李 飚，雷 平，游正鑼，羅光華，李 春，姚玉蘭

（1.四川省瀘州市環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)站，四川 瀘州646000；2.四川省瀘縣環(huán)監(jiān)站，四川 瀘縣646100）

近年來，隨著全球氣候變暖趨勢(shì)的日益增強(qiáng)，在我國(guó)許多地區(qū)常出現(xiàn)嚴(yán)重的旱災(zāi)，缺水地區(qū)的小型鄉(xiāng)鎮(zhèn)水庫(kù)在枯水期有時(shí)還伴隨著污染事故，水庫(kù)水質(zhì)中的pH值、總氮、總磷和高錳酸鹽指數(shù)等指標(biāo)出現(xiàn)不同程度的超標(biāo)，影響著鄉(xiāng)鎮(zhèn)飲用水質(zhì)量安全和農(nóng)業(yè)灌溉安全。分析發(fā)現(xiàn)，影響pH值的因素主要有酸堿性物質(zhì)輸入造成的污染，水庫(kù)周圍土壤酸堿性和酸雨造成的影響，水量增減（降雨與蒸發(fā)總磷的因素主要有含氨氮、硝氮和磷酸鹽輸入造成的污染；影響高錳酸鹽指數(shù)的因素主要有水體易氧等）和溫度變化引起pH值改變，藻類生長(zhǎng)使溶解氧發(fā)生變化從而引起pH值的增減等［1］。本研究結(jié)合四川省合江縣白米鄉(xiāng)流溝水庫(kù)枯水期污染物特征進(jìn)行實(shí)地研究。

1 合江縣白米鄉(xiāng)流溝水庫(kù)

1.1 基本情況

白米鄉(xiāng)位于四川省合江縣長(zhǎng)江北岸，幅員面積74平方公里，人口4萬多人，屬準(zhǔn)南亞熱帶濕潤(rùn)性氣候，年平均氣溫為18.2℃，年最高溫度43.1℃，最低溫度－1.2℃，夏季日照充足，雨量充沛，春秋季雨量較少，年均降雨量1 184.2mm，蒸發(fā)量670mm。流溝水庫(kù)為塘庫(kù)型，蓄水量為40萬m3，為該鄉(xiāng)5 000多居民提供飲用水和農(nóng)業(yè)灌溉用水，采用次氯酸鈉消毒處理工藝。該水庫(kù)屬于我國(guó)南方地區(qū)一個(gè)典型的小型鄉(xiāng)鎮(zhèn)水庫(kù)，枯水期的水質(zhì)感官、色度和透明度都較差，常出現(xiàn)富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象。

1.2 水質(zhì)污染物超標(biāo)情況

合江縣環(huán)監(jiān)站于2010年4月6日對(duì)20個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)集中式飲用水源地水質(zhì)展開了調(diào)查，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，白米鄉(xiāng)流溝水庫(kù)水質(zhì)的pH值、總氮、總磷和高錳酸鹽指數(shù)都劣于《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838－2002）Ⅲ類水域標(biāo)準(zhǔn)，又于5月30日進(jìn)行了加密監(jiān)測(cè)，結(jié)果因降雨使水質(zhì)得到了一定改善，除總磷仍超標(biāo)外，其余指標(biāo)均達(dá)標(biāo)。該水庫(kù)水質(zhì)超標(biāo)事件引起了瀘州市環(huán)保局的高度重視，隨后專門組織市環(huán)監(jiān)站的技術(shù)人員分別在枯平豐水期對(duì)該鄉(xiāng)鎮(zhèn)水庫(kù)進(jìn)行了幾次加密監(jiān)測(cè)，對(duì)超標(biāo)原因進(jìn)行分析，以期說清環(huán)境，讓群眾喝上無污染的飲用水，徹底解決典型小型鄉(xiāng)鎮(zhèn)水庫(kù)枯水期的污染問題。

1.3 監(jiān)測(cè)結(jié)果及評(píng)價(jià)

市縣兩級(jí)環(huán)監(jiān)站分別于2010年4月6日、5月30日、7月1日、8月1日和12月30日對(duì)白米鄉(xiāng)流溝水庫(kù)鄉(xiāng)鎮(zhèn)飲用水進(jìn)行了5次水質(zhì)監(jiān)測(cè)，其中4月6日和12月30日為水庫(kù)枯水期，5月30日為平水期，7月1日和8月1日為豐水期，監(jiān)測(cè)的整個(gè)過程均按國(guó)家相關(guān)規(guī)定執(zhí)行，水庫(kù)水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果見表1。

表1 水庫(kù)水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果

由監(jiān)測(cè)可知，該水庫(kù)在枯水期監(jiān)測(cè)的pH值、總氮、總磷和高錳酸鹽指數(shù)都超過《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838－2002）Ⅲ類水域標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求。其中4月6日監(jiān)測(cè)的pH值超標(biāo)0.38～0.41個(gè)pH單位，總氮超標(biāo)0.2倍，總磷超標(biāo)1.7倍，高錳酸鹽指數(shù)超標(biāo)0.3倍；12月30日監(jiān)測(cè)的pH值超標(biāo)0.27～0.33個(gè)pH單位，總氮超標(biāo)0.2倍，總磷超標(biāo)2.1倍，高錳酸鹽指數(shù)超標(biāo)0.4倍；而這2次監(jiān)測(cè)的氨氮和溶解氧都符合該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求。在平水期和豐水期的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目中，除總磷外，其余指標(biāo)均達(dá)標(biāo)，其中總磷5月30日超標(biāo)1.4倍，7月1日超標(biāo)0.9倍，8月1日超標(biāo)1.1倍。

2 水質(zhì)污染物超標(biāo)原因分析

通過監(jiān)測(cè)和實(shí)地調(diào)研，該水庫(kù)在枯水期的水質(zhì)pH值等指標(biāo)有一定程度的超標(biāo)，超標(biāo)原因如下：

（1）塘庫(kù)型水源的枯水期庫(kù)內(nèi)水量較小，對(duì)污染物的緩沖性較低，一旦有堿性污染物輸入，靠水庫(kù)自凈處理污染物的能力較差。由于水庫(kù)枯水期監(jiān)測(cè)時(shí)比較干旱，隨著水量的減少使輸入性的堿性污染物得到一定程度的濃縮，pH值增加到一定程度就會(huì)超標(biāo)。

（2）該水庫(kù)水源主要來自周邊的農(nóng)田灌溉水和土壤富余雨水。通過對(duì)土壤施肥情況的調(diào)查了解到，在春播前先要在田間埋上一層較厚的底肥，主要有農(nóng)家肥和草木灰等，溶于水就會(huì)顯堿性；春播于3月1日左右開始插秧，3月10日再添加尿素、碳銨和復(fù)合磷肥等化肥，由于農(nóng)田雨水徑流造成大量的含氮和含銨離子的化肥排入水庫(kù)中引起4月6日春季枯水期監(jiān)測(cè)時(shí)總氮和pH值提高。

（3）據(jù)調(diào)查，該水庫(kù)曾搞過養(yǎng)殖業(yè)，農(nóng)戶在水庫(kù)中放養(yǎng)家禽，原有的家禽糞便沉積在底泥里，其中含氨氮、亞硝氮和硫化物；在春冬兩個(gè)枯水期采樣時(shí)魚還未捕撈完，魚會(huì)排泄出含銨的糞便，使水質(zhì)惡化，引起pH值超過標(biāo)準(zhǔn)上限，同時(shí)也造成高錳酸鹽指數(shù)超標(biāo)。

（4）據(jù)相關(guān)資料可知，藻類生長(zhǎng)與pH值和溶解氧間存在一定的相互關(guān)系［2］。水庫(kù)水體富營(yíng)養(yǎng)化使藻類繁殖過盛，通過呼吸和光合作用影響碳酸鹽間的平衡，光合作用與碳酸鹽平衡體系如下：

HCO3－濃度決定了藻類生長(zhǎng)轉(zhuǎn)化數(shù)量，并影響著pH值的變化。藻類生長(zhǎng)吸收大量CO2會(huì)使溶解氧增加甚至達(dá)過飽和，使得pH值亦增加，同時(shí)部分藻類對(duì)有機(jī)酸和重碳酸鹽吸收也會(huì)引起pH值的升高［3］；而藻類呼吸作用產(chǎn)生的CO2溶于水中促進(jìn)H＋生成會(huì)引起pH值下降，光合作用產(chǎn)生的O2遠(yuǎn)大于呼吸作用所需的O2。pH值的變化規(guī)律：藻類光合作用合成生成O2，隨著藻類的增加，溶解氧含量增加，pH值亦將增加。所以鄉(xiāng)鎮(zhèn)水庫(kù)枯水期藻類生長(zhǎng)繁殖對(duì)pH值產(chǎn)生的影響也是造成其超過標(biāo)準(zhǔn)上限值的原因之一，pH值和溶解氧變化關(guān)系曲線見圖1。

（5）從4月6日到12月30日，隨著降雨量的增減，堿性物質(zhì)和污染物不斷地被稀釋或濃縮，各污染指標(biāo)也不斷地降低或增大。合江縣為酸雨控制區(qū)，降雨會(huì)使水庫(kù)中水的pH值降低。據(jù)縣環(huán)監(jiān)站的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，2010年全年白米鄉(xiāng)降水量為1 024.2mm；pH值范圍為5.09～6.86，酸雨頻率為34.4%。pH值與降雨量的變化關(guān)系曲線見圖2，總氮、總磷、氨氮濃度與降雨量的變化關(guān)系曲線見圖3，高錳酸鹽指數(shù)、溶解氧與降雨量的變化關(guān)系曲線見圖4。

圖1 pH值和溶解氧變化關(guān)系曲線

圖2 pH值與降雨量的變化關(guān)系曲線

圖3 總氮、總磷、氨氮濃度與降雨量的變化關(guān)系曲線

圖4 高錳酸鹽指數(shù)、溶解氧與降雨量的變化關(guān)系曲線

（6）藻類進(jìn)行光合作用需吸收一定量的CO2，會(huì)影響到pH值出現(xiàn)一定的日變化規(guī)律。通常每天日出后pH值開始逐漸上升，至下午16：30～17：30達(dá)最大值，然后開始逐漸下降，直至第2天日出前達(dá)最小值，如此循環(huán)往復(fù)。4月6日采樣時(shí)間在16：30左右，而12月30日采樣時(shí)間在17：30左右，為理論上pH值變化的最高時(shí)段，所以有可能因采樣時(shí)間段的原因造成pH值超過標(biāo)準(zhǔn)的上限值。

（7）水庫(kù)底泥殘留物和農(nóng)田底肥及生活污水中都含有易氧化的有機(jī)物、亞硝酸鹽和硫化物是造成高錳酸鹽指數(shù)超標(biāo)的主要原因；雨季農(nóng)田水中帶入的氨氮、硝氮和磷酸鹽分別造成總氮和總磷超標(biāo)，水體富營(yíng)養(yǎng)化是一個(gè)動(dòng)態(tài)過程，總磷是導(dǎo)致其形成的主因，還與總氮、水溫及水體特征（水庫(kù)面積、水源、形狀、流速和水深等）有關(guān)，總磷、氨氮和總氮的濃度變化關(guān)系曲線見圖5。

圖5 總磷、氨氮和總氮濃度變化關(guān)系曲線

3 水污染防治對(duì)策

3.1 工程性處理措施

（1）改造水庫(kù)修建水泥池體和防水堤壩，防止土壤和農(nóng)田灌溉水、雨水對(duì)水體的影響。

（2）定期挖掘底泥進(jìn)行疏浚治理或進(jìn)行深層曝氣，消除潛在的內(nèi)部污染源，使水體與底泥界面間不出現(xiàn)厭氧層，有利于抑制污染物的釋放，使高錳酸鹽指數(shù)降低。

3.2 化學(xué)法處理措施

（1）采用凝聚沉降法，加入少量鈣鋁鐵等陽(yáng)離子可使磷酸鹽生成不溶性沉淀物而降低總磷。

（2）采用殺藻處理法，加入低濃度的硫酸銅殺藻劑可控制藻類過度繁殖，減少光合作用，避免pH值增高，防治水體富營(yíng)養(yǎng)化加劇。

（3）采用加酸中和處理法，潑灑適量的稀醋酸或鹽酸中和水體過高的pH值。

3.3 生態(tài)性處理措施

（1）以生活飲用水為主要功能的湖庫(kù)應(yīng)嚴(yán)禁發(fā)展養(yǎng)殖業(yè)，原有的網(wǎng)箱養(yǎng)殖應(yīng)給予取締。

（2）推進(jìn)周邊農(nóng)民退耕還林或退田還庫(kù)，建立生態(tài)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)；多利用渠道、坑塘等改造成土地處理系統(tǒng)進(jìn)行農(nóng)田污染控制。

（3）利用湖庫(kù)水生生物吸收去除水體中的氮磷、懸浮物和重金屬等污染物。

4 結(jié)論及建議

合江縣白米鄉(xiāng)流溝水庫(kù)是我國(guó)南方地區(qū)的典型鄉(xiāng)鎮(zhèn)小型水庫(kù)，在枯水期雖然pH值和高錳酸鹽指數(shù)超標(biāo)，但它屬生活性污染而非工業(yè)污染，經(jīng)簡(jiǎn)單處理后即可提高水質(zhì)，而且飲用自然因素形成的微堿性水對(duì)人體健康還有一定益處；只是總磷和總氮超標(biāo)（尤其是總磷在平水期和豐水期均超標(biāo)）引起藻類瘋長(zhǎng)的現(xiàn)象要采取有效措施防治，以免水體富營(yíng)養(yǎng)化日益加劇。當(dāng)然要徹底解決污染問題不是一朝一夕能實(shí)現(xiàn)的，需不斷地削減污染物總量和周圍生態(tài)系統(tǒng)的持續(xù)改善。

建議鄉(xiāng)政府在水庫(kù)周邊設(shè)置“鄉(xiāng)鎮(zhèn)飲用水源保護(hù)地”的公告牌，提高村鎮(zhèn)居民的環(huán)保意識(shí)；修建排水渠分流農(nóng)田徑流和生活污水，不得排流入庫(kù)內(nèi)，并安排專人負(fù)責(zé)定期檢查，堵塞輸入性污染源。若采用以上措施后仍不能解決污染問題，也可將該水庫(kù)專門用于農(nóng)田灌溉和養(yǎng)殖，使干旱地區(qū)的水資源得到合理利用，而直接鋪設(shè)管線，在長(zhǎng)江邊建水站，滿足飲用水的需求。

［1］張澎浪，孫承軍.地表水中藻類的生長(zhǎng)對(duì)PH值及溶解氧的影響［J］.中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)，2004，20（4）：49－50.

［2］赫茨莫格.環(huán)境化學(xué)手冊(cè)（第一分冊(cè)）［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1994：42.

［3］陳明耀.生物餌料培養(yǎng)［M］.北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，1995：56－57.