沐浴水庫水質(zhì)對人類活動的響應分析

王 振 丁煒琳 史大勇

（山東省煙臺市水文局 煙臺 264000）

沐浴水庫是煙臺市一座大型水庫，根據(jù)煙臺市水文局2008—2018年對沐浴水庫的水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)，對沐浴水庫十年間水質(zhì)變化情況進行分析，為沐浴水庫水質(zhì)保護提供依據(jù)。

1 數(shù)據(jù)來源及研究方法

沐浴水庫位于山東省萊陽市沐浴店鎮(zhèn)（煙臺市下屬縣級市），控制流域面積452km2，總庫容1.87 億m3。興利庫容1.07 億m3，年平均來水量6900 萬m3。水庫每年向萊陽市供水1800 多萬m3，灌溉面積0.93 萬hm2，水電站分東西電廠，裝機容量共為1800kW，是一座具有灌溉、防洪、工業(yè)、生活供水、發(fā)電、養(yǎng)殖等綜合效益的大型水利工程。

研究數(shù)據(jù)來源于煙臺市水文局水環(huán)境監(jiān)測中心2008—2018年每月監(jiān)測數(shù)據(jù)中的pH、總氮（mg/L）、氨氮（mg/L）、總磷（mg/L）、氯化物（mg/L）、化學需氧量（mg/L）、硝酸鹽（mg/L）等數(shù)據(jù)。水質(zhì)類型劃分執(zhí)行《地表水環(huán)境質(zhì)量標準（GB3838—2002）》。研究方法采用數(shù)理統(tǒng)計軟件，通過數(shù)理統(tǒng)計原理進行分類處理，同時對數(shù)據(jù)進行定量分析和定性分析。

2 沐浴水庫水質(zhì)分析與評價

2.1 pH 變化

通過研究發(fā)現(xiàn)沐浴水庫pH 十年內(nèi)的平均值是8.22，呈弱堿性水，通過圖1 可以看出近十年沐浴水庫pH 呈堿性，年際變化呈現(xiàn)出波動變化的趨勢，2016年pH 最高為8.38，2009年pH 最低為8.05。研究發(fā)現(xiàn)沐浴水庫年內(nèi)pH 變化規(guī)律，通過圖2 發(fā)現(xiàn)，年內(nèi)3—5月pH 會有一個升高的趨勢，原因是與5月份溫度升高，水庫水溫上升，陽光照射充足，水庫內(nèi)水草加速生長，消耗營養(yǎng)鹽，吸收大量CO2，加速水解反應，部分金屬離子沉淀，導致pH 升高。

圖1 2008—2018年pH年份變化圖

圖2 2008—2018年1-6月pH 均值變化圖

2.2 氯化物變化

由圖3 可見，2008—2018年十年，沐浴水庫中的氯化物呈現(xiàn)出波動下降趨勢，由2010年的61.53mg/L，到2018年的40.30mg/L。水庫中的氯化物主要來源于生產(chǎn)生活污水和土壤中氯化物的分解，近年來實施水質(zhì)保護措施，有效地減少了生活污水地排放，提高了沐浴水庫水質(zhì)。

圖3 2008—2018年沐浴水庫氯化物變化圖

2.3 總氮、氨氮和硝酸鹽變化

通過圖4 發(fā)現(xiàn)沐浴水庫總氮含量在2008—2011年表現(xiàn)為增加趨勢，2011—2014年保持相對穩(wěn)定的狀態(tài)，2014—2017年表現(xiàn)為下降狀態(tài)，但在2018年出現(xiàn)了激增。圖5 可以看出2008—2011年硝酸鹽含量上升，2011—2017年水庫中硝酸鹽含量持續(xù)下降，2018年出現(xiàn)了激增。硝酸鹽的變化趨勢和總氮大致相同?？偟亢拖跛猁}含量在整體上表現(xiàn)為下降趨勢。圖6 可以看出2008—2018年來氨氮變化波動較大，2015年氨氮含量激增，可能水庫受到了有機污染，氨氮含量與細菌總數(shù)之間存在著正相關關系。2018年總氮和硝酸鹽出現(xiàn)激增的原因可能與2018年開始發(fā)展?jié)O業(yè)以及2018年降水多有一定的關系。水庫里的水生物、魚排泄物可能導致水中的氮含量增加。氨氮是含氮有機物受微生物作用的分解產(chǎn)物。在好氧環(huán)境中，水中氨氮可氧化成亞硝酸鹽，直至硝酸鹽達到穩(wěn)定狀態(tài)。這種氧化反應的轉(zhuǎn)變，恰恰是水體受到污染而向自凈轉(zhuǎn)化的動態(tài)演變歷程。同時可以發(fā)現(xiàn)沐浴水庫氮元素主要來源于硝酸鹽，說明沐浴水庫自凈能力較強。

圖4 2008—2018年總氮含量變化圖

圖5 2008—2018年硝酸鹽含量變化圖

圖6 2008—2018年氨氮含量變化圖

2.4 化學需氧量變化

化學需氧量（COD），是在一定的條件下，采用一定的強氧化劑處理水樣時，所消耗的氧化劑量。它是表示水中還原性物質(zhì)多少的一個指標。水中的還原性物質(zhì)有各種有機物、亞硝酸鹽、硫化物、亞鐵鹽等，但主要的是有機物。因此，化學需氧量（COD）又往往作為衡量水中有機物質(zhì)含量多少的指標?；瘜W需氧量越大，說明水體受有機物的污染越嚴重。

通過圖7 可以看出，2008—2018年沐浴水庫的化學需氧量呈現(xiàn)出緩慢下降的趨勢，說明沐浴水庫的水質(zhì)在逐年改善。

圖7 2008—2018年化學需氧量圖

2.5 總磷變化

研究發(fā)現(xiàn)沐浴水庫十年來磷含量平均為0.03mg/L，屬于Ⅲ類水。通過圖8 可以看出2008—2010年水庫中磷含量呈現(xiàn)出上升趨勢，2011—2018年呈現(xiàn)出波動下降趨勢，由0.09mg/L 降到0.02mg/L。

圖8 2008—2018年總磷變化圖

水中磷的來源：一是水生生物的尸體殘骸及代謝廢物，養(yǎng)殖動物浮游動植物以及微生物的代謝活動對表水層有效磷有很大的補給作用；二是水底沉積物是有效磷的一個巨大儲源，沉積磷經(jīng)過物理、化學、微生物作用，轉(zhuǎn)化為溶解磷，通過擴散作用進入底水層，由水流進入表水層；三是養(yǎng)殖餌料，補給水源以及人工肥料，磷肥是水中磷較為快速的來源，也是水中磷的主要來源，一些外來補給水能夠帶入磷。此外降雨、生產(chǎn)生活污水、地下水也都能夠補充水中有效磷。

3 結(jié)論

通過研究發(fā)現(xiàn)沐浴水庫水質(zhì)pH 平均值為8.22，屬于弱堿性水，總氮含量為14.86mg/L，屬于超Ⅴ類地表水；總磷平均含量為0.03mg/L，屬于Ⅲ類水；氨氮平均含量為0.23mg/L，屬于Ⅱ類水。沐浴水庫總體水質(zhì)基本符合國家飲用水水質(zhì)標準，但是水中的總氮超標嚴重，這與近年來沐浴水庫發(fā)展?jié)O業(yè)有直接關系。相關管理部門應加強水質(zhì)處理監(jiān)管，規(guī)范漁業(yè)發(fā)展。同時要加強入庫口河道水的凈化，加強管控各個入庫口。此外要對周邊污水排放口進行監(jiān)控，確保污水達標排放