侯 莉,張玲玲,張 倩
(泰安市生態(tài)環(huán)境局開(kāi)發(fā)區(qū)分局,山東 泰安 271000)
近年來(lái),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(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入河流,導(dǎo)致水體富營(yíng)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(guò)對(duì)東平湖總磷來(lái)源進(jìn)行調(diào)查,了解東平湖總磷的來(lái)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。
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(gè)地級(jí)市9個(gè)縣級(jí)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(zhǎng)208 km,總流域面積9 069 km2,其中在泰安市境內(nèi)長(zhǎng)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]。
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(cè)期間,東平湖總磷呈先升高后降低的年際變化趨勢(shì)。其中,2014年4月總磷僅有個(gè)別點(diǎn)位超標(biāo),2014年10月超過(guò)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(shì),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(guò)Ⅲ類(lèi)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(guò)V類(lèi)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)(湖庫(kù)V類(lèi)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(gè)別點(diǎn)位出現(xiàn)總磷超標(biāo)情況。
根據(jù)2018年5月的現(xiàn)場(chǎng)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(jì)結(jié)果
從表1可以看到,在分析的62個(gè)水樣中,總磷變化范圍為0.002 5~1.68 mg/L??偭椎木禐?.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(gè)別點(diǎn)超標(biāo),整體流域不超標(biāo)。
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(jì)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(shì)。
在2018年對(duì)東平湖補(bǔ)給來(lái)源南水北調(diào)東線(xiàn)和大汶河進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)表明(見(jiàn)圖2),東平湖湖南和湖北監(jiān)控?cái)嗝鎯H有1月、3 月和4月調(diào)水期間總磷超標(biāo),濃度超過(guò)0.05 mg/L,王臺(tái)大橋的監(jiān)測(cè)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(guò)湖泊0.05 mg/L的標(biāo)準(zhǔn)。一方面表明通過(guò)南水北調(diào)的來(lái)水很有可能對(duì)湖水引起攪動(dòng)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(lái),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(tái)大橋監(jiān)控?cái)嗝鏀?shù)據(jù)表明,大汶河來(lái)水對(duì)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(lái)水超過(guò)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(duì)東平湖總磷濃度產(chǎn)生影響,這也表明大汶河總磷對(duì)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(guó)控?cái)嗝婵偭讋?dòng)態(tài)
企業(yè)來(lái)源是湖泊中總磷的主要來(lái)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(xiàn)主要的排污口有14個(gè),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(dòng)流域內(nèi)的工業(yè)升級(jí)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(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的輸入。
圖3 東平湖流域排污企業(yè)分布圖
農(nóng)業(yè)面源污染問(wèn)題越來(lái)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(yíng)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(guò)了作物生長(zhǎng)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(shí)也會(huì)加大土壤磷素向水體流失的風(fēng)險(xiǎn),對(duì)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(duì)作物的農(nóng)藥和化肥的使用會(huì)增加土壤中磷的含量,因此會(huì)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。
通過(guò)對(duì)東平湖總磷的年際變化規(guī)律進(jìn)行對(duì)比,理清了水體總磷的來(lái)源,為東平湖水體總體達(dá)標(biāo)提供管理的科學(xué)依據(jù)。