潘家口、大黑汀水庫三大水環境因子演變趨勢分析

暴　柱，王　燕，張曉剛

（海河水利委員會引灤工程管理局，天津　300393）

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潘家口、大黑汀水庫三大水環境因子演變趨勢分析

暴柱，王燕，張曉剛

（海河水利委員會引灤工程管理局，天津300393）

摘 要：隨著灤河上游地區經濟社會的快速發展，廢污水排放量和入河污染物量逐漸增加，水污染日益加劇，引灤供水水源地潘家口、大黑汀水庫受到上游污染和水庫網箱養魚的影響，水質呈下降趨勢，水體富營養化現象明顯加重。主要選取能夠表征水體富營養化和有機污染程度的氨氮、總磷、高錳酸鹽指數3個因子，采用時間與空間同步的新型方式參照《地表水環境質量標準》（GB3838-2002）進行評價分析。

關鍵詞：總磷；氨氮；高錳酸鹽指數；水質評價；水源地

近年來，潘家口、大黑汀水庫（以下簡稱潘、大水庫）呈現出一定程度的水體富營養化現象，是潘、大水庫主要的水環境問題。因此，本研究主要選取了能夠表征水體富營養化和有機污染程度的氨氮、總磷、高錳酸鹽指數3個因子并參照《地表水環境質量標準》（GB3838-2002）進行評價分析。

2006—2015年，在潘家口水庫上游設烏龍磯、柳河2個采樣點，在潘家口水庫設瀑河口、燕子峪、潘家口、潘家口壩前4個采樣點，在潘家口水庫下游設下池、灑河橋、大黑汀網箱區、大黑汀壩前4個采樣點，監測了水溫、電導率、總氮、總磷、氨氮、硝態氮、高錳酸鹽指數、溶解氧、pH值、葉綠素、透明度等水質指標。

2015年4—9月，在潘、大水庫設瀑河口、燕子峪、潘家口、橫城子、潘家口壩前、大黑汀網箱區、大黑汀壩前7個采樣點，逐月監測了pH值、水溫、DO、TDS、電導率、葉綠素、濁度、氧化還原電位、色度、總氮、總磷、氨氮、硝態氮、硫酸鹽、高錳酸鹽指數、溶解氧等水質指標。水樣于水體表層下0.5 m左右處采集，水體總氮、總磷、氨氮、硝態氮、硫酸鹽、髙錳酸鹽指數參照《水和廢水監測分析方法》測定，溶解氧由YSI6610多參數水質分析儀現場測定。

1　潘、大水庫水環境總體情況比較

基于2015年4—9月潘、大水庫的水環境因子數

潘家口水庫水體氨氮含量在0.32～0.5 mg/L波動，總體處在Ⅲ類水水平。大黑汀水庫水體氨氮含量在0.40～0.66 mg/L，總體處在Ⅱ類水水平。2庫水體氨氮含量變化趨勢一致，最大值出現在8月，最低值出現在9月；4—7月波動不大，6—8月有上升趨勢，8月出現大幅上升；大黑汀水庫高于潘家口水庫。

2庫水體高錳酸鹽指數變化趨勢一致，最低點均在8月，5—8月總體呈逐月下降趨勢，但在7月有所升高，9月突然升高至與5月相近水平。2庫水體總體上均符合Ⅲ類水標準，高錳酸鹽指數也呈現出非汛期值大于汛期值，大黑汀水庫高于潘家口水庫。

2　潘、大水庫各樣點水環境因子格局

2.1總磷

2015年4—9月，2庫水體總磷含量在0.070～0.345 mg/L變化，最大值于4月出現在大黑汀網箱區，最小值于9月出現在潘家口。總體上，2庫水體總磷含量空間上呈現從上游到下游逐漸上升的趨勢；除7月外，時間上呈現逐月下降的趨勢。從圖1可知，7月，2庫各樣點總磷含量都有升高，其中瀑河口、潘家口、潘家口壩前、大黑汀網箱區突增明顯，據推測總磷含量突增與汛期降水有關。大黑汀網箱區總磷含量明顯高于潘家口、橫城子、潘家口壩前，尤其在非汛期差異更明顯，因此大黑汀水庫水體總磷含量高于潘家口水庫。有關研究表明，總磷污染主要來自城鎮污水排放，由此可以推測判斷潘家口下池、灑河橋周邊的生活污水排放是大黑汀網箱區總磷含量偏高的重要原因。2庫水體總磷含量非汛期值大于汛期值，除6、9月橫城子以上各樣點符合Ⅳ類水標準外，各樣點總體上處在Ⅴ類水標準。

圖1　2015年4—9月潘、大水庫各樣點總磷變化

2.2氨氮

從圖2可知，2015年4—9月，2庫水體氨氮含量在0.24～0.67 mg/L變化，最大值于8月出現在大黑汀網箱區，最小值于6月出現在燕子峪。總體上，2庫水體氨氮含量空間上呈現出從上游到下游逐漸升高的趨勢；時間上最大值出現在8月，其他月份除瀑河口、燕子峪外波動不大。除橫城子下游各樣點在8月處于Ⅲ類水水平外，2庫水體氨氮含量總體上符合Ⅱ類水標準。

圖2　2015年4—9月潘、大水庫各樣點氨氮變化

2.3高錳酸鹽指數

從圖3可知，2015年4—9月，2庫水體高錳酸鹽含量在2.7～7.2 mg/L波動，最大值于4月出現在大黑汀網箱區，最小值于8月出現在瀑河口。其中，大黑汀網箱區呈逐月下降趨勢，其他樣點無明顯變化。空間上，2庫潘家口、大黑汀網箱區的高錳酸鹽指數相對較高，而大黑汀網箱區的高錳酸鹽指數相比潘家口更高。有關研究表明，投餌養魚可使水體高錳酸鹽濃度維持較高水平，由此可以推斷大黑汀水庫高錳酸鹽指數高于潘家口水庫是網箱投餌養殖所致。時間上，2庫水體高錳酸鹽指數總體呈現非汛期值高于汛期值，瀑河口、燕子峪8月達到Ⅱ類水水平，大黑汀網箱區4—5月達到Ⅳ類水水平，此外各樣點總體上符合Ⅲ類水標準。

圖3　2015年4—9月潘、大水庫各樣點高錳酸鹽指數變化

3　潘、大水庫各樣點水環境因子的演變趨勢

3.1總磷

從圖4可知，2006—2014年，2庫水體總磷含量在0.029～0.32 mg/L變化，最低值于2008年出現在柳河口，最高值于2010年出現在烏龍磯。其中，烏龍磯總磷含量最高，且有逐年加重的趨勢，自2009年起一直處于劣V類水水平。潘家口水庫水體總磷含量相對較低，各樣點隨時間變化規律不一致，但總體上呈上升趨勢，一直維持在Ⅱ、Ⅳ類水的水平。潘家口下池以下區域水體總磷含量均呈現出隨時間變化逐年升高的趨勢，尤其以潘家口下池和大黑汀壩前最重，自2010年以來處于V類水水平。

圖4　2006—2014年潘、大水庫總磷時空分布

3.2氨氮

從圖5可知，2006—2014年，2庫水體氨氮含量在0.10～4.44 mg/L變化，最低值于2006年出現在大黑汀壩前，最高值于2009年出現在烏龍磯。燕子峪以上區域，2006—2009年氨氮含量有逐年上升的趨勢，但自2009年之后逐漸下降，2014年烏龍磯和柳河口處于Ⅲ類水水平，其余均為Ⅱ類水水平。而燕子峪下游區域水體氨氮含量總體上處于Ⅱ類水水平，個別年份為Ⅲ類水水平。

圖5　2006—2014年潘、大水庫氨氮時空分布

3.3高錳酸鹽指數

從圖6可知，2006—2014年，2庫水體高錳酸鹽指數在1.33～5.59 mg/L波動，最低值于2014年出現在灑河橋，最高值于2009年出現在烏龍磯。2庫各樣點2011年前總體上符合Ⅱ類水標準，2011年后總體上符合Ⅲ類水標準。其中，柳河口和灑河橋相對較低，其余樣點有逐年增加的趨勢。

圖6　2006—2014年潘、大水庫高錳酸鹽指數時空分布

4　結論

基于2006—2014年潘、大水庫水環境因子數據，對2庫各因子的平均狀況進行了分析。結果表明，2006—2014年2庫各水質指標的逐年變化趨勢大體一致。其中，2庫水體總磷含量總體上為Ⅳ類水水平，2011年之前兩者差別不大，但自2012年開始大黑汀水庫迅速升高、介于0.1～0.18 mg/L，在相應時間內潘家口水庫為0.05～0.11 mg/L；2庫水體氨氮含量總體上符合Ⅲ類水標準，其中大黑汀水庫基本為Ⅱ類水水平；2庫水體高錳酸鹽指數2011年以前處在Ⅱ類水標準，2011年之后處在Ⅲ類水標準，兩者差異較小。

參考文獻

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中圖分類號：X824

文獻標識碼：B

文章編號：1004-7328（2016）03-0015-03

DOI：10.3969/j.issn.1004-7328.2016.03.006

收稿日期：2016—04—25

作者簡介：暴柱（1980—），男，工程師，主要從事水質監測工作。據，對2庫各因子的平均狀況進行了分析。潘家口水庫水體總磷含量在0.089～0.192 mg/L波動，最高值出現在4月，最低值出現在9月，整體處在Ⅴ類水水平。大黑汀水庫水體總磷含量在0.136～0.328 mg/L波動，最高值出現在4月，最低值出現在9月，4—5月處在劣Ⅴ類水水平，6—9月處在Ⅴ類水水平。2庫水體總磷含量變化趨勢一致，整體呈下降趨勢，但在7月出現突然升高的現象；非汛期值大于汛期值；大黑汀水庫高于潘家口水庫。