摘要:根据近年水质监测结果,着重研究山美水库库区及进水水质分布特征,评价和预测库区富营养化程度及变化趋势。结果表明:从入库、库区至出库的表层水体,除ph之外,do、codmn和bod5浓度呈递减趋势,入库前后浓度降低尤其显著;而tn、no32--n和tp浓度除入库前后有所降低之外,其他呈递增趋势。现状水体富营养化水平为中营养;预测2010至2015年,水体富营养水平由中营养向中富营养状况过渡。
关键词:山美水库水质富营养化
山美水库是泉州市一座以供水为主,兼灌溉、防洪、发电等综合功能的大型水利枢纽工程。山美水库是维系下游南安、晋江、石狮、惠安、泉港、鲤城、丰泽、和洛江等八个市、县、区450万人口生存的主要供水源地。为了深入了解区域人为活动对库区水环境质量的影响,本文根据近年山美水库水环境监测结果,着重研究库区及进出水体的水质分布特征和影响因素;探讨水体富营养化程度及变化趋势。研究结果为进一步防止山美水库环境污染提供科学依据,对水库水资源管理与保护工作具有一定的指导意义。
1水库概况与调查方法
1.1水库概况
山美水库位于泉州市晋江东溪中游的南安码头镇山美村,地理位置见图1。流域面积1023km2,正常蓄水位99m,相应库容4.72×108m3。水库来水主要是东溪上游永春县的桃溪、湖洋溪两大支流和德化县大樟溪龙门滩水库跨流域调水。东溪年平均入库径流量为9.69×108m3,龙门滩水库年均引水量4.0×108m3,山美水库年平均出库水量为8.97×108m3。山美水库主要污染源来自桃溪中游约9km永春县城的工业和生活废水以及库区网箱养殖的污染物。据调查,2000年永春县城排放废水量960×4t、codcr2628t、nh4 -n366t;库区水域有500个网箱养鱼,估计每年过剩饵料约2700t(不含鱼类排泄物)。1.2采样站位及监测方法[1]
根据水库地理环境特征,分别在入库河段、库区、出库河段布设6个采样站位,其中库区站位取0.5、10、20m层水样,站位分布见图1。水质监测项目包括ph、溶解氧、高锰酸盐指数、五日生化需氧量、氨氮、硝酸盐氮、总氮和总磷。测定方法列于表1。采样时间为2002年1月、6月、8月和12月。2结果与讨论
2.1水质指标浓度分布特征
1)表层水质指标浓度变化
表层水水质监测均值统计结果见表2和图2。作者简介:陈婉卿(1949-)女,工程师图1山美水库地理位置及采样站位图fig.1themapandsamplingstationofshanmeireservoir表1水质监测项目及分析方法tab.1thewaterqualitymeasuringitemsandtheanalysismethods监测项目分析方法测定下限方法来源ph玻璃电极法gb6920-86溶解氧(do)碘量法0.2mg/lgb7489-89高锰酸盐指数(codmn)高锰酸盐法0.5mg/lgb11892-89生化需氧量(bod5)稀释与接种法2mg/lgb7488-87氨氮(nh4 -n)纳氏试剂比色法0.05mg/lgb7479-87硝酸盐氮(no32--n)酚二磺酸分光光度法0.02mg/lgb7480-87总氮(tn)碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法0.05mg/lgb11894-89总磷(tp)钼酸铵分光光度法0.01mg/lgb11893-89由图2可见,首先,从入库河流a、b站位至库区c站位表层水质中的do、codmn、bod5和tp浓度均有显著下降,而no32--n、tn仅略有降低。其次,在库区从c、d到e,直至出库河段f站位,表层水的do、codmn和bod5浓度均继续逐渐降低,其中do降低较为明显,但出库河段又略有回升;相反地,tn、no32--n和tp逐渐增加,其中tn增加较明显。前者说明入库河水中较高浓度的codmn、bod5和tp因库区水体的稀释作用而降低,并且库区水体do浓度由于污染物的生化降解耗氧作用而明显低于河水。后者表明库区的污染物依赖生化降解而逐渐降低,同时养殖过剩饵料及鱼类代谢物的输入,使水体的tn、no32--n和tp逐渐增加。根据gb3838-2002《地表水环境质量标准》,由表2可知,山美水库入库水中do、codmn、bod5、tn和tp的超标率分别为33、33、33、和100,而库区水中do、tn和tp的超标率分别为33、100和33。因此,入库桃溪水和库区水均达不到水质功能区应执行的gb3838-2002《地表水环境质量标准》的ⅱ类标准要求[3]。表2山美水库内外水质监测均值统计结果tab.2themeasuredandstatisticresultsofwaterqualityindexinshanmeireservoir’sinsideandoutside项目
站phdocodmnbod5nh4 -nno32--ntntp位无量纲mg/l入库桃溪站a7.37.25.44.00.460.722.270.10入库湖洋溪站b7.38.62.21.40.120.521.140.04出库东溪站f7.25.51.40.40.050.692.020.03库区西北站c07.46.71.50.8<0.050.511.540.02库区东北站d07.66.71.41.2<0.050.611.450.02库区南站e07.45.81.40.5<0.050.662.080.03库区外评价标准-6~9≥6≤4≤3≤0.5-≤0.5≤0.025库区评价标准-6~9≥6≤4≤3≤0.510≤0.5≤0.025库区外超标率-03333330-100100库区超标率-033000010033注:a)库区外和库区评价标准均为gb3838-2002《地表水环境质量标准》的ⅱ类b)c0、d0和e0指库区站位表层水
图2水库内外表层水水质指标浓度的平面分布fig.2theplanedistributionofwaterqualityindexinshanmeireservoir’sinsideandoutsidesurfacewater2)水库水质指标浓度的垂直分布状况
水质垂直分布如图3所示,由图可见,库区各站位水,除cod外,do和bod5浓度呈现随深度的增加而明显地递减的趋势;no32--n、tn和tp除c站位表层至10m层的tn、tp之外,其浓度随深度的增加则呈递增趋势。在库区滞留水体中,微生物的生物化学作用是污染物降解的主要过程,因此,溶解氧浓度随深度的递减规律与bod及富含n、p的过剩饵料的降解耗氧,以及浮游植物的光合作用降低有着密切的关系。图3山美水库水质指标浓度垂直分布图fig.3profilesofwaterqualityindexinshanmeireservoir2.2水库的富营养化趋势
1)水库水质营养程度评价
水体营养化评价项目选取codmn、tp、tn、chl-a和sd(透明度)。评价方法采用百分评分法,根据公式(1)计算评分值,对照表3的评分标准,确定山美水库的营养情况。(1)其中:m为湖泊水库营养状况的评价值,mi为i项目的评分值,n为评价项目的个数。山美水库营养化程度水质监测评价结果见表4。由表可以看出,枯水期tn和chl-a二项指标为中—富营养,其余指标为中营养程度,总的营养程度为中营养;丰水期tn、tp和chl-a三项指标为—富营养,其余指标为中营养程度,总的营养程度也为中营养,从两个水期比较说明,丰水期的评分值与枯水期相当。
表3我国湖泊水库富营养化评分与分类标准
tab.3theeutrophicationgradeandsortstandardforchineselakesandreservoirs营养程度评分值ch1-amg/m3tpmg/m3tnmg/m3codmnmg/lsdm贫营养100.51.0200.1510.0201.04.0500.45.0中营养302.0101001.03.0404.0253002.01.55010.0505004.01.0富营养6026.010010008.00.57064.0200200010.00.480160.0600600025.00.390400.0900900040.00.21001000.013001600060.00.12表4山美水库营养化指标监测评价结果tab.4themeasuredandassessedresultsofnutritionalizationindexinshanmeireservoir’swaterbody水期项目ch1-amg/m3tpmg/m3tnmg/m3codmnmg/lsdm评分均值营养程度枯水期测定值13.12218991.61.6-中营养