乌江水库水质评价及原因分析

江川

乌江流域为贵州省的经济发展提供了丰富的资源，在保障生态安全、调节气候环境、保障饮水、灌溉、发电等方面起到重要作用。随着经济社会快速发展和人口迅速增长，乌江流域水污染问题日渐凸显，而乌江水库位于乌江水系中部，是污染问题突出的水域，主要的问题是总磷污染，且一直影响到出境断面水质。研究乌江水库水环境质量和总磷污染变化趋势及规律，对乌江水库水环境治理具有重要意义。

本研究区域位于贵州遵义、息烽、金沙三县交界的乌江干流(乌江流域中部)上的乌江水库，最大蓄水面积124 km2，平均水深44.8 m;坝前水深150 m，库长约76 km，水面宽度在50～1 000 m之间。两岸山高超过300 m，地质条件极为复杂，河谷狭窄，是个典型的山区河道型水库。库水位年变幅超过30 m，为季调节水库。水库地处云贵高原之上，正常高蓄水位760 m，相应库容2.14×109m3，有效库容1.35×109m3。乌江水库上游有洪家渡、东风、索风营3座梯级水库，有两条入库河流，一条是北岸遵义县和息烽县的界河偏岩河，另一条是南岸的息烽河。

1 监测点位及评价方法

根据贵州省地表水环境功能划分规定，乌江水库为Ⅱ类水质功能区，库区共设4条监测垂线，库前(大岭岗)、库后(大坝)、入库河流(偏岩河口、息烽河口)，水质评价执行GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅱ类。根据乌江水库污染的特征，评价方法采用单因子指数评价法。

2 监测结果

根据贵州省环境质量年报，多年来乌江水库水质均未达到GB 3838—2002《地表水环境标准》Ⅱ类标准，主要污染物为总磷和总氮(总氮不参加评价)，个别指标个别年度超标。2006～2010年水质评价结果汇总见表1。

2010年乌江水库各垂线总磷、总氮的空间分布如图1所示，其中总磷污染指数变化范围在2.145～6.4之间，平均为3.36。总氮污染指数变化范围在4.3～8.08之间，平均为6.606(单项污染指数见表2、3)。

表1 乌江水库2006～2010年评价结果及超标因子汇总

图1 2010年乌江水库各垂线总磷、总氮空间变化

图1显示，息烽河口总磷污染指数最高，高出大岭岗2倍，高出偏沿河口和大坝1.7倍和1.6倍。大岭岗总氮污染指数低，其余三条垂线污染指数均偏高。

2.1 水期变化

不同水期总磷、总氮的平均浓度变化如图2、3所示。息烽河口总磷、总氮浓度变化一致，平水期＞枯水期＞丰水期，大岭岗总磷、总氮变化一致，平水期＞丰水期，偏沿河口和大坝总磷与总氮的变化正相反，总磷平水期＞丰水期，而总氮丰水期＞平水期。

图2 2010年乌江水库各水期总磷变化

图3 2010年乌江水库各水期总氮变化

2.2 年际变化

图4显示了2006～2010年乌江水库总磷、总氮浓度变化情况。由图4可知，2006～2010年乌江水库TP浓度呈显著下降趋势，而总氮2006～2007年呈下降趋势，自2007年后呈缓慢上升趋势。

图4 乌江水库总磷、总氮年际变化趋势

通过秩相关系数法检验各垂线总磷污染指数变化趋势，结果显示均呈显著性下降趋势，而总氮息烽河口和大岭岗为显著下降趋势，大坝和偏沿河口则相反，大坝呈显著上升趋势，偏沿河口呈不显著上升趋势(表2、3)。

表2 2006～2010年乌江水库各断面总磷污染指数

表3 2006～2010年乌江水库各断面总氮污染指数

3 结论

3.1 年度状况

(1)2010年乌江水库水质以Ⅳ类水质为主。其中，息烽河口垂线水质为Ⅴ类，大岭岗、偏沿河口、大坝垂线水质为Ⅳ类，污染物为总磷。

(2)2010年乌江水库各垂线中，总磷污染指数在6.4～2.114 5之间，平均为3.36。其中息烽河口最高为6.4，其次依次为偏沿河口2.48、大坝2.36、大岭岗2.145，而总氮污染指数在4.3～8.08之间，四条垂线污染指数平均为6.606，其中大岭岗最低为4.3，其次依次为息烽河口6.56、大坝7.48、偏沿河口8.08，总氮污染相当严重，总磷污染情况虽好于总氮，但污染程度仍较重(表3、4)。

3.2 总磷水期变化

2010年各垂线总磷、总氮浓度除息烽河口平水期显著升高外，其余垂线变化不显著，息烽河口总磷、总氮浓度变化一致，平水期＞枯水期＞丰水期，大岭岗总磷、总氮变化一致，平水期＞丰水期，偏沿河口和大坝总磷与总氮的变化正相反，总磷平水期＞丰水期，而总氮丰水期＞平水期。

3.3 水质年际变化

乌江水库水质总体在逐年好转，由2006年的劣Ⅴ类水质断面占75%，到2010年的无劣Ⅴ类水质断面，且Ⅳ类水质断面占到75%。

3.4 污染物年际变化趋势

2006～2010年乌江水库总磷浓度呈显著下降趋势;而总氮2006～2007年呈下降趋势，自2007年后呈缓慢上升趋势。结果显示总磷与总氮自2007年以来呈负相关关系。

4 原因分析

导致乌江库区总磷污染的原因有:(1)生活污染比重较大。息烽县小寨坝镇及库区周围居民的生活污水不经处理直接排入乌江水库;(2)工业及矿产污染。若干年来支流偏岩河、息烽河沿岸地区无计划地开发磷矿和环境污染极大的磷化工产品，大规模地生产环境污染极大的黄磷、湿法磷酸及相关产品，同时又使用落后的生产工艺，不注重有限资源的充分利用和环境保护，也没有采取有效的环保措施，造成大规模的资源损失和环境污染。如息烽重钙厂、息烽造纸厂、息烽黄磷厂等;(3)养殖污染治理尚未重视。乌江水库库区的水产养殖，由于缺乏科学合理的规划，养殖无序化发展，对乌江水库库区及下游水体总磷、总氮有较大贡献。据2008年贵州省农业厅水产局提供的资料，乌江水库现存网箱养鱼面积约2.0×105m2，总产量1.2×104t。按照一般网箱养鱼物料平衡计算方法估算，乌江水库网箱养鱼每年对乌江水库排出74.3 t总磷［1］;(4)流域内水土流失严重。由于居民耕作方式较为原始，耕地施用的农药和化肥等氮、磷易随地表径流流入水库。有关研究表明，乌江水库营养盐浓度较高，枯、丰水期均为中-富营养化状态，且均呈现了轻度的富营养化趋势［2］。乌江水库未出现氨氮超标，但总氮污染严重，除2006～2007年下降外，2007年后呈恶化趋势的情况说明，乌江水库的氮素污染主要来源于农业，包括受雨水冲刷进入水体的农田地表径流和水产养殖。

乌江水库总磷浓度2007年以来大幅度降低是随着工业实行“一控双达标”、采用先进工艺进行生产，加大力度控制污染，并采取节能、降耗等措施后，工业废水产生量减少，处理率逐步加大，再加上推行清洁生产工艺［3］，对源头污染源和污染大户实施限期达标排放，关闭了一些污染严重的磷化工企业等措施的结果。2010年与2006年相比总磷浓度平均下降85%，特别是大岭岗断面下降了94%，其次偏岩河口下降85%，息烽河口下降77%，大坝下降70%。

5 污染控制对策

(1)截断污水直接流入水库的途径。在水库流域内，将含有营养物质的生活污水和工业污水，引到农田做灌溉用。这样既能增加农田的生物收获量，又能避免水库富营养化的危害。国外有关污水灌溉实验资料表明，用土地处理污水是一种行之有效的好办法，磷的去除率为92%～99%，氮的去除率为52%～95%。另外，在城镇建污水处理厂，生活污水和工业废水都须经处理达标后才能排放。

(2)加强支流地表水和地下水的水质监测。定时监测水质变化情况，发现重点污染物排放总量超过控制指标的，要及时报告政府和有关部门，以便采取紧急治理措施。以河流为主线，以城镇为节点，建立河流水资源保护监督管理体系，强化流域管理的监督职能和协调能力，加强各相关部门之间的交流与合作。

(3)从源头控制污染。对集中排污口的各类污染源，加强跟踪监测，发现问题及时解决，从控制污染物的排放量来遏止污染的进一步扩大。对企业要采取有力措施，改善经营管理，积极引进先进的生产工艺，提高物料利用率，减少污染物的排放。通过修定产业政策，调整产业结构，用行政、经济手段推行清洁生产。

(4)对乌江水库库区的水产养殖作科学合理的规划，让养殖业从无序化发展向有序化方向发展。

(5)对废渣加大综合处理和利用力度，做好防渗，严防磷石膏渣透到地下水污染乌江水库。

(6)加强宣传，提高全民的环境保护意识。

(7)国内外治理污染水系的经验表明:在外污染源基本得到控制的条件下，必须彻底清除内污染源——污染底泥，恢复重建水体生态系统，才能达到理想的治理效果。目前，世界上多采用环保疏浚的方法清除污染底泥。对于乌江库区来说在支流息烽河、偏岩河的污染得到控制的情况下，要使总磷浓度降到Ⅱ类功能区水质标准，可采取环保疏浚等辅助方法。

［1］魏浪，夏霆，严志程，等.乌江上游梯级水库水体富营养化研究［J］.水资源保护，2010，26(4);39-41.

［2］张晟，李崇明，王毓丹，等.乌江水污染调查［J］.中国环境监测，2003，19(1):23-26.

［3］刘春广，乔光建.朱庄水库水体富营养化机理分析及治理对策［J］.南水北调与水利科技，2003，5:44-46.