小塔山水庫富營養化評價及防治對策

季相星 王普力 王瑜

摘 要：2016年9月至2017年8月對小塔山水庫水體透明度、高錳酸鹽指數、總氮、總磷、葉綠素a等指標進行了監測，選用湖（庫）綜合營養狀態指數法對連云港小塔山水庫的水環境質量進行分析和評價。結果表明小塔山水庫入庫水污染嚴重，庫區水體夏季和秋季已達到輕度富營養狀態，春季和冬季屬于中營養水平。

關鍵詞：小塔山水庫;富營養化;綜合營養狀態指數

小塔山水庫位于江蘇省贛榆縣，是一座以防洪為主的多功能大型水利樞紐，同時是贛榆縣城兩個自來水廠的飲用水源，供水水質一直較好[1]。近年來，隨著生活污水、工業廢水及農田排水等的大量排入，使水庫的水質從貧營養狀態過渡到富營養狀態。本文利用湖（庫）綜合營養狀態指數法TLI（∑）對小塔山水庫的營養狀態進行評價，找出富營養化原因，提出防治對策。

1 調查方法

1.1 調查時間及站位設置

于2016年9月至2017年8月對小塔山水庫及其上游水系進行了8個點位的調查（圖1），其中黑林橋、旦頭橋和汪子頭橋為入庫水源。各點位及項目每月監測1次。

1.2 監測項目

樣品的采集、保存按照《地表水和污水監測技術規范》（HJ/T 91-2002）[2]的要求進行。帶回實驗室后按照《地表水環境質量標準》（GB 3838-2002）[3]的要求分析透明度（SD）、高錳酸鹽指數（CODMn）、總磷（TP）、總氮（TN）、葉綠素a（Chl.a）。

1.3 評價方法

水質指標按照《地表水環境質量標準GB3838-2002》[3]進行評價，富營養化評價依據《湖泊（水庫）富營養化評價方法和分級技術規定》[4]進行。

綜合營養狀態指數計算公式：

式中：TLI（∑）為綜合營養狀態指數;Wj 為第j種參數的營養狀態指數的相關權重;TLI（j）—為第j種參數的營養狀態指數。

2 結果和分析

2.1 透明度（SD）

湖庫內5個監測點位透明度在0.6～0.9 m之間，而入庫水3個監測點位透明度均低于0.5 m，見圖2。湖庫內秋季和冬季透明度低于春季和夏季，這是由于春夏季節Chl.a處于繁殖階段，在秋季達到高峰，因此秋季湖庫SD比較低，而冬季由于Chl.a分解，水中懸浮物及膠體物質增多，從而導致透明度降低。

2.2 高錳酸鹽指數（CODMn）

三個入庫水監測點CODMn較高，除了旦頭橋和汪子頭橋的夏季入水CODMn小于10 mg/L，其余點位的各個季節入水CODMn均大于10 mg/L，屬于V類水。見圖3。黑林橋和汪子頭橋入水CODMn較高可能是由于該區域以農業為主，連云港禁止焚燒秸稈后，部分秸稈被傾倒到河流水溝中，秸稈腐化導致水體有機物增多。加之沒有生活污水處理措施，大量生活污水直接排入河流，從而導致CODMn普遍較高。在湖庫內的5個監測點位CODMn都小于6 mg/L，達到地表水環境質量Ⅲ級標準。而且呈現出一定季節規律，秋季和夏季比較高，而春季和冬季比較低，這可能是由于夏秋季節上游入水量比較大，沖刷農田施用的化肥和動物糞便及生活污水等，帶入大量的污染物導致。秋季CODMn更高可能是由于湖庫內有部分藻類死亡分解導致。

2.3 總氮（TN）

湖庫內5個監測點位水體TN均小于1.5 mg/L，滿足IV級標準，而且隨季節變化不大。3個入庫水監測點位TN都大于2.0 mg/L，屬于劣V類水，其中旦頭橋的入庫水TN含量均低于5 mg/L，而黑林橋的春季和冬季以及汪子頭橋的春季、秋季和冬季水體中TN均超過9 mg/L。見圖4。黑林橋和汪子頭橋監測點位周邊及上游均有較多村莊和城鎮，居民的生活污水未經處理就直接排入河流中，加之附近農田大量施用化肥，從而導致入庫水TN含量較高。

2.4 總磷分析

湖庫內5個監測點位水體TP均小于0.1 mg/L，達到IV級標準，且隨季節沒有明顯波動。入庫水監測點位中，汪子頭橋秋季入水TP含量達到3.03 mg/L，春季、夏季和冬季入水TP含量也比較高，分別為1.83、1.10、1.30 mg/L。黑林橋入庫水TP含量在0.60～1.23 mg/L之間，也屬于劣V類水。旦頭橋入庫水TP含量較低，在0.12～0.31 mg/L之間，年均值為0.20 mg/L。見圖5。入庫水中春秋兩季TP較高，可能是由于農田噴灑農藥所致。

2.5 葉綠素a分析

湖庫內5個監測點位Chl.a濃度呈季節分布，秋季>夏季>冬季>春季。Chl.a的生長繁殖需要一定的營養鹽和溫度，秋季、夏季的溫度和光照適合Chl.a的生長，因此湖庫內Chl.a在秋季、夏季比春季、冬季高。三個入庫水點位Chl.a也呈季節分布，夏季和秋季Chl.a濃度大于春季和冬季。其中汪子頭橋秋季的Chl.a濃度比較高，達到31.67 mg/m3。有文獻報道當水環境中TN、TP濃度均超過0.015 mg/L時，水中藻類密度開始增加[5]。本次調查發現小塔山水庫湖庫內的五個點位中TN、TP都遠遠超過0015 mg/L，滿足藻類生長的營養條件，因此湖庫內Chl.a濃度較高。湖庫內5個監測點位除了春季Chl.a濃度低于10 mg/m3，其余季節均高于10 mg/m3，根據營養狀態分級標準，小塔山水庫屬于富營養水庫。見圖6。

2.6 營養狀態指數（TLI）

湖庫內5個監測點位中，夏季和秋季的TLI指數處在50.1～53.8，屬于輕度富營養化狀態，春季和冬季TLI指數處于48.4～49.8之間，屬于中營養水平。而三個入庫水監測點位TLI指數均大于60，為中度富營養到重度富營養水平。見表1。

3 討論

小塔山水庫地區年蒸發量大于降水量，導致水庫庫存量不足，每年需要從石梁河水庫調水3 000～5 000萬m3，而石梁河水庫由于受到上游工業廢水的污染，其水質已超III類水標準，入庫水水質較差，污染物不斷在庫存積累，從而導致庫區水質污染呈上升趨勢。有關文獻報道淺水湖泊中的沉積物在風浪作用下發生懸浮，致使沉積物中大量的營養鹽釋放出來并進入上覆水，為生物所利用[6]，因此，有時候源頭污染已經控制住了，但是湖泊富營養化還將在一定時期內存在。

Smith早在1983年就提出N/P<29易形成藍藻水華的觀點[7]，但此后這個觀點受到許多質疑，新近的研究結果表明N/P<29只是藍藻水華爆發的結果，而非原因[8]。唐匯娟比較了國內35個湖泊（23個發生藍藻水華）后發現，發生藍藻水華的湖泊中N/P在13～35之間，而沒有發生藍藻水華的湖泊中N/P則小于13[9]。湖庫內5個監測點位的TN/TP值除了南部泄洪閘點位冬季比較高，達到40.81，其余點位都在15～30之間。而且總體趨勢上冬春兩季比夏秋高。三個入庫水點位TN/TP也呈季節波動，冬春兩季比夏秋高，其中汪子頭橋TN/TP值較低且隨季節變化不大，處在5～10之間。這是由于汪子頭橋TP濃度比較高，從而TN/TP值相對其他兩個點位低。小塔山水庫湖庫內五個監測點位TN/TP值在16.39～40.81，表明該水庫處于長期富營養化狀態（見圖7）。

4 控制措施

4.1 控制源頭污染，嚴把入庫水質

加強小塔山水庫周邊村鎮的生活污水的集中處理，減少生活污水直接排入河流;提倡合理使用農藥、化肥;進一步加強秸稈綜合利用，嚴禁將秸稈直接焚燒或直接堆積到河流中;合理利用土地，防止水土流失。合理規劃和利用土地，防止土壤中的氮、磷被暴雨沖刷后流失。

4.2 推行綠色生產，防止水土流失

合理規劃和利用土地，最大限度地防止土壤侵蝕和地表徑流所帶來的農業污染，如在建筑物和農田安排自然排泄系統，可以減少氮、磷被暴雨沖刷流失;集中收集飼養場的家畜糞便等營養鹽進行集中處理。

4.3 加強環保宣傳，強化庫區管理

通過設置警示牌等設施，對庫區周邊群眾進行宣傳，提高公眾保護水源地的意識。加強庫區管理，嚴格控制庫區開發，禁止在網箱養殖、垂釣。

參考文獻：

[1]

李偉.贛榆塔山水庫藍藻暴發的成因及自來水廠的防治措施[J].城市建設理論研究，2011（20）：1-5.

[2] 國家環境保護總局.地表水和污水監測技術規范：HJ/T 91-2002 [S].北京：中國環境科學出版社，2003：1-47.

[3] 國家環境保護總局，國家質量監督檢驗檢疫總局.地表水環境質量標準： GB 3838-2002 [S].北京：中國環境科學出版社，2019：1-8.

[4] 中國環境監測總站.關于印發湖泊（水庫）富營養化評價方法及分級技術規定的通知（總站生字（2001）090號）[Z].2001..

[5] 劉培桐，王華東，薛紀渝.環境學概論[M].2版.高等教育出版社，1995：89-96.

[6] 秦伯強，楊柳燕，陳非洲，等.湖泊富營養化發生機制與控制技術及其應用[J].科學通報，2006，51（16）：1857-1866.

[7] SMITH V H.Low nitrogen to phosphorus ratios favor dominance by blue-green algae in lake phytoplankton[J].Science，1983，221（4611）：669-671.

[8] XIE L Q， XIE P， LI S X，et al.The low TN：TP ratio，a cause or a result of microcystis blooms？[J].Water Research，2003，37（9）：2073-2080.

[9] 唐匯娟.武漢東湖浮游植物生態學研究[D].中國科學院水生生物研究所，2002.

Assessment and control measures for eutrophication in Xiaotashan Reservoir

JI Xiangxing，WANG Puli，WANG Yu

（Jiangsu Lianyungang Environmental Monitoring Center，Lianyungang ，Jiangsu 222001，China）

Abstract：Water quality of Xiaotashan Reservoir was analysized and evaluated based on main parameters such as TD、CODMn、TN、TP and Chl.a from September 2016 to August 2017.Comprehensive trophic state index TLI was used to analyse and evaluate the water quality.The result showed that the effluent to reservoir was serious polluted.The reservoir was light eutropher in summer and fall，in spring and winter the reservoir were mesotropher.

Key words：Xiaotashan Reservoir;eutrophication;comprehensive trophic state index

（收稿日期：2020-11-27）