論述水源水庫(kù)污染與水質(zhì)改善技術(shù)

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摘要：水源水庫(kù)的污染會(huì)導(dǎo)致水中有機(jī)物、色度等大幅度提高，水中的富含氧量急劇減少。使水質(zhì)嗅味異常；大大提高了消毒副產(chǎn)物的生成量，降低混凝沉淀效果；堵塞濾池、縮短反沖洗周期、污水自身凈化率降低；影響構(gòu)筑物的正常使用，增大了水處理難度等。近年來(lái)，在水源水庫(kù)污染控制技術(shù)方面，已經(jīng)進(jìn)行了大量的研究，目前國(guó)內(nèi)外水源水庫(kù)的水質(zhì)污染控制的方法與技術(shù)研究已經(jīng)取得了顯著的成效，這將很大程度上降低了水源水庫(kù)污染帶來(lái)的諸多負(fù)面影響，提高了人們對(duì)水源的利用率減少對(duì)水源凈化的成本。

關(guān)鍵詞：水質(zhì)改善；水體富營(yíng)養(yǎng)化；污染；水源

一、水源水庫(kù)污染成因及分析

導(dǎo)致水源水庫(kù)水質(zhì)變化的原因主要有兩個(gè)方面：外源性污染和內(nèi)源性污染。外源性污染是指水體在未進(jìn)入水庫(kù)前，河流在徑流過(guò)程中由于外部污染物的匯入所造成的水質(zhì)污染，內(nèi)源性污染則是水體在自然循環(huán)過(guò)程中由于水庫(kù)內(nèi)部的污染物遷移所產(chǎn)生的污染。不同的水源水庫(kù)，其水質(zhì)變化的主導(dǎo)因素存在一定程度的異同。

1.外源污染，外源性污染包括點(diǎn)源污染和面源污染（非點(diǎn)源污染）兩類。與點(diǎn)源污染相比，面源污染由于發(fā)生的范圍廣、隨機(jī)性強(qiáng)，因而防治非常困難，特別是這種自然植被良好條件下的徑流污染，目前國(guó)內(nèi)外還沒(méi)有有效的治理措施與方法。為此我們著重研究了點(diǎn)源污染情況的情況。如各監(jiān)測(cè)斷面上氨氮、總氮、總磷、鐵、錳等主要的水質(zhì)指標(biāo)均低于水庫(kù)主庫(kù)區(qū)同期的水質(zhì)檢測(cè)結(jié)果。這說(shuō)明造成水庫(kù)當(dāng)前水質(zhì)污染的主要原因不是由外源污染直接引起的。為了考察降雨徑流對(duì)水質(zhì)的影響，我們又在雨季進(jìn)行了水質(zhì)分析。監(jiān)測(cè)結(jié)果表明 降雨后，隨著地表徑流的形成，水體攜帶污染物的能力提高，各監(jiān)測(cè)斷面上水質(zhì)均發(fā)生了變化，上游各斷面水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果（除 COD 外）與晴天相比均有所上升，但總體上水庫(kù)上游河段水質(zhì)指標(biāo)值大都低于同期庫(kù)區(qū)的監(jiān)測(cè)值。

2.水體分層污染，水體分層是由于溫度差所引起的不同密度水體的分層現(xiàn)象，不同的水庫(kù)有不同的溫度分層結(jié)構(gòu)，它決定于庫(kù)區(qū)地形、氣象條件、水文條件、泄水口布置及水庫(kù)調(diào)度運(yùn)行方式等因素的影響。一般對(duì)于水深較大的水庫(kù)和湖泊，易發(fā)生水體分層現(xiàn)象。春、秋兩季時(shí)，由于水溫變化引發(fā)水體密度的改變，水體分層就不再穩(wěn)定了，上下水層間產(chǎn)生混合，底層高濃度的污染物就會(huì)分散至整個(gè)水庫(kù)，造成水庫(kù)的周期性污染，水質(zhì)階段性惡化。可見，水體分層是導(dǎo)致分層型水庫(kù)水質(zhì)內(nèi)源污染的重要因素。對(duì)水庫(kù)分層情況的分析結(jié)果表明（4月份水庫(kù)水體表層水溫為13至15℃，底層水溫約為 5.4℃左右，當(dāng)水深小于10m時(shí)，水溫隨著水深的減少而升高，該層為變溫層；當(dāng)水深大于30m時(shí)為等溫層，該層水體溫度基本保持在5.4℃左右；水深在10m的范圍內(nèi)水溫變化較大，變化幅度超5℃，表明水庫(kù)在30m范圍內(nèi)為溫躍層（亦稱斜溫層）。同時(shí)可以看出，4月份水庫(kù)的變溫層與溫躍層之間差異較小，溫度梯度基本相同，兩者的界限不明顯。進(jìn)入5月份后，隨氣溫升高，水庫(kù)分層現(xiàn)象漸趨明顯沿水深方向，水庫(kù)上部 0～12m 的水層為溫度變化較小的變溫層；在此之下12～25m 水層的溫度變化幅度超過(guò)了10℃，溫度梯度很大，為溫躍層；溫躍層以下水溫在6℃左右，且保持恒定，為等溫層。水體分層后.上下水層相對(duì)穩(wěn)定，阻礙了溶解氧、熱量和污染物在各水層間的傳遞，加上水體底泥的耗氧作用，底層水體的溶解氧迅速降低，導(dǎo)致底層的厭氧狀態(tài)，從而為底泥中污染物的釋放創(chuàng)造了條件。

3.內(nèi)源污染

內(nèi)源污染沉積物的來(lái)源，內(nèi)源污染沉積物主要來(lái)自以下三種途徑：

庫(kù)區(qū)原有植被沉積腐爛。在水庫(kù)建設(shè)的過(guò)程中，對(duì)于淹沒(méi)區(qū)植物清理不徹底，在水庫(kù)建成運(yùn)行后，淹沒(méi)區(qū)的植物死亡，腐爛的植物成為潛在的污染源，在一定程度上也為水體的富營(yíng)養(yǎng)化提供了有利條件。

農(nóng)業(yè)與分散居民的生活污染。水庫(kù)上游流域，如存在部分的坡面耕地，肥力充足的表層土壤極易被暴雨侵蝕，氮磷、農(nóng)藥等污染物將隨地表徑流進(jìn)入河流，最終匯入水庫(kù)。另外，分散居住的沿河居民雖然數(shù)量不大，但他們的生活和生產(chǎn)過(guò)程也會(huì)對(duì)上游河流水質(zhì)造成一定程度的污染。無(wú)論是坡地暴雨侵蝕，還是分散式生活污染，大部分以懸浮物形態(tài)隨河流匯入水庫(kù)并沉積在水庫(kù)底部，逐年累積成為威脅水庫(kù)水質(zhì)的潛在污染源。

徑流輸入的天然有機(jī)質(zhì)沉積。水庫(kù)上游流域灌木、森林覆蓋率高，植被良好，大大削弱了地表的水土流失，降水徑流所攜帶的泥沙較少；但另一方面，正是由于流域上良好的植被覆蓋，地表被大量死亡的植物、生物和落葉形成的腐殖質(zhì)所覆蓋，加之地表坡度很大，暴雨徑流將會(huì)攜帶大量的固態(tài)、膠態(tài)和少量溶解態(tài)的腐殖質(zhì)進(jìn)入河流，并最終匯入水庫(kù)，以固態(tài)、膠態(tài)形式存在的有機(jī)與無(wú)機(jī)污染物大部分沉積庫(kù)底，成為水庫(kù)污染沉積物的主要來(lái)源。

二、水源水質(zhì)污染改善技術(shù)及方法

1.內(nèi)源污染控制

內(nèi)源污染控制技術(shù)主要是以提高底部水層溶解氧為目的，主要包括混合充氧控制技術(shù)、物理控制技術(shù)、化學(xué)控制技術(shù)和生態(tài)控制技術(shù)。其中混合充氧控制技術(shù)是通過(guò)向水體充氧，控制水庫(kù)分層及厭氧狀態(tài)，主要有表面曝氣技術(shù)、深水曝氣技術(shù)、空氣混合充氧技術(shù)和揚(yáng)水筒混合技術(shù)。

2、水質(zhì)污染控制

微生物水質(zhì)修復(fù)技術(shù)是利用篩選、馴化、培養(yǎng)獲得的優(yōu)勢(shì)微生物，采用人工措施創(chuàng)造適于微生物生長(zhǎng)和繁殖的環(huán)境，提高對(duì)微污染水體中有機(jī)物及氮源污染物的降解效率。由于生物修復(fù)技術(shù)具有高效、低成本、適用范圍廣、操作簡(jiǎn)單、無(wú)二次污染等特點(diǎn)，因此在水庫(kù)水源水凈化處理中日益受到重視。生物修復(fù)技術(shù)主要包括投菌技術(shù)和生物膜技術(shù)。

3、藻類生長(zhǎng)控制

通過(guò)削減水體中的氮、磷污染物及藻類生長(zhǎng)表層抑制方法來(lái)控制藻類的生長(zhǎng)，其中表層藻類的生長(zhǎng)抑制是通過(guò)垂向混合技術(shù)，將表層藻類強(qiáng)制輸送到下層，破壞藻類的光合作用條件，大幅削弱藻類的生產(chǎn)力，加速藻類的死亡，達(dá)到抑制藻類生長(zhǎng)的目的。

4.預(yù)吸附處理技術(shù) 吸附預(yù)處理主要是利用吸附劑的吸附特性去除微污染水源水中的有機(jī)污染物，常用的吸附劑有活性炭、粘土、硅藻土、沸石等。其中活性炭對(duì)絕大多數(shù)有機(jī)物有良好的吸附能力，并且可對(duì)水中的致癌物與致突變物具有良好的去除效果。

5.微污染水源深度處理技術(shù)

深度處理是指在常規(guī)處理工藝以后，采用適當(dāng)?shù)奶幚矸椒ǎ瑢⒊Ｒ?guī)處理工藝不能有效去除的污染物或消毒副產(chǎn)物的前驅(qū)物加以去除，以提高和保證飲用水質(zhì)，是目前微污染水源水處理領(lǐng)域研究和關(guān)注的熱點(diǎn)之一，也是提升處理水水質(zhì)和應(yīng)對(duì)地表水源污染嚴(yán)重的最有效的對(duì)策之一。

三、結(jié)束語(yǔ)

針對(duì)于上述對(duì)水源污染及水質(zhì)改善技術(shù)的深入研究，由此可知，破壞水體分層、提高水庫(kù)垂向混合強(qiáng)度、增加水庫(kù)底部溶解氧濃度、抑制底泥污染物的內(nèi)源釋放以及對(duì)水質(zhì)污染源頭的的查找及有效治理是當(dāng)前改善水庫(kù)水質(zhì)、抑制藻類生長(zhǎng)繁殖的根本途徑。具有充氧、混合水體、抑制藻類生長(zhǎng)和底泥污染物釋放等多重功能的揚(yáng)水曝氣技術(shù)是有效改善該類水庫(kù)水質(zhì)、抑制藻類繁殖的重要工程措施，對(duì)水源水庫(kù)污染及水質(zhì)改善技術(shù)的影響是深遠(yuǎn)的。

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