官廳水庫水體富營養化現狀及變化趨勢分析

張世祿，周緒申，許 維，張 俊，羅 陽

（海河流域水環境監測中心，天津 300170）

1 引言

富營養化（Eutrophication）是指水體中氮、磷等營養鹽類逐漸積累，引起藻類及其他浮游生物迅速繁殖，水生生物多樣性和穩定性降低，透明度下降，溶解氧下降，水色渾濁，水質惡化的現象。富營養化不僅影響水體景觀和重要湖庫的供水功能，而且嚴重時發生“水華”，藻類釋放毒素及異味物質，威脅人類的健康和破壞生態平衡。

官廳水庫位于北京市西北100 km左右的永定河上，在河北省張家口市和北京市延慶縣界內，于1951年10月動工，1954年5月竣工，是新中國成立后建設的第一座大型水庫。官廳水庫主要水流為永定河，流域內有洋河、桑干河和媯水河3條入庫河流，控制流域面積 43 402 km2，總庫容 41.6 億 m3。 水庫運行40多年來，為防洪、灌溉、發電發揮了巨大作用，曾經是北京主要供水水源地之一，承擔著北京市1/4人口的生活用水以及京西工農業用水。20世紀80年代后期，庫區水受到嚴重污染，90年代水質繼續惡化，1997年水庫被迫退出城市生活飲用水體系。近年來，首都飲用水告急，重新啟用官廳水庫作為北京第二大飲用水源地已是勢在必行。

筆者對官廳水庫水體的水質、營養程度現狀及發展趨勢進行分析，為首都水資源可持續利用提供重要參考，也對該區域自然生態環境和社會經濟協調發展具有重要參照意義。

2 分析方法

水樣于水體表層下20 cm處采集，水溫（T）、pH值、溶解氧（DO）、葉綠素 a（Chla）等以 YSI 6610 多參數水質分析儀進行現場測定，水體總磷（TP）、總氮（TN）、高錳酸鹽指數（CODMn）等參數參照《水和廢水監測分析方法》方法進行測定，微囊藻毒素測定參照 《水中微囊藻毒素的測定》（GB/T 20466-2006）采用液相色譜法進行測定。

水質類別按照 《地表水環境質量標準》（GB3838-2002）進行評價，評價項目為水溫、pH值、溶解氧、高錳酸鹽指數、總磷、總氮、微囊藻毒素7項，評價標準見表1。

表1 水質評價標準 mg/L

水體富營養化按照 《地表水資源質量評價技術規程》（SL395-2007）進行評價，評價指標包括葉綠素a、總磷、總氮、高錳酸鹽指數和透明度5項，湖庫營養狀態評價標準及方法見表2，采用內線插值法進行計算。營養狀態指數（EI）計算公式如下：

式中：EI為營養狀態指數；En為評價項目賦分值；N為評價項目個數。

表2 湖、庫營養狀態評價標準及分級方法 mg/L

3 研究結果

3.1 水質類別評價

取官廳水庫2011年7月份水樣進行檢測，水體的水質主要參數數值見表3，pH值在6～9范圍之內，溶解氧為8.4 mg/L、符合Ⅰ類標準，高錳酸鹽指數為 6.2 mg/L、為Ⅳ類標準，總磷為 0.29 mg/L、超過Ⅴ類標準，總氮為1.38 mg/L、為Ⅳ類標準。如總磷、總氮不參評，則官廳水庫水體的水質為Ⅳ類標準；如總磷、總氮參評，則官廳水庫水體的水質超過Ⅴ類標準。2011年6月官廳水庫水體的微囊藻毒素LR濃度為29.27 ppt，遠低于衛生部、國家標準化管理委員會規定的 《生活飲用水衛生標準》（GB/T5749-2006）中微囊藻毒素LR濃度1.0 ppb的標準限值。

表3 官廳水庫主要水質參數數值 mg/L

3.2 水體富營養化評價

官廳水庫水體2011年7月份主要參數富營養化賦分值見表4，總磷、總氮、高錳酸鹽指數、葉綠素a賦分值分別為 72.3、63.8、55.5 和 51.7， 其中總磷和總氮分值水平較高，4項水質參數平均賦分值 （EI）為60.08，營養狀態為中度富營養，富營養化水平較高。

表4 官廳水庫主要水質參數富營養化賦分值

3.3 水體營養鹽濃度變化趨勢分析

官廳水庫水體2001—2010年總氮、總磷和高錳酸鹽指數的年平均濃度變化趨勢如圖1-3所示。總磷濃度在近10年的變化幅度較大，自2001年至2006年有逐漸上升的趨勢，在2006年達到最高濃度，而后濃度有降低的趨勢，前5年的平均濃度較后5年的平均濃度低。總氮濃度在近10年的變化幅度也較大，自2001年至2008年有逐漸上升的趨勢，在2008年達到最高濃度，而后濃度有降低的趨勢，前5年的平均濃度也較后5年的平均濃度低。高錳酸鹽指數自2001年至2007年有逐漸上升的趨勢，在2007年達到最高濃度，而后濃度有降低的趨勢，變化幅度相對較小。

圖1 官廳水庫總磷濃度變化趨勢

圖2 官廳水庫總氮濃度變化趨勢

圖3 官廳水庫高錳酸鹽指數變化趨勢

從近10年來總磷、總氮和高錳酸鹽指數平均濃度變化趨勢來看，營養鹽濃度在前期有加劇趨勢，近幾年由于污染物排放得到有效控制，官廳水庫水體營養鹽濃度有降低的趨勢，但總磷、總氮和高錳酸鹽指數的濃度相對較高，水資源保護及污染物排放的控制還待進一步加強。

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