惠女水库水质富营养化原因分析及污染控制

泉州市环境监测站 洪小琴



惠女水库水质富营养化原因分析及污染控制

泉州市环境监测站 洪小琴

该文通过对惠女水库2003年以来水质氮（N）磷(P)超标和轻度富营养化现状、污染产生的原因进行调查分析，查明主要污染来源，提出有效减少水库中N、P污染物的防治对策。

水质富营养化 氮磷超标 污染调查 防治对策

1 概述

惠女水库建在洛阳江后坂溪（旧称大罗溪）上，水库集雨面积105.8 km2，总库容1.23亿m3，是以饮用水备用水源和灌溉为主，结合防洪、发电综合利用的大型水利工程。惠女水库流域包括：惠女水库库区、新生溪（旧称龙宫溪）、后坂溪流域。

新生溪位于马甲镇西北部，长9.25km，水流流域面积22.4km2，流经6个村庄，流域年径流量1255万m3。后坂溪为洛阳江支流，发源于罗溪镇朴鼎寨，长15.24km，流域面积63.7km2。

图1 惠女水库水系及底泥监测点位示意图

2 惠女水库水质状况

根据泉州市环境监测站对惠女水库多年来的监测，监测项目包括地表水环境质量标准基本项目及叶绿素a 、透明度共26个项目，2003年～2013年惠女水库水质类别为Ⅳ类～劣V类，超Ⅲ类标准项目几乎均为总氮（TN）和/或总磷（TP），除了2004年未测透明度无法计算、2005年属于中营养状态外，其余9年水质均属于轻度富营养状态，经分析，TN、TP是造成惠女水库水质持续不能达标和轻度富营养化的最主要因子。见表1、表2。

表1 惠女水库11年来水质监测数据（单位：mg/L）

表2 惠女水库11年来水质状况

3 惠女水库水质TN、TP 超标和富营养化原因分析

3.1 流域污染源调查分析

3.1.1上游来水TN、TP监测

我们分别于2011年4月、5月、7月对上游支流新生溪和后坂溪马甲镇上下游断面水质TN、TP、高锰酸盐指数进行监测。结果（见表3）显示，3个断面TN、TP超标率达到88.9%、77.8%，最高值达4.74mg/L、0.238mg/L，分别超标3.74倍和3.76倍（TP评价依据湖库水质标准），高锰酸盐指数最高值也达7.0mg/L，表明上游来水正源源不断给水库带来大量含高浓度TN、TP、高锰酸盐指数的营养物质。

表3 2011年新生溪和后坂溪水质TN、TP、高锰酸盐指数监测情况

3.1.2 流域污染源调查

工业企业和规模化养殖场进行现场调查，面源污染源调查采用发放调查表及现场调查，结合统计年鉴取得相关数据，以2010年为基准年。

2010年，流域内无工业污染源，城镇与农村生活污水、城镇径流、农村生活垃圾、畜禽养殖和农田径流中各类污染源排放量见表4。

表4 流域内各类污染源排放量

表5 流域内各类污染源入河系数表

表6 流域内各类污染源入河量

表7 各段受纳水体污染源入河量所占比例（%）

惠女水库COD、氨氮、总氮、总磷的主要来源为城镇生活污水，其次为畜禽养殖（COD为农村生活污水）。从区域污染来源分析，仰恩大学入河量最高，主要是由其生活污水所致，流域内接纳污染物的水体主要为后坂溪。

3.2 水库底泥N、P污染物监测分析

沉积物是水体污染物的源与汇，2011年对惠女水库流域入库河流及库区重要点位底泥沉积物进行监测分析。库区仰恩大学坝前～水库出底泥中，有机质与总氮、有机质与总磷皆呈显著的正相关，TN含量为3444～5127 mg/kg，TP含量为1670～3198mg/kg，是后坂溪番内村底泥中TN含量的7.7～11.4倍、TP含量的2.6～4.9倍。

经实验分析，1.4L（1.68kg）总氮含量为5376 mg/kg的惠女水库底泥，在自然条件下，第7天氨氮释放量达到最大值（23.32mg）；厌氧条件下，第29天氨氮释放量达到最大值（90.32mg）。惠女水库底泥中高含量总氮和总磷向水体中进行释放，成为水体污染的一个重要来源，见表8。

表8 惠女水库流域入库河流及库区重要点位2011年底泥沉积物监测结果

4 对策建议

4.1 治理畜禽养殖污染

畜禽养殖分为规模化和散养两种。生产工艺简单的规模化养殖场建议进行拆除搬迁或技改后实现零排放。依据2009年出台的《洛江区畜禽禁养区区划方案》（泉洛政文[2009]95号），禁养区内已有的畜禽养殖场必须实施搬迁或关闭，农村分散畜禽养殖较为分散，可考虑与农村分散生活污水统一处置。

4.2 城镇生活污水处理

建议通过逐步改造镇区污水排放系统，实行雨污分流，收集服务区内的生活污水，通过污水管网输送到污水处理厂进行处理。仰恩大学生活污水必须尽快纳入污水处理厂处理。

4.3 农村生活污水处理

在人口相对集中区域建立生活污水收集管网，将农村生活污水收集后，采用人工湿地等工艺进行处理，分散人口区应构建农村沼气工程，将生活污水处理与农村改厕、改厨、改圈相结合，把秸秆、散养畜禽粪便、垃圾农村“三废”转化为生物质能源和有机肥料，采用“养殖业—沼气池—种植业—养殖业”循环发展的农业经济模式，既可减少化肥、农药的施用量，又有效推动设施农业的发展。

4.4 农业面源污染控制

采取农业产业结构调整、退耕还林、农药化肥减量技术、集水农业技术、农田径流污染控制等措施控制农业面源污染，其中，农田径流污染控制工程则可通过利用农村地区废弃的沟渠、池塘，采取物理沉降和生物吸收相结合的方法。

4.5 库区底泥N、P释出污染控制

定期挖掘库区底泥，减少底泥氮、磷释出量。

4.6 在主要支流建设前置库

在后坂溪和新生溪汇入库区之前设置前置库，使带着大量营养物质的水体在前置库停留一段时间，较大的颗粒夹着有机质沉降下来，同时河岸边浅水区配置湿生、挺水和浮水植物，达到景观、经济和环境效益的统一。

4.7 库周滩地湿地保护与生态恢复措施

对库周现有的洼地、深沟进行基底修复，建成小型人工湿地，在保护现有的水生植被基础上，实施人工辅助措施，春季在浅水区种植适当高等水生植物，如菖蒲、芦苇等水生植物，并按计划收割，以去除库区过多的营养物质。同时在库区一定水域设计生物浮床，上面种植水生植物、水生花卉等。

5 结论

含有大量高浓度TN、TP、COD等有机污染物的上游支流来水是造成惠女水库TN、TP超标和水质富营养化的最主要原因，主要来源为城镇生活污水，其次为畜禽养殖，仰恩大学生活污水为区域污染来源最高者。库区底泥中高含量总氮和总磷向水体中进行释放，是水体TN、TP污染的另一个重要来源。

[1] 环境保护部南京环境科学研究所.惠女水库超标原因调查与整治方案研究[Z], 2013.

[2] 泉州市环境监测站.2000年～2013年泉州市环境监测年鉴.

[3] 泉州市环境监测站.2000年～2013年泉州市环境质量报告书.