翁玉蘭

（福清市環(huán)境監(jiān)測(cè)站，福建福清 350300）

東張水庫(kù)于1958年建成，屬大型蓄水水庫(kù)，庫(kù)容2.06億立方米。建庫(kù)初期，東張水庫(kù)以蓄水灌溉為主，兼發(fā)電、防洪和水產(chǎn)養(yǎng)殖等功能。隨著改革開放和福清市社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和城鎮(zhèn)生活用水需求日益增大，為保證城市供水，1997年將東張水庫(kù)作為集中式飲用水源一級(jí)保護(hù)區(qū)列入規(guī)劃，按《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）中Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)管理。受水庫(kù)周邊生活和農(nóng)業(yè)污染源及庫(kù)區(qū)不適度的開放活動(dòng)影響，東張水庫(kù)曾發(fā)生過較嚴(yán)重的富營(yíng)養(yǎng)和藍(lán)藻爆發(fā)事件。近年來，東張水庫(kù)水質(zhì)再次呈現(xiàn)污染苗頭，通過研究2014—2018年水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)福清市東張水庫(kù)水質(zhì)進(jìn)行分析并提出控制對(duì)策，為東張水庫(kù)污染整治和科學(xué)管理提供科學(xué)依據(jù)。

1 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)與方法

1.1 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

1997年在《福建省福清市地表水域功能區(qū)劃》中，將福清市東張水庫(kù)作為飲用水源一級(jí)保護(hù)區(qū)列入規(guī)劃，按《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）中Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)管理，標(biāo)準(zhǔn)具體情況詳見表1。

1.2 評(píng)價(jià)方法[1]

1.2.1 等標(biāo)污染指數(shù)法

水質(zhì)評(píng)價(jià)方法采用等標(biāo)單項(xiàng)污染指數(shù)法。

表1 地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB3838-2002）部分項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)限值

（1）污染指數(shù)法，計(jì)算公式如式1所示。

式中，Pi為i污染物的單項(xiàng)污染指數(shù)；Ci為i污染物濃度的平均值；Csi為i污染物濃度的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)值。

（2）綜合污染指數(shù)，計(jì)算公式如式2所示。

式中，P為綜合污染指數(shù)；n為參加評(píng)價(jià)污染物項(xiàng)數(shù)。

（3）污染負(fù)荷比，計(jì)算公式如式3所示。

式中，Ki為i項(xiàng)污染物的污染負(fù)荷比。

1.2.2 綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法[2]

湖泊水庫(kù)富營(yíng)養(yǎng)化程度評(píng)價(jià)按照環(huán)境保護(hù)部制定的《地表水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)辦法》（試行）中規(guī)定的綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法進(jìn)行評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)參數(shù)為葉綠素a（chla）、總磷（TP）、總氮（TN）、透明度（SD）、高錳酸鹽指數(shù)（CODMn）。計(jì)算公式如式4所示。

式中，TLI（∑）為綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)；Wj為第j種參數(shù)的營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)的相關(guān)權(quán)重；TLI（j）代表第j種參數(shù)的營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)；以chla作為基準(zhǔn)參數(shù)，則第j種參數(shù)的歸一化相關(guān)權(quán)重計(jì)算公式為如式5所示。

式中，rij為第j種參數(shù)與基準(zhǔn)參數(shù)的相關(guān)系數(shù)；m為評(píng)價(jià)參數(shù)的個(gè)數(shù)。

中國(guó)湖泊（水庫(kù)）的chla與其他參數(shù)之間的相關(guān)關(guān)系rij及rij2見表2。

表2 中國(guó)湖泊（水庫(kù)）部分參數(shù)與chla的相關(guān)關(guān)系rij及rij2值

各參數(shù)的營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)計(jì)算公式如式6～10所示。

式中，chla單位為mg/m3，透明度SD單位為m，其他指標(biāo)單位均為mg/L。

采用0～100的一系列連續(xù)數(shù)字對(duì)湖泊（水庫(kù)）營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)進(jìn)行分級(jí)，詳見表3。同一營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)下，指數(shù)值越高，其營(yíng)養(yǎng)程度越高。

表3 湖泊（水庫(kù)）營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)分級(jí)

2 2014—2018年東張水庫(kù)水質(zhì)分析

2.1 斷面、頻次和評(píng)價(jià)因子

東張水庫(kù)共設(shè)有進(jìn)口、中心和出口3個(gè)監(jiān)測(cè)斷面，每個(gè)斷面均采上層、中層、下層水樣。分別在3月、7月、11月采樣。根據(jù)2014—2018年福清市環(huán)境監(jiān)測(cè)站的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，考慮到項(xiàng)目的完整性和污染特點(diǎn)，選取高錳酸鹽指數(shù)、五日生化需氧量（BOD5）、氨氮、總磷、氟化物和總氮6個(gè)因子進(jìn)行評(píng)價(jià)。

2.2 主要污染物分析

福清市環(huán)境監(jiān)測(cè)站2014—2018年對(duì)高錳酸鹽指數(shù)、五日生化需氧量、氨氮、總磷、氟化物和總氮6個(gè)主要污染物的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)見表4～8。參加評(píng)價(jià)的6個(gè)因子中，污染負(fù)荷比排在前兩位的是TP和TN。這2個(gè)因子在參評(píng)的6個(gè)因子中污染負(fù)荷比之和占了60%左右，其他4個(gè)因子的污染負(fù)荷比之和僅占40%左右。從指標(biāo)的污染負(fù)荷看，總磷和總氮的污染負(fù)荷較高，是最主要的污染源。因此，東張水庫(kù)下游的主要超標(biāo)項(xiàng)目為總磷和總氮。2014—2018年，東張水庫(kù)的總磷年均濃度在0.02～0.05 mg/L，在Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)值0.025 mg/L左右波動(dòng)；總氮年均濃度在0.56～1.06 mg/L，均高于Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)值0.5 mg/L。從表9可見東張水庫(kù)水質(zhì)大多呈中營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)。

表4 2014年東張水庫(kù)水質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果表

表5 2015年東張水庫(kù)水質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果表

表6 2016年東張水庫(kù)水質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果表

表7 2017年東張水庫(kù)水質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果表

表8 2018年東張水庫(kù)水質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果表

表9 2014—2018年東張水庫(kù)富營(yíng)養(yǎng)指數(shù)評(píng)價(jià)結(jié)果表

2.3 水質(zhì)污染趨勢(shì)分析

圖1為各斷面6個(gè)主要污染物的水污染綜合指數(shù)年際變化圖。由圖1可知，東張水庫(kù)進(jìn)口和中心水質(zhì)污染綜合指數(shù)變化趨勢(shì)基本相似，2015年進(jìn)口與中心水質(zhì)相對(duì)較差，2015—2017年污染物綜合指數(shù)均有明顯下降趨勢(shì)，說明水體污染得到有效控制，2017—2018年水質(zhì)狀況接近；東張水庫(kù)出口水質(zhì)相對(duì)進(jìn)口與中心水質(zhì)屬較好，2014—2016年出口指數(shù)變化不大，略有上升，2017年水質(zhì)最好，2018年水質(zhì)有所反彈，與2016年水質(zhì)相近；2014—2017年出口水質(zhì)均比進(jìn)口水質(zhì)好，說明東張水庫(kù)水體在這期間尚有自凈能力。

圖1 東張水庫(kù)各監(jiān)測(cè)斷面主要污染物綜合指數(shù)年際變化圖

圖2為2014—2018年東張水庫(kù)富營(yíng)養(yǎng)化程度變化趨勢(shì)。由圖2可知，2014—2018年，水質(zhì)富營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)在34.6～52.0波動(dòng)，大多呈中營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)，其中水庫(kù)進(jìn)口富營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)相對(duì)較大，中心和出口相當(dāng)。

圖2 2014—2018年東張水庫(kù)富營(yíng)養(yǎng)化程度變化趨勢(shì)

3 東張水庫(kù)污染成因分析

東張水庫(kù)主要污染因子是總氮和總磷，氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)是造成富營(yíng)養(yǎng)化的主要元素，因此，總氮和總磷的超標(biāo)對(duì)東張水庫(kù)潛在的富營(yíng)養(yǎng)化存在一定威脅。影響東張水庫(kù)水質(zhì)的主要環(huán)境因素有6方面。（1）水體交換不夠。福清市是一個(gè)資源性缺水地區(qū)，東張水庫(kù)在承擔(dān)福清市生活用水、工業(yè)用水和農(nóng)業(yè)用水供應(yīng)方面有著舉足輕重的地位，為保障經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，水體的交換量是相當(dāng)有限的。（2）匯水區(qū)內(nèi)受到一定生活污水和生活垃圾影響，水庫(kù)上游部分居民生活污水隨意排放和生活垃圾隨意堆放現(xiàn)象較嚴(yán)重。（3）匯水區(qū)內(nèi)種植業(yè)發(fā)展迅速，枇杷等果林種植面積較廣，人為施用的化肥、農(nóng)藥隨著地表徑流匯入水庫(kù)，從而影響水庫(kù)的水質(zhì)。（4）畜禽養(yǎng)殖污染源。盡管飲用水源地保護(hù)區(qū)內(nèi)畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)得到較好的控制，但上游部分隱藏的畜禽養(yǎng)殖污染仍不容忽視，畜禽養(yǎng)殖行業(yè)污水污染物濃度高，排放總量大，對(duì)水質(zhì)影響較大。（5）水庫(kù)內(nèi)氮、磷的內(nèi)源貢獻(xiàn)也是造成水庫(kù)富營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)濃度升高的重要原因之一。內(nèi)源貢獻(xiàn)途徑主要是水庫(kù)底泥及沉積物的再懸浮或在一定環(huán)境條件下營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的釋放，以及魚類排泄物。（6）跨縣域污染問題。

4 東張水庫(kù)污染控制對(duì)策

（1）要加強(qiáng)執(zhí)法監(jiān)管，增強(qiáng)各部門的有效聯(lián)動(dòng)，定期對(duì)匯水區(qū)沿線進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)法檢查，及時(shí)制止匯水區(qū)范圍內(nèi)違法排污行為。（2）開展集中式飲用水水源環(huán)境保護(hù)規(guī)范化建設(shè)，依法清理飲用水水源保護(hù)區(qū)內(nèi)違法建筑、排污口和網(wǎng)箱養(yǎng)殖。（3）完善東張水庫(kù)截污支管建設(shè)，建立長(zhǎng)效監(jiān)管機(jī)制。（4）健全飲用水源安全預(yù)警制度和應(yīng)急機(jī)制，強(qiáng)化水污染事故預(yù)防和水源突發(fā)事件應(yīng)急處理的能力。（5）繼續(xù)做好水庫(kù)上游小流域的治理，做好水質(zhì)的跟蹤監(jiān)測(cè)，并建立畜禽養(yǎng)殖污染治理的長(zhǎng)效監(jiān)管機(jī)制。（6）要積極引導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者科學(xué)、合理地施用化肥和農(nóng)藥，控制化肥和農(nóng)藥的過量使用，并積極推廣匯水區(qū)的生態(tài)農(nóng)業(yè)，擴(kuò)大有機(jī)肥的使用面積。（7）禁止在水源保護(hù)區(qū)內(nèi)種植速生林，并有計(jì)劃地對(duì)水庫(kù)周邊5個(gè)村莊實(shí)施退耕還林、退果還林，做好水土保持工作。（8）要加強(qiáng)環(huán)保宣傳力度，發(fā)揮各類新聞媒體輿論宣傳和監(jiān)督作用，宣傳典型，曝光問題；發(fā)揮社會(huì)各界團(tuán)體作用，創(chuàng)新宣傳載體和形式推進(jìn)全民環(huán)境教育，增強(qiáng)公眾環(huán)境意識(shí)，弘揚(yáng)和建設(shè)生態(tài)文明，使保護(hù)環(huán)境成為每位公民的自覺行為。