoir， and proposed measures to prevent eutrophication caused by the accumulation of pollutants at the bottom of the reservoir.

Key Words： Reservoir; Current water quality status; Eutrophication; Drinking water

水體發(fā)生富營(yíng)養(yǎng)化情況，會(huì)直接影響人類(lèi)生活與生物維生存。為了輔助藻類(lèi)生物繁殖，防止水體內(nèi)溶解氮含量發(fā)生下降，避免引發(fā)水質(zhì)惡化，以及防止福州市長(zhǎng)樂(lè)區(qū)水庫(kù)水質(zhì)惡化，相關(guān)人員應(yīng)通過(guò)監(jiān)測(cè)水庫(kù)水質(zhì)現(xiàn)狀與富營(yíng)養(yǎng)化情況了解當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)是否平衡。本文采用案例分析法對(duì)水庫(kù)或附近河流情況進(jìn)行了解，將范圍確認(rèn)為長(zhǎng)樂(lè)區(qū)，確認(rèn)其是受到降雨等天氣影響導(dǎo)致生物殘骸、污染物在水庫(kù)底部堆積引發(fā)的富營(yíng)養(yǎng)化情況，并加以研究和處理，從而掌握2022—2023年度萬(wàn)人千噸飲用水源監(jiān)測(cè)情況，確認(rèn)當(dāng)?shù)厮|(zhì)類(lèi)別節(jié)本為II～I(xiàn)II類(lèi)，使相關(guān)熱源結(jié)合現(xiàn)有水庫(kù)富養(yǎng)化情況，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行防控，對(duì)水庫(kù)加以保護(hù)，控制污染物排放量。通過(guò)水庫(kù)管理的方式，才能發(fā)現(xiàn)并實(shí)現(xiàn)對(duì)水質(zhì)問(wèn)題的預(yù)防和處理，從而展現(xiàn)出水庫(kù)水質(zhì)富營(yíng)養(yǎng)化情況的監(jiān)測(cè)價(jià)值。

1 水庫(kù)水質(zhì)與富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)狀

1.1 案例分析

本文結(jié)合長(zhǎng)樂(lè)區(qū)農(nóng)村萬(wàn)人千噸飲用水源監(jiān)測(cè)結(jié)果統(tǒng)計(jì)情況展開(kāi)研究。根據(jù)相應(yīng)斷面、日供水規(guī)模等情況，監(jiān)測(cè)水質(zhì)類(lèi)別及其富營(yíng)養(yǎng)化程度。根據(jù)2022—2023年數(shù)據(jù)，可以展現(xiàn)當(dāng)?shù)厮|(zhì)現(xiàn)狀，具體見(jiàn)表1。

對(duì)于地表飲用水水源地水質(zhì)評(píng)價(jià)方式，需要執(zhí)行《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838—2002）Ⅲ類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)。水質(zhì)評(píng)價(jià)方法參照《地表水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)方法（試行）》（環(huán)辦〔2011〕22號(hào)）進(jìn)行評(píng)價(jià)。水質(zhì)類(lèi)別評(píng)價(jià)采用單因子評(píng)價(jià)法，所涉及項(xiàng)目指標(biāo)（除水溫、化學(xué)需氧量、總氮和糞大腸菌群不參與評(píng)價(jià)外）以類(lèi)別最高的一項(xiàng)為最終本年份水庫(kù)的水質(zhì)類(lèi)別。從表1中可以看出，水庫(kù)的水質(zhì)類(lèi)別基本取決于總磷的濃度。

1.2 水質(zhì)影響因子分析

根據(jù)表1內(nèi)容了解到，當(dāng)前，各斷面水體內(nèi)的硫酸鹽含量總趨勢(shì)有所增加，三溪水庫(kù)的變化最為明顯，從4.90 mg/L上升至6.04 mg/L；王墓口水庫(kù)從4.15 mg/L上升至4.31 mg/L，其原因在于，受天氣變化影響致使水體溫度呈現(xiàn)出不穩(wěn)定狀態(tài)，導(dǎo)致硫酸鹽的含量有所增加；在中街水庫(kù)中，硫酸鹽含量從5.14 mg/L下降至4.49 mg/L；岱西水庫(kù)的硫酸鹽含量從4.18 mg/L下降至3.78 mg/L，可能受到當(dāng)?shù)剜l(xiāng)鎮(zhèn)的集中式供水建設(shè)活動(dòng)影響，使之發(fā)生改變。同時(shí)，根據(jù)各水庫(kù)的氰化物含量可知，水庫(kù)氰化物含量皆為0.004L，屬于I類(lèi)水，不存在污染類(lèi)水質(zhì)級(jí)別。但當(dāng)?shù)匾矐?yīng)重視生活污水及農(nóng)業(yè)灌溉等領(lǐng)域的水體，防止其通過(guò)表層徑流進(jìn)入水庫(kù)，引發(fā)污染問(wèn)題。

1.3 水質(zhì)評(píng)價(jià)方法

1.3.1" 單因子水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)

根據(jù)當(dāng)?shù)厍闆r，結(jié)合水質(zhì)斷面，掌握相對(duì)嚴(yán)重的污染因子。經(jīng)監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，2022—2023年，總氮時(shí)常超標(biāo)。2022年，中街水庫(kù)總氮年均值為1.16 mg/L，王墓口水庫(kù)為1.03 mg/L，達(dá)到IV類(lèi)，超標(biāo)。2023年，三溪水庫(kù)總氮年均值為1.26 mg/L，王墓口水庫(kù)為1.08 mg/L，達(dá)到IV類(lèi)，超標(biāo)；中街水庫(kù)年均值為2.99 mg/L，達(dá)到劣V類(lèi)，嚴(yán)重超標(biāo)；岱西水庫(kù)總氮年均值雖達(dá)到III類(lèi) ，但也在超標(biāo)臨界狀態(tài)。由此可見(jiàn)，總氮因子相對(duì)嚴(yán)重，以此作為水質(zhì)識(shí)別系數(shù)并按照水環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)，使相關(guān)人員能夠做出合理評(píng)價(jià)。通過(guò)單因子的計(jì)算方式，按公式（1）進(jìn)行計(jì)算。

式（1）中：表示污染物的單個(gè)因子水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)；表示為各水質(zhì)指標(biāo)中的水質(zhì)類(lèi)別；表示所監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)在?水質(zhì)中產(chǎn)生的變化值；表示功能區(qū)域及水質(zhì)類(lèi)別之間進(jìn)行比較的結(jié)果，其中，功能區(qū)的類(lèi)別都以II類(lèi)水質(zhì)為主。由此說(shuō)明，還需保持對(duì)山間溪流、河谷和雨水等流經(jīng)水域的警惕。

1.3.2 綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)法

以當(dāng)?shù)厮|(zhì)情況為主，除、、外，增加表示為水體中目標(biāo)功能標(biāo)準(zhǔn)和綜合水質(zhì)級(jí)別的比較結(jié)果，并列出計(jì)算公式，具體如公式（2）所示。

式（2）中： 表示綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)。如此，則可通過(guò)公式計(jì)算，獲得水質(zhì)中單個(gè)因素是否在斷面中存在超標(biāo)情況。

1.3.3" 綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法

結(jié)合長(zhǎng)樂(lè)區(qū)農(nóng)村萬(wàn)人千噸飲用水源監(jiān)測(cè)結(jié)果可知，選取表1中總磷、總氮、高錳酸鹽指數(shù)、透明度、葉綠素a 這5個(gè)年均值指標(biāo)，由此實(shí)現(xiàn)對(duì)當(dāng)?shù)馗粻I(yíng)養(yǎng)化情況的評(píng)價(jià)。同時(shí)，需按照公式（3），確認(rèn)具體評(píng)價(jià)指標(biāo)。

（3）

式（3）中： 表示綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)；表示單個(gè)因子中的營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)；表示為參評(píng)的指標(biāo)個(gè)數(shù)。若 小于30，則表示為貧營(yíng)養(yǎng)級(jí)；若 在30～50之間，則表示為中營(yíng)養(yǎng)級(jí)；若 在50～60之間；則表示為輕度富營(yíng)養(yǎng)級(jí)； 若在60～70之間，則表示為中度富營(yíng)養(yǎng)級(jí)；若在60～70之間，則表示為重度富營(yíng)養(yǎng)級(jí)。經(jīng)計(jì)算，顯示近兩年中街水庫(kù)綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)為41.6和39.5，王墓口水庫(kù)為49.2和45.6，三溪水庫(kù)為42.2和45.9，岱西水庫(kù)為43.9和35.3，營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)皆為中營(yíng)養(yǎng)級(jí)。

2 水庫(kù)水質(zhì)現(xiàn)狀與富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題

2.1 威脅居民身體健康

長(zhǎng)樂(lè)區(qū)的水庫(kù)分布較廣，在所選擇的三溪水庫(kù)、岱西水庫(kù)、王墓口水庫(kù)和中街水庫(kù)中，不論哪一個(gè)水庫(kù)內(nèi)的藻類(lèi)過(guò)度繁殖，都會(huì)增加其在生長(zhǎng)發(fā)育期間的有毒物質(zhì)，產(chǎn)生大量微囊藻毒素等。一旦其通過(guò)土壤和水體傳播，或經(jīng)過(guò)食物鏈被人體接觸，都會(huì)直接影響人類(lèi)健康[1]。

2.2 影響生態(tài)系統(tǒng)平衡

水庫(kù)水質(zhì)的富氧化嚴(yán)重，勢(shì)必會(huì)對(duì)水體造成污染。人們將生活污水隨意排放，或化工、鋼鐵、制藥等工業(yè)行業(yè)將廢水排放進(jìn)入河流，都會(huì)導(dǎo)致水體中磷等物質(zhì)增加。若持續(xù)累積，則會(huì)造成水體富氧化。此外，化肥、農(nóng)藥等的大量使用容易造成區(qū)域水體污染，或其在土壤中和在植物上方殘留，都會(huì)零容到附近環(huán)境，尤其是水體[2]。磷和氮等含量增加則會(huì)造成水體富氧化情況的出現(xiàn)，導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)的平衡受到威脅[3]。

3 應(yīng)對(duì)措施

3.1 做好前期預(yù)防工作

若水庫(kù)內(nèi)的藻類(lèi)發(fā)生水華，則會(huì)像慢性病一般很難完全治愈。因此，相關(guān)人員需以防控的方式降低水華危害所帶來(lái)的影響，以預(yù)防的手段來(lái)減少損失。

相關(guān)人員應(yīng)加強(qiáng)對(duì)流域的控制，掌握水庫(kù)營(yíng)養(yǎng)負(fù)荷情況并減少其輸入量，利用污水脫氮除磷技術(shù)、截污工程等建設(shè)方式，保證上游出現(xiàn)輕度污染的水體能夠進(jìn)行隔離，防止未受到污染的水體變?yōu)檩p度污染水體[4]；還應(yīng)消減營(yíng)養(yǎng)鹽、管控有害化學(xué)品、清污處理等，實(shí)現(xiàn)對(duì)內(nèi)源營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的控制。

3.2 合理建設(shè)水庫(kù)生態(tài)系統(tǒng)

相關(guān)單位為滿足水庫(kù)的合理領(lǐng)域要求，還應(yīng)采用下述手段，以保持水庫(kù)生態(tài)系統(tǒng)的平衡。

3.2.1" 調(diào)整魚(yú)類(lèi)種群

通過(guò)過(guò)濾性的魚(yú)類(lèi)養(yǎng)殖方式，避免水庫(kù)中出現(xiàn)過(guò)量水藻，有效控草和固碳，實(shí)現(xiàn)對(duì)周?chē)蛩锶郝涞母纳?，讓區(qū)域內(nèi)水生群落的組成更完整。

3.2.2" 恢復(fù)濕地系統(tǒng)

第一，從水庫(kù)周?chē)臐竦叵到y(tǒng)入手，通過(guò)加強(qiáng)對(duì)污染物控制的方式，有效增強(qiáng)濕地的污染物凈化功能。第二，通過(guò)修復(fù)水生植被的方式，增加先鋒物種在當(dāng)?shù)氐膽?yīng)用，以優(yōu)良物種的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)對(duì)當(dāng)?shù)厣郝涞呐渲?，避免外?lái)物種對(duì)當(dāng)?shù)厮畮?kù)中的物種進(jìn)行侵害。第三，通過(guò)系統(tǒng)性整體性項(xiàng)目的開(kāi)展，使長(zhǎng)樂(lè)區(qū)和閩侯等周邊地區(qū)同頻共振，提高恢復(fù)濕地系統(tǒng)的效率[5]。

3.2.3" 增設(shè)生態(tài)緩沖帶

相關(guān)單位應(yīng)堅(jiān)持因地制宜的原則，實(shí)現(xiàn)對(duì)緩沖帶的設(shè)置，盡可能避免人為干擾而影響水庫(kù)的生態(tài)平衡。選擇緩沖帶所在位置，實(shí)現(xiàn)對(duì)緩沖帶結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，注重其功能、景觀，適當(dāng)清退設(shè)置在緩沖帶中的魚(yú)塘、農(nóng)田和景點(diǎn)，以展現(xiàn)區(qū)域的多自然性，延長(zhǎng)生態(tài)緩沖帶的使用年限。

3.3 調(diào)控庫(kù)內(nèi)氮磷污染物

長(zhǎng)樂(lè)區(qū)內(nèi)，幾個(gè)水庫(kù)特色不僅體現(xiàn)在它的水，更體現(xiàn)在附近山、石方面。因此，當(dāng)?shù)氐男钏螤钕鄬?duì)特殊，多數(shù)入庫(kù)的水體是由于河流匯集而來(lái)。若上游區(qū)域輸入水體中存在營(yíng)養(yǎng)鹽及顆粒物過(guò)多的情況，則可能在后續(xù)經(jīng)過(guò)次區(qū)沉積時(shí)難以向下游的湖區(qū)進(jìn)行遷移，影響水體的應(yīng)用。對(duì)此，應(yīng)采用地表徑流污水的控制方式，把控外源營(yíng)養(yǎng)鹽的輸入，同時(shí)采用相應(yīng)的庫(kù)區(qū)內(nèi)源等污染物質(zhì)控制方法，方可有效增加水庫(kù)下游的水體流量，降低水庫(kù)富營(yíng)養(yǎng)化水平，從而充分展現(xiàn)水體的應(yīng)用價(jià)值。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，根據(jù)上述水庫(kù)水質(zhì)現(xiàn)狀及負(fù)氧化情況，可得出以下結(jié)論：（1）做好前期預(yù)防工作，以控制流域、消減營(yíng)養(yǎng)鹽、做好監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)等預(yù)防手段減少水庫(kù)損失；（2）合理建設(shè)水庫(kù)生態(tài)系統(tǒng)，調(diào)整魚(yú)類(lèi)種群、恢復(fù)濕地系統(tǒng)，，增設(shè)生態(tài)緩沖帶，方可保持水庫(kù)生態(tài)系統(tǒng)的平衡；（3）采取調(diào)控庫(kù)內(nèi)氮磷污染物、開(kāi)展綜合治理活動(dòng)。相關(guān)部門(mén)還應(yīng)注重水體富營(yíng)養(yǎng)化這一過(guò)程，合力守護(hù)我們共同的水資源。

參考文獻(xiàn)

[1]ALMEIDA M，COELHO P. Improving the accuracy of an integrated watershed-reservoir water quality modeling approach （SWAT and CE-QUAL-W2） in data scarce watersheds[J].Journal of Hydrology， 2024， 644：132076.

[2]陳振宙.基于DPSIR模型的磨盤(pán)山水庫(kù)水環(huán)境安全評(píng)價(jià)[D].哈爾濱：黑龍江大學(xué)， 2024.

[3]張瑞麗，宋濤.亳州城南調(diào)蓄水庫(kù)水質(zhì)現(xiàn)狀及富營(yíng)養(yǎng)化分析[J].當(dāng)代化工研究，2023 （16）： 46-48.

[4]朱文杰，姜玲，趙穎.安峰水庫(kù)水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)及富營(yíng)養(yǎng)化分析[J].水土保持應(yīng)用技術(shù)，2023 （1）： 34-36.

[5]吳柯岑.三岔水庫(kù)水質(zhì)現(xiàn)狀及富營(yíng)養(yǎng)化狀況分析[J].四川水利， 2023， 44 （1）： 108-111.