麗江市清溪水庫飲用水水源地氮元素相關指標調查分析

木曉麗

(麗江市環境監測站，云南 麗江 674100)

1 引言

飲用水水源地保護是一項事關供水范圍內居民正常生產生活和安全用水的重要工作，對于以旅游為主導產業的麗江市，保障飲用水供應安全至關重要。我們需要立足長遠，加強飲用水水源地環境保護，保證人民飲水的安全性。

2 清溪水庫飲用水水源地概況

清溪水庫位于麗江市古城區麗江壩子東北部的清溪村，屬西安街道轄區，為湖庫型供水水源地。水庫由一、二庫組成，一庫始建于1958年，二庫于1977年開工建設，1979年建成。原設計最大壩高8.7 m，最大水深7.78 m，總庫容105萬m3，屬小(一)型水庫。2001年，在清溪泉群源頭，麗江市排水公司完成取水設施建設，工程設計日取水量6萬m3。2006年實施除險擴容工程后，水庫最大壩高達到了9 m，總庫容為125萬m3，興利庫容80萬立方米。清溪泉水主要靠白沙、玉龍雪山、九子海降水補給，主要作為飲用水源及景觀用水。清溪水庫供應的自來水廠為麗江市第二自來水廠。2019年內，清溪水庫水源地供水量為956.7萬t，占到麗江市中心城區供水量的38.79%。2011年，省政府下發了同意該飲用水水源保護區劃方案的批復。

3 水質監測情況

清溪水庫屬于湖庫型飲用水水源地，監測頻次為每月一次，飲用水源地常規監測項目為《地表水環境質量標準》(GB3096-2002)[1]基本項目24項、補充項目5項，優選特定項目33項，共62項常規項目，湖庫型飲用水源地加測葉綠素a、透明度、水位等指標。同時每年開展一次全指標分析。監測指標中氮元素相關指標為氨氮、硝酸鹽和總氮。氨氮檢測方法是《水質 氨氮的測定 納氏試劑分光光度法》(HJ 535-2009)，硝酸鹽氮檢測方法為《水質 硝酸鹽氮的測定 紫外分光光度法(試行)》(HJ/T 346-2007)，總氮檢測方法為《水質 總氮的測定 堿性過硫酸鉀消解-紫外分光光度法》(HJ 636-2012)。

3.1 2014年以來清溪水庫水源地水質類別評價

根據《地表水環境質量標準》(GB3838-2002)和環保部下發的《地表水環境質量評價辦法(試行)》(環辦函【2011】22號)[2]的相關評價要求，總氮、糞大腸菌群不參與。對2014年至2019年清溪水庫水源地水質監測結果進行分析，評價結果為：常規指標按年平均值評價，水質類別達Ⅱ類；參考指標總氮在Ⅳ類到Ⅴ類之間。

3.2 2014年以來各項氮元素相關監測指標監測結果分析

2014～2019年，清溪水庫氮元素相關檢測指標有氨氮、硝酸鹽和總氮。

氨氮指標自2014年1月至2019年12月，有38個月為未檢出月，檢出月份中最高值為0.11 mg/L，將2014年1月至2019年12月氨氮監測結果按月平均(低于檢出限，按檢出限1/2計)，結果顯示：1～5月份氨氮濃度呈上升趨勢，在6月份有所下降，在7月份又上升，而8～10月份呈下降趨勢，11月份有所上升到12月份又有所下降；所有月份月均值都小于Ⅰ類標準限值，月均值變化趨勢見圖1。同時清溪水庫2014～2019年氨氮監測結果年均值為2015年較高,2015～2019年為下降趨勢，變化趨勢見圖2。

圖1 2014年1月至2019年12月各月氨氮監測濃度

硝酸鹽指標自2014年1月至2019年12月保持在0.90 mg/L到1.94 mg/L，將2014年1月至2019年12月硝酸鹽監測結果按月平均，結果顯示：1～3月硝酸鹽濃度呈上升趨勢，在4月份有所下降，在8月份又上升，而8～10月呈升高趨勢，到12月又有所下降；所有月份月均值都小于集中式生活飲用水地表水源地補充項目標準限值，月均值變化趨勢見圖3。同時清溪水庫2014～2019年硝酸鹽監測結果年均值總體呈上升趨勢，其中2017年略低于2016年，2019年略低于2018年，變化趨勢見圖4。

圖2 2014～2019年氨氮年平均濃度變化情況

圖3 2014年1月至2019年12月各月硝酸鹽監測濃度

圖4 2014～2019年硝酸鹽氮年平均濃度變化情況

總氮指標自2014年1月至2019年12月保持在1.18～2.35 mg/L，將2014年1月至2019年12月總氮監測結果按月平均，結果顯示：1～2月總氮濃度呈上升趨勢，在3月份有所下降，在4月份又上升，而5月和6月有所下降，在7月和8月又上升，到11月基本保持穩定，在12月有所下降；所有月份月均值都保持在Ⅳ類到Ⅴ類標準限值之間，月均值變化趨勢見圖5。同時清溪水庫2014年至2019年總氮監測結果年均值上升趨勢，其中2017年略低于2016年，2019年略低于2018年，變化趨勢見圖6。

總氮濃度和硝酸鹽年均值濃度較氨氮濃度較高，同時硝酸鹽和總氮年均值濃度變化趨勢基本保持一致，在2014～2019年總體呈上升趨勢，其中2017年略低于2016年，2019年略低于2018年，氨氮年均值濃度變化趨勢與總氮年均值濃度變化趨勢不一致，鹽氮元素相關指標2014～2019年年平均濃度變化情況見圖7。

圖5 2014年1月至2019年12月各月總氮監測濃度

圖6 2014～2019年總氮年平均濃度變化情況

圖7 氮元素相關指標2014～2019年年平均濃度變化情況

3.3 結論

清溪水庫目前監測的氮元素相關指標有氨氮、硝酸鹽和總氮，根據對清溪水庫該三個指標監測結果進行分析可知，氨氮年均值常年穩定保持在Ⅰ類標準限值以下，硝酸鹽年均值常年穩定到達集中式生活飲用水地表水源地補充項目標準限值以下，總氮年均值常年保持在超Ⅳ類，達Ⅴ類的水平。硝酸鹽氮占總氮的超過90%，同時硝酸鹽和總氮年均值濃度在2014～2019年之間變化趨勢基本保持一致，總體呈上升趨勢，其中2017年略低于2016年；氨氮年均值濃度變化趨勢與總氮年均值濃度變化趨勢不一致。水中的氮化合物最初為復雜的有機氮，經轉化變成氮化合物，最終轉化為硝酸鹽氮，清溪水庫水質pH值2014～2019年保持在7.22～8.65之間，平均值為7.9，而溶解氧2014～2019年保持在6.0～10.1 mg/L之間，平均值為6.9 mg/L，發現清溪水庫水質為弱堿性，溶解氧充足，有利于硝化反應，促進硝酸鹽氮濃度升高，因此水庫中硝酸鹽氮濃度比氨氮高，控制總氮濃度的指標是硝酸鹽氮而不是氨氮。這也說明清溪水庫中的氮化合物的轉化可能已進入末期轉化階段，大部分一級轉化成為穩定的硝酸鹽氮[3～6]。

總氮是反映湖庫水體富營養化程度的5個重要指標之一，其他4個指標分別為葉綠素a、高錳酸鹽指數、總磷和透明度。2014～2019年，高錳酸鹽指數和總磷指標可常年保持在Ⅱ類，同時葉綠素a、高錳酸鹽指數、總磷和透明度4個參數營養狀態指數保持在30以下，總氮營養狀態指數超過60，清溪水庫綜合營養狀態指數小于30，為貧營養。因此，在水庫不發生富營養化的情況下，不會影響飲用水安全。

4 原因分析

清溪水庫為地表水型飲用水水源地，但是其清溪泉群出水為地下水，根據目前的情況研究，造成地下水硝酸鹽濃度升高的主要原因有以下幾個方面。

一是生活污水和工業廢水，大量的研究表明隨著人類生產活動的加劇與現代化工業的迅速發展，所產生的生活污水和工業廢水是硝酸鹽污染物的主要來源之一；二是農業面源污染，由于農作物對氮肥的吸收是有限的，過量施用氮肥后，多余的氮元素雖地表徑流滲入地下水中，導致地下水硝酸鹽濃度升高；三是降水導致生活垃圾等固體廢棄物滲濾液滲入地下水也會導致硝酸鹽濃度升高；四是地下水超采會引起水位持續下降，改變了地下水水動力條件，同時導致水位下降，原先的飽水帶變為包氣帶，增強了氧化還原作用，溶解了土體中原先難溶解的砂礫石等物質，導致溶解性總固體增加，也導致了硝酸鹽的增加[3～5]。

5 建議

(1)繼續開展清溪水庫氮元素相關指標監測工作，對相關指標變化情況進行追蹤，并進一步加強可能造成總氮、硝酸鹽氮濃度升高的原因進行深入分析調查。

(2)加強集中式飲用水水源地環境保護管理工作，加強飲用水水源地保護區及周邊工業污染源、生活污染源和農業污染物污染防治工作。