惠女水庫水質富營養化原因分析及污染控制

泉州市環境監測站 洪小琴

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惠女水庫水質富營養化原因分析及污染控制

泉州市環境監測站 洪小琴

該文通過對惠女水庫2003年以來水質氮（N）磷(P)超標和輕度富營養化現狀、污染產生的原因進行調查分析，查明主要污染來源，提出有效減少水庫中N、P污染物的防治對策。

水質富營養化 氮磷超標 污染調查 防治對策

1 概述

惠女水庫建在洛陽江后坂溪（舊稱大羅溪）上，水庫集雨面積105.8 km2，總庫容1.23億m3，是以飲用水備用水源和灌溉為主，結合防洪、發電綜合利用的大型水利工程。惠女水庫流域包括：惠女水庫庫區、新生溪（舊稱龍宮溪）、后坂溪流域。

新生溪位于馬甲鎮西北部，長9.25km，水流流域面積22.4km2，流經6個村莊，流域年徑流量1255萬m3。后坂溪為洛陽江支流，發源于羅溪鎮樸鼎寨，長15.24km，流域面積63.7km2。

圖1 惠女水庫水系及底泥監測點位示意圖

2 惠女水庫水質狀況

根據泉州市環境監測站對惠女水庫多年來的監測，監測項目包括地表水環境質量標準基本項目及葉綠素a 、透明度共26個項目，2003年～2013年惠女水庫水質類別為Ⅳ類～劣V類，超Ⅲ類標準項目幾乎均為總氮（TN）和/或總磷（TP），除了2004年未測透明度無法計算、2005年屬于中營養狀態外，其余9年水質均屬于輕度富營養狀態，經分析，TN、TP是造成惠女水庫水質持續不能達標和輕度富營養化的最主要因子。見表1、表2。

表1 惠女水庫11年來水質監測數據（單位：mg/L）

表2 惠女水庫11年來水質狀況

3 惠女水庫水質TN、TP 超標和富營養化原因分析

3.1 流域污染源調查分析

3.1.1上游來水TN、TP監測

我們分別于2011年4月、5月、7月對上游支流新生溪和后坂溪馬甲鎮上下游斷面水質TN、TP、高錳酸鹽指數進行監測。結果（見表3）顯示，3個斷面TN、TP超標率達到88.9%、77.8%，最高值達4.74mg/L、0.238mg/L，分別超標3.74倍和3.76倍（TP評價依據湖庫水質標準），高錳酸鹽指數最高值也達7.0mg/L，表明上游來水正源源不斷給水庫帶來大量含高濃度TN、TP、高錳酸鹽指數的營養物質。

表3 2011年新生溪和后坂溪水質TN、TP、高錳酸鹽指數監測情況

3.1.2 流域污染源調查

工業企業和規模化養殖場進行現場調查，面源污染源調查采用發放調查表及現場調查，結合統計年鑒取得相關數據，以2010年為基準年。

2010年，流域內無工業污染源，城鎮與農村生活污水、城鎮徑流、農村生活垃圾、畜禽養殖和農田徑流中各類污染源排放量見表4。

表4 流域內各類污染源排放量

表5 流域內各類污染源入河系數表

表6 流域內各類污染源入河量

表7 各段受納水體污染源入河量所占比例（%）

惠女水庫COD、氨氮、總氮、總磷的主要來源為城鎮生活污水，其次為畜禽養殖（COD為農村生活污水）。從區域污染來源分析，仰恩大學入河量最高，主要是由其生活污水所致，流域內接納污染物的水體主要為后坂溪。

3.2 水庫底泥N、P污染物監測分析

沉積物是水體污染物的源與匯，2011年對惠女水庫流域入庫河流及庫區重要點位底泥沉積物進行監測分析。庫區仰恩大學壩前～水庫出底泥中，有機質與總氮、有機質與總磷皆呈顯著的正相關，TN含量為3444～5127 mg/kg，TP含量為1670～3198mg/kg，是后坂溪番內村底泥中TN含量的7.7～11.4倍、TP含量的2.6～4.9倍。

經實驗分析，1.4L（1.68kg）總氮含量為5376 mg/kg的惠女水庫底泥，在自然條件下，第7天氨氮釋放量達到最大值（23.32mg）；厭氧條件下，第29天氨氮釋放量達到最大值（90.32mg）。惠女水庫底泥中高含量總氮和總磷向水體中進行釋放，成為水體污染的一個重要來源，見表8。

表8 惠女水庫流域入庫河流及庫區重要點位2011年底泥沉積物監測結果

4 對策建議

4.1 治理畜禽養殖污染

畜禽養殖分為規模化和散養兩種。生產工藝簡單的規模化養殖場建議進行拆除搬遷或技改后實現零排放。依據2009年出臺的《洛江區畜禽禁養區區劃方案》（泉洛政文[2009]95號），禁養區內已有的畜禽養殖場必須實施搬遷或關閉，農村分散畜禽養殖較為分散，可考慮與農村分散生活污水統一處置。

4.2 城鎮生活污水處理

建議通過逐步改造鎮區污水排放系統，實行雨污分流，收集服務區內的生活污水，通過污水管網輸送到污水處理廠進行處理。仰恩大學生活污水必須盡快納入污水處理廠處理。

4.3 農村生活污水處理

在人口相對集中區域建立生活污水收集管網，將農村生活污水收集后，采用人工濕地等工藝進行處理，分散人口區應構建農村沼氣工程，將生活污水處理與農村改廁、改廚、改圈相結合，把秸稈、散養畜禽糞便、垃圾農村“三廢”轉化為生物質能源和有機肥料，采用“養殖業—沼氣池—種植業—養殖業”循環發展的農業經濟模式，既可減少化肥、農藥的施用量，又有效推動設施農業的發展。

4.4 農業面源污染控制

采取農業產業結構調整、退耕還林、農藥化肥減量技術、集水農業技術、農田徑流污染控制等措施控制農業面源污染，其中，農田徑流污染控制工程則可通過利用農村地區廢棄的溝渠、池塘，采取物理沉降和生物吸收相結合的方法。

4.5 庫區底泥N、P釋出污染控制

定期挖掘庫區底泥，減少底泥氮、磷釋出量。

4.6 在主要支流建設前置庫

在后坂溪和新生溪匯入庫區之前設置前置庫，使帶著大量營養物質的水體在前置庫停留一段時間，較大的顆粒夾著有機質沉降下來，同時河岸邊淺水區配置濕生、挺水和浮水植物，達到景觀、經濟和環境效益的統一。

4.7 庫周灘地濕地保護與生態恢復措施

對庫周現有的洼地、深溝進行基底修復，建成小型人工濕地，在保護現有的水生植被基礎上，實施人工輔助措施，春季在淺水區種植適當高等水生植物，如菖蒲、蘆葦等水生植物，并按計劃收割，以去除庫區過多的營養物質。同時在庫區一定水域設計生物浮床，上面種植水生植物、水生花卉等。

5 結論

含有大量高濃度TN、TP、COD等有機污染物的上游支流來水是造成惠女水庫TN、TP超標和水質富營養化的最主要原因，主要來源為城鎮生活污水，其次為畜禽養殖，仰恩大學生活污水為區域污染來源最高者。庫區底泥中高含量總氮和總磷向水體中進行釋放，是水體TN、TP污染的另一個重要來源。

[1] 環境保護部南京環境科學研究所.惠女水庫超標原因調查與整治方案研究[Z], 2013.

[2] 泉州市環境監測站.2000年～2013年泉州市環境監測年鑒.

[3] 泉州市環境監測站.2000年～2013年泉州市環境質量報告書.