周 鹏 韩宝华 田茂勤
莱芜市乔店水库、鹏泉水源地水质变化趋势及防控研究
周 鹏1韩宝华2田茂勤2
1.乔店水库水源地
乔店水库位于大汶河水系大汶河支流辛庄河上,是莱芜市辛庄河饮用水水源区,是集防洪、城市供水、农业灌溉等综合利用的重点中型水库,多年平均来水量2268万m3,是莱城主要的地表水供水水源地。其供水工程于1995年建成,1997年正式向莱城供水,当时年供水量仅为500万m3,自2005年乔店水库除险加固工程完成后,兴利库容达到2000万m3,水库年可供水量达到1700万m3。
2.鹏泉水源地
鹏泉水源地位于大汶河水系大汶河支流辛庄河上,是莱芜市辛庄河饮用水水源区。该水源地为深层和浅层地下水,供水工程于1981年建成投入使用,原设计年可开采量为1800万m3,取水许可开采量为1500万m3,是莱城供水的主要地下水水源地。
本次评价采用2013~2015年水质分析资料。
乔店水库水源地符合《地表水环境质量评价标准》(GB3838-2002)Ⅲ类水标准,满足作为集中式生活饮用水水源地水质要求。通过分析其典型因子总氮、高锰酸盐指数、总硬度,虽目前各项指标均未超标,但水库中各项指标含量有逐年增加趋势,特别是2015年下半年和今年以来典型因子总氮、高锰酸盐指数、总硬度均高于常年,详见趋势图1~图5。
图1 乔店水库水源地总氮含量趋势变化图
图2 乔店水库水源地高锰酸盐指数含量趋势变化图
图3 乔店水库水源地总硬度含量趋势变化图
图4 鹏泉水源地硝酸盐氮含量趋势变化图
图5 鹏山泉水源地总硬度含量趋势变化图
鹏泉水源地水质满足《国家生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)。通过分析其典型因子硝酸盐氮、总硬度,含量有逐年增加趋势。
引起乔店水库水源地、鹏泉水源地部分因子含量增高的原因:一是面源污染,二是工业点源污染。
面源污染分布广泛、分散,无固定的入河排污口,主要包括农村生活污水及固体废弃物、化肥农药使用量及流失量、分散式畜禽废水排放物、水土流失污染物等方面。主要污染物为化学需氧量、氨氮、总磷、总氮等。
工业污染源为水库周边石材厂、选矿厂及小型化工企业,其废污水容易引起水库受影响区域铁、总硬度、化学需氧量、氨氮等因子含量增高。
水库中氨氮、总氮、总磷、高锰酸盐指数含量增大,容易引起水库富营养化,引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖,水体溶解氧含量下降,鱼类及其他生物大量死亡的现象。水体富营养化的危害主要表现在以下几方面:
(1)富营养化造成水的透明度降低。
(2)富营养化水体底层堆积的有机物质在厌氧条件下分解产生的有害气体,以及一些浮游生物产生的生物毒素会伤害水生动物。
(3)富营养化水中含有亚硝酸盐和硝酸盐,人畜长期饮用这些物质含量超过一定标准的水会中毒致病。
(4)水体富营养化,常导致水生态系统紊乱,藻类种群的多样性指数也呈下降趋势。普遍的富营养造成多种用水功能的严重损害,甚至完全丧失。自来水厂的净化工序困难,由于水中微小藻类不易在混凝沉淀过程中去除,含有藻类的沉淀水进入滤池时,常常使得滤池较早堵塞,使滤池运行周期缩短,反冲水量增加。另一方面,水中大量藻类、有机物和氨氮的存在,使得混凝剂和消毒剂用量大大增加,制水成本增加。此外,由于藻类带有明显的鱼腥味,从而影响饮用水质。而藻类产生的毒素则会危害人类和动物的健康。
2016年7、8月份以来,特别是7 月20日以后的持续降雨,产生了大量的地表径流流入乔店水库,造成了乔店水库的各项水质污染指标呈现大幅上升现象,其中NH3-N一项曾一度超标,放水洞底部出现了难闻的臭味,2016年8月7日乔店水库被迫停止城市供水,后经北水洞不断放水调节,利用动水的自净能力对水中各项污染物进行了稀释,经水质化验分析达到了饮用水标准,并恢复了城市供水,虽目前乔店水库各项指标均未超标,仍符合国家饮水标准,因农业面源污染和部分小工业点源污染,部分指标呈上升趋势。存在问题如下:
1.近年来乔店水库上游进行了大量的土地开发,在种植传统农作物的同时,积极拓展高效经济作物的种植,并大量地喷洒、使用农药化肥,这一部分农药化肥虽然杀死了病虫害、促进作物高产,但更多的农药、化肥残留在了作物或土壤中,随着汛期降雨的冲刷、地表径流的形式造成了大量的面源污染,最终流入水库,是乔店水库NH3-N、总氮、总磷等污染物上升的主要原因。
2.鹏泉、乔店水库水源地上游沿莱马路两侧一直到沂源边界,乔店水库上游保护区内,特别是库中南宝台村所有的空地上新增开放式营业性苗木,总占地面积大约500亩,主要培植景观松树及少部分柿子树,大约有10万棵。每颗松树平均每年要喷洒农药5遍,每遍喷洒农药50g,全年250g;同时每次喷洒农药时还要按5∶1的比例配合透皮杀(剧毒农药)一块使用,即透皮杀每年每棵松树也要喷洒50g,10万棵松树每年将喷洒农药25t、透皮杀5t,约30t剧毒农药;此外还有多种辅助杀菌农药及树木营养液也要使用,这些农药残留经过汛期降雨的冲刷,伴随着地表径流直接流向水源地,造成水质恶化。
3.乔店水库上游中南铁路山西运煤专线的开工建设,产生了大量的施工垃圾任意堆放,在铁路隧洞的施工过程中,使用大量的炸药进行爆破,产生的碎石、废渣、水泥预制块残渣等直接堆放在河道和水库内,其废弃物上的炸药残留将会直接导致水体中的NH3-N、硫化物、总氮、总磷等水体指标上升;此外,中铁20局集团南通道项目部第四拌和站就座落在乔店水库上游河道边,其拌合混凝土后的污废水就直接排放到河道里,将会直接导致乔店水库水体浑浊度增大,水体颜色发暗,高锰酸根离子、铁离子含量急速上升。
通过对水源地保护区污染直接原因的分析,可以看出,乔店水库、鹏山泉水源地污染因素叠加,成因复杂,问题逐步显现。造成以上问题的主要原因是:
1.各级对水源地保护的重要性认识不足
水资源是人类赖以生存、生活、生产的重要资源,水安全具有很强的战略性和宏观性。在对水源地进行开发、利用和保护的各个环节,需要科学、完善、严谨、有力的规划措施来加以保障。但目前各级对水源地保护区的重要性认识不足,有些单位把发展与保护单纯地对立起来,眼前利益、地方利益、部门利益至上,忽视了水源地保护这一全局利益,对水源保护区的开发利用一阵风,带有一定的无序性和盲目性。政府引导不够,部门指导不强,群众意识淡薄。因此,加大宣传力度,提高全社会对水源地的保护意识成为当务之急。
2.各级各部门各负其责、齐抓共管的局面难以形成
目前,饮用水保护的管理体制存在信息供给不对称,部门职能交叉或真空等诸多弊病。比如,水利部门只管水资源,管量不管质;环保部门对水污染防治实施统一监督管理,管质不管量。但质与量的问题涉及到农、林、保等一系列部门,水行政、国土资源、卫生、建设、农业渔业等部门在各自职责范围内,都应对水污染防治实施监督管理,但彼此间协调与配合困难。个别部门在项目立项、审批和手续办理等工作中往往把关不严,没有充分考虑水源地保护的特殊要求,没有从审批的源头上把住新建项目的关卡。对此,从市、区政府层面上,应进一步明确各部门职责,明确界定谁对水源地管护负总责,谁为第一责任人,由谁来执法,如何形成部门指导、市区联动,分工协作的管护机制。
3.对水源地保护的长效机制尚未建立
水源地的保护具有长期性、稳定性、战略性,过程又是动态的、发展的。为此,必须建立健全相应的机制,才能持续保证水源地安全向好发展。目前,对水源地的保护还没有从体制机制上理顺,乡镇政府和当地群众既要面对发展空间限制的矛盾,也要承受保护水源的压力。这种局面不改变,水源地保护就失去了基础和保障。按照国家对水源地保护的要求,参照其他地区的做法,应尽快建立起生态补偿机制,对水源地所在乡镇实行财政补贴,由各级财政部门每年列支一定数额的资金,用于解决当地政府财政困难、改善群众生活等问题,最大限度地调动和激励他们保护水源地的积极性。同时,调整完善现有的政绩考核机制,对涉及饮用水水源地的政府实行单独考核,从根本上解决轻保护重发展、权责利不统一的问题。
4.对水源地污染行为打击不及时,措施不得力
水源地保护区内餐饮饭店、畜禽养殖、企业、花卉苗木、松树移植经营以及各类非法住房、经营房等均对水源地构成不同程度的威胁,在对这些污染行为进行打击和治理时,难以形成合力,整治难度越来越大。应抓住诸如“环保百日攻坚行动”等有力时机,由市、区政府组织力量,坚决取缔或关停二级保护区范围内的重点污染源,坚决清理各类污染项目。
5.饮用水水源地水质监测评价能力不足、缺乏饮用水水源污染防治应急预警制度
在水源地水质监测评价上,水利和环保两个部门面临着同样的尴尬局面,监测能力不足,监测经费不够,难以全面揭示水源地的水质状况。目前,饮用水水源地尚未建立真正意义上的污染防治预警和应急制度,一旦发生污染饮用水水源和影响人民群众饮水安全的突发事件,将无法应对。
为加强对乔店水库、鹏泉水源地的有效保护,建议采取如下对策措施:
1.坚持政府主导、强化行政监管
建立健全饮用水源保护区发展和生态补偿机制,坚决关停土小企业,对新上项目要科学论证、精心规划,依法按程序建设,促进水库保护区经济社会发展。
2.加强政策引导、增大政府投入
加强水环境监测的力度,将水源保护纳入国民经济和社会发展规划,统筹兼顾,逐步加大治理投入,防治水源污染,以确保水源地水质安全。
3.调整产业结构、减少农药使用
积极调整农业种植产业结构,努力减少水源保护区上游化肥农药的使用,提倡使用有机肥料和低毒农药,合理施肥,加强监管,控制上游面源污染,遏制水库进一步富营养化,从而确保城市水源地的水质安全
(作者单位:1.莱芜市水利与渔业局271100 2.莱芜市乔店水库管理处271100)