三峽庫區重慶涪陵段水體富營養化因子變化趨勢探究

摘 要 通過對三峽庫區重慶涪陵段水體富營養化因子變化的測定，采用《水和廢水監測分析方法（第四版）》和《HJ 536-2009》（中華人民共和國國家環境保護標準）分析方法，分析三峽庫區重慶涪陵段水體富營養化因子變化的趨勢以及水體污染的根源、規律和程度，結果表明，低水位（150～155 m）污染嚴重，離市區越近水質越差，NH4+-N污染加重。

關鍵詞 水體富營養化；因子分析；三峽庫區；重慶涪陵段

中圖分類號：X522 文獻標志碼：A 文章編號：1673-890X（2015）34-039-05

知網出版網址：http：//www.cnki.net/kcms/detail/50.1186.s.20151230.1803.022.html 網絡出版時間：2015/12/30 18：03：00

20世紀初，水體富營養化問題就引起了國際上一些學者的注意。20世紀60年代之后，全球各地的水體富營養化趨勢愈烈，逐漸成為世界各國面臨的環境難題。世界經濟與合作組織（OECD）自60年代開始在美國和加拿大進行湖泊富營養化調查，1973年經合組織在18個成員國家范圍內調查了數百個湖泊和水庫，成績斐然[1]。研究表明水體富營養化的物質基礎是水體中總氮和總磷，這二者濃度高低成為富營養化程度的重要標志之一[2]。20世紀80年代，聯合國環境規劃署（UNEP）在全球范圍內的富營養化調查顯示：全球有30%～40%的湖泊和水庫都存在不同程度的富營養化[3]。1991年澳大利亞達令河發生嚴重水華[4]，就是因為該地區水比較渾濁，顆粒對磷吸附較緊，高溫導致水體分層，缺氧加速內源磷釋放，使得水體中磷濃度過高以至于爆發水華。

在我國，隨著工業化、城鎮化進程的加快，水體富營養化日趨嚴重，如云南滇池、杭州西湖、天津千橋水庫等，水體富營養化問題已危及當地供水、旅游以及經濟社會發展。當今湖泊水庫的一大生態環境問題，就是水體的富營養化，三峽水庫水位蓄至175 m后，發現部分一級次級河流的回水段出現了不同程度的富營養化現象，引起廣泛關注。解決人、畜飲水安全，防止水質污染，是各級政府亟待解決的問題。本項目組于2011年5月全面實施研究工作，通過3年的現場調查和檢測分析，2013年8月完成研究工作，通過對三峽庫區重慶涪陵段水體富營養化因子變化的測定，采用《水和廢水監測分析方法（第四版）》和《HJ 536-2009》（中華人民共和國國家環境保護標準）分析方法，分析三峽庫區重慶涪陵段水體富營養化因子變化的趨勢以及水體污染的根源、規律和程度，并根據研究結果提出控制污染的方法。

1研究區概況

研究區位于重慶市涪陵區，扼長江、烏江交匯處，東經106°56′～107°43′，北緯29°21′～30°01′。地形受地質構造影響和長江、烏江水系的切割，相對高差大，境內最低海拔為長江南岸南沱鎮龍駒的三塊石（138 m），最高海拔為龍塘鄉的大山堡山峰（1977 m），一般海拔為200～800 m。東南部高，西北部低。長江由西向東（流經86 km），烏江由南向北（流經35 km）縱橫流貫全區，在涪陵城東交匯。流域面積大于50 km2的溪河有19條（含烏江），其中直接匯入烏江的一級支流有10條。沿江鄉鎮13個，耕地面積4.85萬hm2，占全區總耕地面積的41.5%，總人口70多萬人，占全區總人口的64.1%，3個工業園區全部集中于此。長期以來，無論是工業生產、農業灌溉、畜禽飲水、城鎮居民飲用水大都以長江水為主。

2研究方法

2.1試驗設計

為了給三峽庫區重慶涪陵段水體富營養化因子分析提供科學依據，在涪陵區的長江上游與長壽區交界處設采水斷面Ⅰ（涪陵段長江入口，位于東經107°06′、北緯29°44′），在長江和烏江交匯前沿涪陵長江一橋設采水斷面Ⅱ（涪陵段長江匯合前沿，位于東經107°23′、北緯29°43′），在長江和烏江匯合處涪陵長江三橋設采水斷面Ⅲ（涪陵段長江和烏江匯合處，東經107°24′′、北緯29°43′），涪陵長江下游與豐都縣交界處設采水斷面Ⅳ（涪陵段長江出口，東經107°36′、北緯29°50′），在長江和烏江匯合處涪陵烏江上設采水斷面Ⅴ（涪陵段長江和烏江匯合處，東經107°24′、北緯29°43′），在涪陵區的烏江上游與武隆縣交界處設采水斷面Ⅵ（涪陵段烏江入口，東經107°31′、北緯29°20′）；每個采水段面按左中右設3個采樣點進行取水（采水深度為0.5 m），中間采樣點增加采水點1個（采水深度為5 m）。詳見圖1。

2.2試驗重復

根據試驗設計的采水點和采水深度，項目組于2011年5月、8月、10月，2012年2月、5月、8月、10月，2013年2月、5月、8月進行了10次重復采水試驗。

2.3樣品采集

2011年5月至2013年8月在已設好的三峽庫區重慶涪陵段（長江和烏江）的6個段面的采水點進行取水，水樣取好經現場處理后，立即送實驗室進行分析。

2.4檢測方法

除“NH4+-N”按《HJ 536-2009》（中華人民共和國國家環境保護標準）檢測外，其余項目均參照《水和廢水監測分析方法》第四版（中國環境科學出版社，2002年12月）方法進行測定。

2.5評價標準

按照GB3838-2002《地表水環境質量標準》進行評價。

水質變化趨勢評價分為三類五級。三類為上升、下降和無趨勢；五級為高度顯著上升、顯著上升、無趨勢、顯著下降和高度顯著下降。

2.6分析方法

主要對水中的總磷 （TP）、總氮（TN）、溶解氧（DOMn）、銨態氮（NH4+-N）、硝態氮（NO3--N）、五日生化需氧（BOD520）、化學耗氧量（CODCr）、高猛酸鹽指數等指標項目采用表1分析方法進行檢測。

3結果與分析

3.1不同段面營養因子變化對水質的影響

根據2011—2013年對三峽庫區重慶涪陵段水體不同段面營養因子的變化分析得知：6個段面中，TN、TP、 NH4+-N檢測值均偏高，除“NH4+-N”為逐年上升外，“TN”以下降趨勢為主，“TP”變化趨勢不明顯，水質單項評價為Ⅳ～Ⅴ類；其他檢測指標基本穩定，以下降或者無趨勢為主，水質單項評價為Ⅰ～Ⅱ類（見表2）。通過3年的分析，段面Ⅱ較其他段面水質差，因為段面Ⅱ離城市近，受城市的污染嚴重些，要減少污染，必須進行排污治理。

3.2不同段面同一營養因子變化對水質的影響

根據2011—2013年對三峽庫區重慶涪陵段水體不同段面的同一營養因子的變化分析得知：在所有段面中，“NH4+-N”值逐年在上升，單項評價水質為Ⅴ類，“TP”基本穩定，無趨勢，水質為Ⅳ～Ⅴ類，“TN”呈逐年下降趨勢，水質為Ⅳ～Ⅴ類；“CODCr”和“高錳酸鹽指數”值以下降或者無趨勢為主，水質為Ⅰ～Ⅲ類，其余指標基本穩定，水質為Ⅰ類（見表2）。表明需加強對“NH4+-N”污染的治理。

3.3同一段面的營養因子變化對水質類型的影響

從表3可知，2011—2013年，同一段面，（單項指標評價）不同因子檢測參數各類水質所占比例分別為：段面Ⅰ. Ⅰ類占50.0%，Ⅲ、Ⅳ類各占12.5%，Ⅴ類占25.0%；段面Ⅱ. Ⅰ類占50.0%，Ⅲ類占12.5%，Ⅴ類占 37.5%；段面Ⅲ. Ⅰ類占37.5%，Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ各占12.5%，Ⅴ類占25.0%；段面Ⅳ. Ⅰ類占37.5%，Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ各占12.5%，Ⅴ類占25.0%；段面Ⅴ. Ⅰ類占50.0%，Ⅱ類各占12.5%，Ⅴ類占37.5%；段面Ⅵ. Ⅰ類占50.0%，Ⅱ類占12.5%，Ⅴ類占37.5%。表明離市區越近水質越差。

3.4同一營養因子在不同段面對水質類型的影響

從表4可知，各段面“TN”劃為Ⅴ類，但含量呈逐年下降趨勢；“TP”以Ⅳ類水為主，變化以無趨勢為主；“NH4+-N”不容樂觀，3年來均為上升；“ NO3--N”全為Ⅰ類水，以無趨勢為主；“DO”全為Ⅰ類水，以上升為主；“BOD” 為Ⅰ類水，以無趨勢為主；“COD” Ⅰ類水和Ⅲ類水各半，以下降為主；高錳酸鹽指數以Ⅲ類水為主，但從3年來的檢測均值來看，呈逐年下降趨勢（見表4），說明2013年比2011水質的污染越來越嚴重。

4結論與討論

4.1低水位時水質污染嚴重

在4個檢測水位（低水位、中水位、高水位和庫區最高蓄水位）當中，污染較為嚴重的是低水位（150～155 m）和高水位（160～165 m），污染最輕的是最高蓄水位（170～175 m）。說明在低水位（150～155 m）時庫容量最小，必須減輕農業生產施肥期對水質的影響，減少污染。

4.2離市區越近水質越差

在6個監測段面中，Ⅰ類水質占26.1%，Ⅱ類水質占17.4%，Ⅲ類水質占17.4%，Ⅳ類水質占13.0%，Ⅴ類水質占26.1%，其中，段面Ⅱ污染較為嚴重，說明離市區越近水質越差，必須嚴格控制未經處理的城市污水排入長江。

4.3三峽庫區涪陵段水體富營養化因子NH4+-N污染加重

在參與趨勢分析的8項參數中，上升趨勢比例大于下降趨勢比例的有NH4+-N，上升比例占100%，表明三峽庫區涪陵段NH4+-N污染加重；下降趨勢比例大于上升趨勢比例的有高錳酸鹽指數、TN，其中高錳酸鹽指數下降比例為50%，無趨勢占50%。必須控制NH4+-N 的排放。

參考文獻：

[1]OCED. Eutrophiation of waters monitoring assessment and control [M]. Paris：Oced publication，1982：1-85.

[2]Jiang H.H，Wu ZL，Liang D H.r. Research on water quality of world lakes III[J]. World Environment，2000，13（4）：35-37.

[3]Dai Q Y Jiang X C，Wang Y B，et al. Eco-engeering simulation on pollutant contral inriver courses of Taihu Lake [J]. Journal of Applied Ecolgy，1995，6（2）：201-205.

[4]Edward A，Laws.水污染導論[M].北京：中國環境科學出版社，1988：24-25.

[5]謝朝懷，文穎， 郭玲.環境水樣COD測定方法改進探討[J].南方農業，2013，7（7）：71-72，84.

（責任編輯：丁志祥）