京津冀重要飲用水源地潘大水庫水體污染特征分析

楊晨昱 陳勇 張敏 渠曉東 蔣定國

摘 要：潘家口、大黑汀水庫（簡稱“潘大水庫”）位于灤河干流上，是天津市、唐山市的重要飲用水水源地，研究其水體污染特征對(duì)兩庫的供水安全具有重要意義。本研究基于2006～2014年潘大水庫水環(huán)境因子的調(diào)查，采用綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)法對(duì)潘大水庫水質(zhì)狀況進(jìn)行分析評(píng)價(jià)。結(jié)果表明：潘大水庫污染嚴(yán)重，遠(yuǎn)高于國內(nèi)其它飲用水源地。在空間上，處于上游的潘家口水庫呈現(xiàn)出從上游到下游污染程度逐漸降低的趨勢，而大黑汀水庫則表現(xiàn)出從上游到下游污染逐漸加重的趨勢，表明大黑汀水庫來自于水庫內(nèi)部的污染對(duì)其污染程度有較大的貢獻(xiàn)。

關(guān)鍵詞：京津冀地區(qū)；飲用水水源地；水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)法

中圖分類號(hào)：X524 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2018）11-0061-02

Abstract： Panjiakou and Daheiting reservoirs， located on the main stream of Luanhe River， are the important drinking water sources in Tianjin and Tangshan Cities. It is of great significance to study the water pollution characteristics of the two reservoirs. Based on the investigation of water environmental factors in Pan-Da Reservoir from 2006 to 2014， the water quality of Pan-Da Reservoir was analyzed and evaluated by comprehensive water quality marker index method. The results show that the pollution of Pan-Da Reservoir is serious， which is much higher than that of other drinking water sources in China. In space， the Panjiakou Reservoir， which is located in the upper reaches， shows a trend of decreasing pollution from the upstream to the downstream， while the Daheiting Reservoir shows a trend of increasing pollution from the upstream to the downstream. It shows that the pollution of Daheiting Reservoir from inside of the reservoir has great contribution to its pollution degree.

Keywords： Beijing-Tianjin-Hebei region； drinking water source； water quality index method

1 概述

潘家口、大黑汀水庫（以下簡稱“潘大水庫”）位于灤河干流上，擔(dān)負(fù)著向天津市、唐山市及灤河下游地區(qū)供水的重任。面對(duì)灤河流域日益加重的污染所導(dǎo)致的引灤水質(zhì)下降，分析潘大水庫總體水環(huán)境質(zhì)量的變化過程，闡明潘大水庫水體污染特征及主要污染物，對(duì)兩庫水污染治理、保障受水區(qū)人群身體健康具有重要意義。目前，對(duì)于水質(zhì)評(píng)價(jià)，除了單因子法以外的其它方法還處于理論研究階段，沒有形成一個(gè)統(tǒng)一的評(píng)價(jià)模式[1]，由于水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)法能夠?qū)～V類水、劣V類水不黑臭、劣V類水黑臭進(jìn)行全面、科學(xué)全理的定性與定量評(píng)價(jià)[2]，從而得以廣泛應(yīng)用。因此選取綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)法作為本研究的方法之一。近年來陸續(xù)有關(guān)于潘大水庫的水質(zhì)問題的研究：2003年王少明等人采用污染綜合污染指數(shù)法分析了1984～1999年潘家口水庫和大黑汀水庫的水質(zhì)變化，得出綜合污染指數(shù)無明顯變化趨勢，一直保持在地表水III類以上標(biāo)準(zhǔn)[3]。2009年朱龍基等人分析了潘家口水庫1986～2006年高錳酸鹽指數(shù)、TN、TP的變化，結(jié)果表明1998年以后，三個(gè)水質(zhì)參數(shù)有上升的趨勢[4]。2009年邢海燕等分析了潘家口水庫和大黑汀水庫2000～2008年TP、COD、氨氮的變化[5]。為保證綜合評(píng)價(jià)結(jié)果的可靠性，本研究采用綜合污染指數(shù)法分析潘大水庫2006～2014年的水質(zhì)污染特征，闡明潘大水庫水污染的時(shí)空格局，全面分析潘大水庫總體水質(zhì)的變化過程。

2 材料與方法

2.1 樣點(diǎn)布設(shè)

本研究于2006～2014年在潘家口水庫上游設(shè)烏龍磯、柳河口2個(gè)采樣點(diǎn)，在潘家口水庫設(shè)瀑河口、燕子峪、潘家口、潘家口壩前4個(gè)采樣點(diǎn)，潘家口水庫下游設(shè)下池、灑河橋2個(gè)采樣點(diǎn)，大黑汀水庫設(shè)大黑汀網(wǎng)箱區(qū)、大黑汀壩前2個(gè)采樣點(diǎn)。樣點(diǎn)分布見圖1。

2.2 樣品采集及數(shù)據(jù)處理

2006～2014年每月在各樣點(diǎn)進(jìn)行現(xiàn)場監(jiān)測及樣品采集，水樣于水體表層下0.5m左右處采集。監(jiān)測指標(biāo)包括：總氮、總磷、氨氮、高錳酸鹽指數(shù)、溶解氧。溶解氧以YSI6610多參數(shù)水質(zhì)分析儀進(jìn)行現(xiàn)場測定。總氮、總磷、氨氮、高錳酸鹽指數(shù)參照《水和廢水監(jiān)測分析方法》測定。

2.3 評(píng)價(jià)方法

本研究選取綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)法[6]對(duì)潘大水庫水質(zhì)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)法是以單因子水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)為基礎(chǔ)，對(duì)河流進(jìn)行評(píng)價(jià)的一種方法。綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)由整數(shù)位和三位或四位小數(shù)位組成，其結(jié)構(gòu)為：

Iwq=X1X2X3X4

式中，Iwq為綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)，X1為河流總體的綜合水質(zhì)類別，X2為綜合水質(zhì)在類水質(zhì)變化區(qū)間內(nèi)所處位置，X3為參與綜合水質(zhì)評(píng)價(jià)的水質(zhì)指標(biāo)中劣于水環(huán)境功能區(qū)目標(biāo)的單項(xiàng)指標(biāo)個(gè)數(shù)，X4為綜合水質(zhì)類別與水體功能區(qū)類別的比較結(jié)果。

3 結(jié)果與分析

基于總氮、總磷、氨氮、高錳酸鹽指數(shù)、溶解氧等6個(gè)水質(zhì)參數(shù)，計(jì)算了潘大水庫各樣點(diǎn)的綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)（圖2）。計(jì)算結(jié)果表明烏龍磯水質(zhì)情況最差，總體劣于功能區(qū)目標(biāo)2個(gè)類別，所選評(píng)價(jià)指標(biāo)中超標(biāo)個(gè)數(shù)為3，分別為總磷、總氮、氨氮，總體為V類水質(zhì)。其次是瀑河口，最大值劣于水環(huán)境功能區(qū)3個(gè)類別，所選評(píng)價(jià)指標(biāo)最大超標(biāo)個(gè)數(shù)為4，分別為總磷、總氮、氨氮、COD，總體為III類水質(zhì)。柳河口達(dá)到Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，但2012年后所選評(píng)價(jià)指標(biāo)超標(biāo)個(gè)數(shù)達(dá)到2，分別為總磷和總氮。其余各樣點(diǎn)總體劣于水環(huán)境功能區(qū)水質(zhì)目標(biāo)1個(gè)類別，為III類水質(zhì)，所選評(píng)價(jià)指標(biāo)超標(biāo)個(gè)數(shù)均值為2。

時(shí)空分布格局（圖2）分析表明，空間上，除烏龍磯和瀑河口污較嚴(yán)重外，其它樣點(diǎn)水質(zhì)狀況自上游至下游差異較小，但在2009年及2010的差異較大，部分樣點(diǎn)為III類水，部分樣點(diǎn)為IV類水。時(shí)間上，污染最嚴(yán)重的烏龍磯樣點(diǎn)自2010年起，綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)呈現(xiàn)逐年下降趨勢，表明污染程度逐漸降低；瀑河口在2008年綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)達(dá)到最大值，之后呈逐年下降趨勢；說明上游污染程度有下降趨勢。而潘家口壩前以下各樣點(diǎn)呈逐年緩慢上升趨勢，表明大黑汀水庫綜合污染程度有逐年加重的趨勢，這可能與研究期間大黑汀水庫越來越多的網(wǎng)箱養(yǎng)魚有關(guān)，大量的餌料投放加重了水質(zhì)的污染程度[7]。這一結(jié)論與水生生物反應(yīng)的結(jié)論基本一致，潘大水庫水生態(tài)系統(tǒng)總體狀況不容樂觀[8，9]。

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