東平湖水質污染現狀調查

潘 寧，曹 雨，張 月，胡文聰

(1.山東省泰安生態環境監測中心，山東 泰安 271000；2.泰安維特瑞環保科技有限公司，山東 泰安 271000)

1 引言

東平湖作為南水北調最后一級調蓄水庫，是山東省西水東送的重要水源地；作為滯蓄黃河洪水的大型水庫，東平湖在"藍黃戰略"水資源配置中的戰略作用非常重要；也是濟南都市圈規劃的重要水資源；更關系到區域經濟建設中的水環境安全[1～3]。然而，近2年，作為東線調水工程最后一級蓄水湖庫，東平湖卻出現了總磷、氟化物、硫酸鹽不穩定達標情況。為保障調水安全，亟需開展水域環境質量調查，污染物來源分析，客觀判斷該地區水域環境形勢，科學制定水域環境污染防治措施與保護政策提供依據[4～6]。

2 野外采樣

2.1 野外采樣點布設

(1)參考點位和受損點位兼顧。參考點位和受損點位均是建立生態完整性評價標準的基礎[7]。參考點位包括無干擾點和干擾較小點，要求具有相似的群落結構、優勢種和物種豐富度、棲息地條件[8，9]。

(2)空間代表性原則。選擇點位時要有空間代表性，點位最好分布在不同區域不同特點的不同河流上，要兼顧到流域內多數河流。

(3)生態分區代表性原則。監測斷面布設要兼顧不同的生態分區類型，主要生態分區都要設有點位。

(4)經濟性原則。斷面布設要以期用最少的斷面和人力、物力，獲得最大效益，同時盡量設在交通方便，采樣安全的地段，以保證人身安全和樣品的及時運輸。

(5)盡可能地選擇例行監測斷面和水域，并進行歷史變化分析。

具體而言，東平湖內按照原來的采樣點進行布置，以便與歷史數據進行對比；大汶河包括了泰安市內的干流和上游支流。

2.2 采樣方法

東平湖的平均水深為2.5 m，根據現場實際情況進行分層采集水樣，50 cm為一層，分析不同層湖水的物理化學指標的變化趨勢。采樣方法同樣遵循《地表水和污水監測技術規范》，采集瞬時水樣[10]。表層地表水的采集，可選用適當的容器如水桶等采集。

2.3 湖水及入湖河流的地表水取樣觀測

為充分調查整個研究區域，布點采用長方形的空間網格法，將整個區域均勻劃分為30個網格，在每一個網格內設置采樣點1～2個。并根據湖泊面積適當進行均勻布點，在污染熱點區域可以進行適當的加密。

入湖河流地表水的采集適當向河流及調水渠中上游擴大調查范圍，一般每條入湖河流至少上、中、下游各設有一個采樣點，以保證數據的全面與可靠(圖1)。

圖1 東平湖流域采樣點布局

3 室內分析

監測項目包括溫度(T)、pH值、溶解氧量(DO)、氧化還原電位(ORP)、電導率(EC)、總磷、氟化物和硫酸鹽含量，以及其他輔助解析總磷、氟化物和硫酸鹽來源的化學分析(如部分樣品的TOC、總氮、銨態氮、硝態氮、鐵、錳、鉛、鉻、鎘、銅、鋅、其他陰陽離子等)。

利用離子色譜儀分析主要離子，利用紫外分光光度計分析總氮和總磷。利用便攜式水質參數儀器現場測定水樣的pH、EC、DO、ORP以及溫度。利用離子色譜ICS-900分析氟化物含量。同時采用離子電極法進行測試。按照EDTA二鈉容量法分析硫酸鹽含量，分析基本水質。

4 實驗結果

4.1 pH值

東平湖湖面，樣點采水范圍0～8.5 m，最大值在DP8，最小值在DP4位置，平均值為2.3 m，變異系數為0.69。pH值變化范圍為6.63～9.31，最大值出現在DP9, 最小值出現在DP8。均值為7.71，變異系數為0.11。東平湖入湖河流周邊地表水，pH變化范圍為7.76～9.87，最大值出現在AP2，最小值出現在水草點位。均值為8.59，變異系數為0.07。空間分析圖顯示，東平湖中心區pH值小于入湖口及相關河流，以東側和北側湖面及近處河流最為明顯，表明東平湖入湖河流pH值存在沿入湖方向逐漸增加的趨勢(圖2)。

圖2 東平湖pH值空間分布

4.2 EC值

東平湖湖面EC變化范圍為1184～1679 μS/cm，最大值出現在DP9，最小值在DP1。均值為1327.09 μS/cm，變異系數為0.11。東平湖入湖河流周邊地表水EC變化范圍為9.88～1659 μS/cm，最大值出現在AP2，最小值在AP36，均值為1281.13 μS/cm，變異系數為0.37。EC值在湖面區域較低，而在河流入湖口及部分河流交叉點較高，南水北調來水也達1400 μS/cm以上。EC隨水流往北有輕微的增加趨勢。東側地表水中有幾個點EC值高于湖面，盡管水量較少，應盡量減少高EC值水體進入湖泊(圖3)。

圖3 東平湖EC值空間分布

4.3 DO值

東平湖湖面，DO變化范圍3.44～16.16 mg/L，最大值在DP12，最小值在DP27點位。均值為9.41 mg/L，變異系數為0.25。東平湖入湖河流周邊地表水，DO變化范圍為3.44～15.59 mg/L，最大值出現在AP2，最小值在水草點位，均值為8.59 mg/L，變異系數為0.34。空間分析圖顯示，東平湖湖面DO以西、南、中部地區較高，東、北部較低，與pH值趨勢相反，表明pH值有可能影響相關微生物的生長，造成DO的空間差異與之相聯系。在入湖河流方面，各條河之間差異較大，不存在較為明顯的趨勢，但在入湖口DO高值點位較多(圖4)。

圖4 東平湖DO空間分布

4.4 ORP值

東平湖湖面，ORP變化范圍為-736～182.4 mv, 最大值在水草點位，最小值在DP14.均值為-656.09 mv，變異系數為-0.12.東平湖入湖河流周邊地表水，DO變化范圍為-239～196 mv，最大值出現在AP37，最小值在AP12，均值為90.39 mv，變異系數為1.44。空間分析圖顯示，湖面ORP明顯低于湖外河流地表水，以南側、東側、北側河流較高，但河流不同點位間不具有較為明顯的大小變化趨勢(圖5)。

4.5 總氮

東平湖湖面，總氮變化范圍為0.35～1.2 mg/L，最大值在DP24，最小值在DP03。均值為0.66 mg/L 變異系數為0.29。東平湖入湖河流地表水，總氮變化范圍為0.15～56.57 mg/L，最大值在補4樣點，最小值在DP3上覆水處。均值為8.41 mg/L變異系數為1.40，不同樣點間變化差異較大(圖6)。

圖6 東平湖總氮空間分布

4.6 點位超標情況

采樣期間，超標點位百分比如表1所示。由表1可知，采樣期間均有個別點位總磷超標，其中2015年10月超標現象最為嚴重，超標率為77%。其中29、30采樣點為東平湖和濟平引水渠口，RC1、RC2采樣點為大汶河入湖口，RC3采樣點為大汶河入湖口北部，RC4采樣點為濟平引水渠內，RC5采樣點為東平湖出口(圖7、8)。

表1 東平湖總磷點位超標情況

圖7 采樣點春季總磷年變化(標準為0.05 mg/L)

4.7 其他污染物

東平湖湖面，Fe變化范圍為0.0012～0.0556 mg/L，最大值在DP12，最小值在DP19。均值為0.01 mg/L，變異系數為0.76；Mn變化范圍為0.0003～0.0485 mg/L，最大值在DP19，最小值在DP16。均值為0 mg/L 變異系數為2.51；Ni變化范圍為0～0.0019 mg/L，最大值在DP01，絕大多數樣點為0。均值為0 mg/L 變異系數為2.23。Zn變化范圍為0.0024～0.3282 mg/L，最大值在DP29，最小值在DP03。均值為0.03 mg/L 變異系數為1.68。東平湖入湖河流地表水，Fe變化范圍為0.0013～1.6490 mg/L，最大值在AP81，最小值在AP34，均值為0.05 mg/L 變異系數為4.69。Mn變化范圍為0.0003～0.0485 mg/L，最大值在AP34，最小值在AP5-補2，均值為0.04 mg/L 變異系數為0.56。Ni變化范圍為0～0.0037 mg/L，最大值在AP36-3，最小值出現在絕大多數樣點，均值為0 mg/L 變異系數為2.23。Zn變化范圍為0.0003～0.2387 mg/L，最大值在AP81，最小值在AP34，均值為0.04 mg/L 變異系數為0.56。將東平湖面與東平湖周邊河流相比較，湖面Fe離子在近湖岸點位高于湖面中心區域，湖面Fe離子整體又明顯低于河流，因此推測，地表水在湖面Fe離子存在匯集作用，但中心區又一定的稀釋效應；Mn離子在湖面的南、西、北側存在個別高值點，而沿線河流基本上處于相對低值范圍內，兩者間的相互作用不顯著。Ni離子在東平湖流域整體較低，只有湖面西側的1個高點和距離湖岸大于20 km存在較高點位，而且表現出沿入湖方向降低的趨勢。Zn離子在湖面的北側最高，以河流入湖口附近直到進入湖面10 km范圍內，東側次之，而且大清河方向的Zn離子表現出沿河匯集的趨勢。

圖8 采樣點秋季總磷年變化

5 結論

在初步調研的基礎上，通過對東平湖水樣進行水質檢測分析，基本了解東平湖水質現狀，為保護東平湖提供較為完整、準確的基礎資料和依據，并為東平湖水體總體達標提供管理依據。同時也應結合當地環保部門的要求，對東平湖水質變化情況進行實時監控，全面把控東平湖流域的水質情況，全面改善東平湖流域內的水環境質量。