摘要：飲用水源的安全，尤其是“千噸萬人”飲用水水源地的安全，不但與廣大人民群眾的身體健康和生命安全息息相關(guān)，而且關(guān)系到社會(huì)穩(wěn)定發(fā)展。研究選取“千噸萬人”飲用水水源地四川省攀枝花市仁和區(qū)躍進(jìn)水庫2019～2022年期間的監(jiān)測數(shù)據(jù)，通過單因子指數(shù)評價(jià)法、綜合水質(zhì)標(biāo)識指數(shù)法對水庫水質(zhì)進(jìn)行綜合評價(jià)，并通過綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法對水庫營養(yǎng)化進(jìn)行評價(jià)。結(jié)果表明，躍進(jìn)水庫水質(zhì)總體較好，達(dá)到地表水環(huán)境質(zhì)量Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)，偶爾存在總磷超標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)、總氮和糞大腸菌群超標(biāo)的現(xiàn)象，近2年水庫富營養(yǎng)化狀態(tài)雖好轉(zhuǎn)為中營養(yǎng)水平，但綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)接近中營養(yǎng)水平上限，仍需保持警惕。建議進(jìn)一步加強(qiáng)飲用水水源地保護(hù)工作，提高躍進(jìn)水庫水環(huán)境質(zhì)量，保障飲用水水源安全。

關(guān)鍵詞：躍進(jìn)水庫；水質(zhì)特征；富營養(yǎng)化

引言

作為農(nóng)村“千噸萬人”飲用水水源地，躍進(jìn)水庫位于四川省攀枝花市仁和區(qū)平地鎮(zhèn)白娜姑村境內(nèi)，1958年8月動(dòng)工，1966年8月建成，是攀枝花市修建的第１座蓄水灌溉工程，總庫容1432萬m3，有效灌溉面積1.3萬畝，是以農(nóng)業(yè)灌溉為主兼有防洪等綜合利用任務(wù)的中型水利工程。自2018年起，仁和區(qū)對水庫周邊農(nóng)家樂、餐館等進(jìn)行排污規(guī)劃性管理，并加強(qiáng)水庫沿岸巡查，使水庫的水資源、水生態(tài)、水環(huán)境得到了全面的治理。2019年，攀枝花市人民政府批復(fù)躍進(jìn)水庫為集中式飲用水水源地。

躍進(jìn)水庫屬于湖庫型水源地，服務(wù)人口為13500人，日供水規(guī)模為1080t。由于目前對躍進(jìn)水庫的水質(zhì)狀況及水體富營養(yǎng)化程度相關(guān)研究較少，因此為更好地了解其獲批集中式飲用水水源地后的水質(zhì)特征和富營養(yǎng)化狀況，本文基于2019～2022年躍進(jìn)水庫逐季度水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)，采用單因子指數(shù)評價(jià)法、綜合水質(zhì)標(biāo)識指數(shù)法、綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法分別對躍進(jìn)水庫水質(zhì)現(xiàn)狀及富營養(yǎng)化狀況進(jìn)行分析評價(jià)，旨在了解躍進(jìn)水庫水環(huán)境質(zhì)量變化趨勢，為躍進(jìn)水庫集中式飲用水水源地保護(hù)及水環(huán)境治理提供基礎(chǔ)支撐。

1 監(jiān)測數(shù)據(jù)來源

數(shù)據(jù)來源于攀枝花市仁和生態(tài)環(huán)境監(jiān)測站2019～2022年的監(jiān)測數(shù)據(jù)。每年每個(gè)季度監(jiān)測1次，按照《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838-2002）規(guī)定的方法進(jìn)行水質(zhì)監(jiān)測分析。

2 評價(jià)方法

2.1 單因子指數(shù)評價(jià)法

單因子指數(shù)評價(jià)法是應(yīng)用最為廣泛的一種水環(huán)境質(zhì)量評價(jià)方法，通過將監(jiān)測數(shù)據(jù)與各項(xiàng)參評指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)限值進(jìn)行對比，選取最差水質(zhì)指標(biāo)作為該水體的評價(jià)結(jié)果[1]。

2.2 綜合水質(zhì)標(biāo)識指數(shù)法

綜合水質(zhì)標(biāo)識指數(shù)法是通過選擇影響水質(zhì)斷面較為嚴(yán)重的污染因子作為參數(shù)，以水質(zhì)標(biāo)識計(jì)算法得出每項(xiàng)污染指標(biāo)的水質(zhì)標(biāo)識系數(shù)，并參考目標(biāo)水體的水環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)，對綜合水質(zhì)做出合理評價(jià)[2]，其計(jì)算分為以下2個(gè)步驟。

2.2.1單因子水質(zhì)標(biāo)識指數(shù)計(jì)算

單因子水質(zhì)標(biāo)識指數(shù)（P）一般由X1、X2與X3組成，可以表示為式（1）。

式中 Pi —污染物i的單因子水質(zhì)標(biāo)識指數(shù)；X1 —第i項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)的水質(zhì)類別；X2 —監(jiān)測數(shù)據(jù)在X1類水質(zhì)變化區(qū)間中所處的位置，遵循四舍五入原則計(jì)算確定；X3 —水質(zhì)類別與功能區(qū)類別的比較結(jié)果（本文水功能區(qū)區(qū)劃類別要求為Ⅲ類）。

2.2.2綜合水質(zhì)標(biāo)識指數(shù)計(jì)算

綜合水質(zhì)標(biāo)識指數(shù)（CWQI）一般由X1、X2、X3與X4組成，可以表示為式（2）。

式中 X1.X2 —確定的湖、庫目標(biāo)水體水質(zhì)級別；X3 —選取的代表污染因子中評價(jià)級別劣于目標(biāo)水體水質(zhì)級別的個(gè)數(shù)；X4 —確定出的水體綜合水質(zhì)級別與目標(biāo)功能標(biāo)準(zhǔn)的比較結(jié)果。

m為評價(jià)所選代表污染因子的數(shù)目；X3和X4根據(jù)比較結(jié)果得到。CWQI中的X1.X2可以判定綜合水質(zhì)級別，判斷依據(jù)如表1所示。

2.3" 綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法

綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法是目前較為常用的水體富營養(yǎng)化評價(jià)方法，科學(xué)性較強(qiáng)，通過選取總氮、總磷、透明度、葉綠素a、高錳酸鹽指數(shù)5個(gè)指標(biāo)來評價(jià)水體富營養(yǎng)化，直觀反應(yīng)湖庫富營養(yǎng)化程度[3][4]。綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)（TLI）計(jì)算如式（3）所示，綜合營養(yǎng)狀態(tài)分級如表2所示。

式中 Wj—因子j的狀態(tài)指數(shù)分配權(quán)重；TLIj—因子j的營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)；m—參評指標(biāo)個(gè)數(shù)。

3水質(zhì)現(xiàn)狀分析

3.1" 水質(zhì)主要影響因子分析

通過圖1a，2019～2022年躍進(jìn)水庫高錳酸鹽含量變化可以看出，2019年、2020年和2022年高錳酸鹽含量第1季度到第4季度的濃度逐漸升高，是因?yàn)樗疁刂饾u升高，并穩(wěn)定在23℃以上，適宜藻類生長，水體中藻類豐度值變大，高錳酸鹽含量也隨之增大[5]；2021年第4季度開始高錳酸鹽含量下降明顯，可能與近年來政府開展鄉(xiāng)鎮(zhèn)集中式飲用水水源地規(guī)范化建設(shè)密切相關(guān)。

通過圖1b，2019～2022年躍進(jìn)水庫總磷濃度變化情況可知，除2019年第2季度達(dá)到地表水Ⅰ類標(biāo)準(zhǔn)，2019年第1季度和2021年第3季度達(dá)到地表水Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)，其它總磷監(jiān)測數(shù)據(jù)滿足地表水Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)（0.05mg·L-1），總體而言總磷濃度是影響躍進(jìn)水庫水質(zhì)的主要原因，存在超標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)，需要警惕。

通過圖1c，2019～2022年躍進(jìn)水庫糞大腸菌群數(shù)量變化可以看出，每年第3季度與第4季度糞大腸菌群數(shù)量相比第1季度、第2季度均有提升，與高錳酸鹽含量變化趨勢相同，糞大腸菌群最適宜的生存溫度為37℃左右[6]，因此第3季度與第4季度的水溫較適合糞大腸菌群生存。值得注意的是，2021年第4季度糞大腸菌群為35000個(gè)· L-1，符合GB 3838-2002中Ⅴ類標(biāo)準(zhǔn)，通過查閱相關(guān)降水記錄可知，采樣前2～3個(gè)月的降雨量較大，因此可能是附近農(nóng)戶用于農(nóng)田灌溉的生活廢水通過地表徑流流入躍進(jìn)水庫引起[7]。

通過圖1d，2019～2022年躍進(jìn)水庫總氮濃度變化情況可知，2019～2021年每年均有1個(gè)季度存在超標(biāo)的情況，但年均值呈現(xiàn)逐年下降的趨勢，并且在2022年第1季度后，TN監(jiān)測數(shù)據(jù)均達(dá)到地表水Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)。由此可見，2019～2022年躍進(jìn)水庫總氮含量穩(wěn)步下降。

3.2 水質(zhì)評價(jià)方法分析

3.2.1 單因子指數(shù)評價(jià)法

選取躍進(jìn)水庫2019～2022年的水質(zhì)監(jiān)測年均值數(shù)據(jù)進(jìn)行年際水質(zhì)評價(jià)，評價(jià)結(jié)果詳見表3。從表3可以看出，2019～2022年躍進(jìn)水庫的pH年均值在7.9～8.3之間，pH年均值波動(dòng)較小，整體呈中性偏弱堿性，且與五日生化需氧量的年均值均達(dá)到GB 3838-2002中Ⅰ類標(biāo)準(zhǔn)；溶解氧年均值均達(dá)到GB 3838-2002中Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)；總磷年均值達(dá)到GB 3838-2002中Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)；高錳酸鹽指數(shù)年均值達(dá)到GB 3838-2002中Ⅱ～Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)；氨氮年均值達(dá)到GB 3838-2002中Ⅰ～Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)。由此可見，2019～2022年躍進(jìn)水庫水質(zhì)主要污染因子為高錳酸鹽指數(shù)與總磷。同時(shí)，未參與評價(jià)的參考指標(biāo)糞大腸菌群年均值達(dá)到GB 3838-2002）中Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)；2019～2022年總氮年均值均達(dá)到GB 3838-2002中Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)。因此，糞大腸菌群、總氮也是影響躍進(jìn)水庫水質(zhì)的主要因子。

3.2.2" 綜合水質(zhì)標(biāo)識指數(shù)法

綜合水質(zhì)標(biāo)識指數(shù)的指標(biāo)選擇對水體質(zhì)量評價(jià)結(jié)果有較大影響，結(jié)合表3 中躍進(jìn)水庫水質(zhì)監(jiān)測年均值及單因子指數(shù)評價(jià)表的相關(guān)結(jié)果，考慮采用2019～2022年高錳酸鹽指數(shù)、總磷、總氮、糞大腸菌群監(jiān)測年均值4項(xiàng)指標(biāo)對躍進(jìn)水庫進(jìn)行整體評價(jià)。從表4可以看出，這4項(xiàng)指標(biāo)的單因子水質(zhì)標(biāo)識指數(shù)中X3均為0，說明高錳酸鹽指數(shù)、總磷、總氮、糞大腸菌群這4項(xiàng)水質(zhì)主要影響因子均達(dá)到水功能區(qū)劃的要求，但總磷、總氮各年單因子水質(zhì)標(biāo)識指數(shù)高于其它指標(biāo)，并都較為接近4，存在超標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)[8]。同時(shí)，2019～2022年的綜合水質(zhì)標(biāo)識指數(shù)均＜4，分別為3.100、3.300、3.400、2.800，污染水平為2021年＞2020年＞2019年＞2022年，綜合水質(zhì)無劣于水環(huán)境功能區(qū)劃的情況。

3.2.3 小結(jié)

結(jié)合單因子指數(shù)評價(jià)法結(jié)果發(fā)現(xiàn)，2種水質(zhì)評價(jià)方法均得出總磷、總氮對躍進(jìn)水庫水質(zhì)影響較大，但對2022年水質(zhì)綜合類別評價(jià)存在差異，原因?yàn)閱我蜃釉u價(jià)法對水體水質(zhì)要求嚴(yán)格，表現(xiàn)為過保護(hù)[9]。水質(zhì)標(biāo)識指數(shù)評價(jià)具有較好的科學(xué)性，既結(jié)合國家標(biāo)準(zhǔn)評價(jià)水質(zhì)類別，又考慮水質(zhì)污染程度，可完整表達(dá)綜合水質(zhì)信息，適合針對集中式生活飲用水地表水等常規(guī)取水區(qū)域評價(jià)水質(zhì)[8]。

4富營養(yǎng)化狀況評價(jià)

表5為躍進(jìn)水庫2019～2022年的年際富營養(yǎng)化評價(jià)，各年份營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)為49.4～52.1，波動(dòng)幅度不大，2019年、2020年屬于輕度富營養(yǎng)，2021年、2022年為中營養(yǎng)，富營養(yǎng)化有所好轉(zhuǎn)，但其分值離輕度富營養(yǎng)十分接近。

結(jié)論

躍進(jìn)水庫周邊不涉及工業(yè)企業(yè)，G5高速攀田段以橋梁形式跨越庫區(qū)并有2km段伴行庫區(qū)，因此主要污染源為農(nóng)業(yè)面源及流動(dòng)污染源。通過分析可知，躍進(jìn)水庫2019～2022年水質(zhì)總體較好，達(dá)到地表水環(huán)境質(zhì)量Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)，但總氮和糞大腸菌群超標(biāo)時(shí)有發(fā)生，總磷也存在超標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)，總磷、糞大腸菌群、總氮是影響水庫的水質(zhì)主要因子，因而躍進(jìn)水庫存在富營養(yǎng)化的潛在風(fēng)險(xiǎn)。雖然經(jīng)過近幾年的綜合治理，水庫的綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)總體呈下降趨勢，達(dá)到中營養(yǎng)水平，但綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)接近中營養(yǎng)水平上限，仍需保持警惕。因此，建議加快推進(jìn)飲用水水源地規(guī)范化建設(shè)，完善標(biāo)志及隔離保護(hù)設(shè)施等；強(qiáng)化集中式飲用水水源監(jiān)管，開展集中式飲用水水源地環(huán)境保護(hù)專項(xiàng)行動(dòng)“回頭看”，建立健全水源地常態(tài)化監(jiān)管機(jī)制；加強(qiáng)部門聯(lián)動(dòng)，定期開展水源監(jiān)測和巡查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和消除各類環(huán)境安全隱患，加快推進(jìn)周邊農(nóng)村生活污水治理，控制總磷、總氮和糞大腸菌群的輸入；廣泛開展水源地保護(hù)宣傳教育活動(dòng)，引導(dǎo)農(nóng)戶科學(xué)使用化肥農(nóng)藥，增強(qiáng)周邊村民飲用水源保護(hù)意識，保障“千噸萬人”飲用水水源安全。

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作者簡介

張夢嬌（1995—），女，漢族，四川攀枝花人，助理工程師，碩士，研究方向?yàn)榄h(huán)境監(jiān)測、環(huán)境保護(hù)等。

通信作者

張利（1985—），男，漢族，四川瀘縣人，高級工程師，大學(xué)本科，研究方向?yàn)榄h(huán)境監(jiān)測。