沐浴水库水质对人类活动的响应分析

王 振 丁炜琳 史大勇

（山东省烟台市水文局 烟台 264000）

沐浴水库是烟台市一座大型水库，根据烟台市水文局2008—2018年对沐浴水库的水质监测数据，对沐浴水库十年间水质变化情况进行分析，为沐浴水库水质保护提供依据。

1 数据来源及研究方法

沐浴水库位于山东省莱阳市沐浴店镇（烟台市下属县级市），控制流域面积452km2，总库容1.87 亿m3。兴利库容1.07 亿m3，年平均来水量6900 万m3。水库每年向莱阳市供水1800 多万m3，灌溉面积0.93 万hm2，水电站分东西电厂，装机容量共为1800kW，是一座具有灌溉、防洪、工业、生活供水、发电、养殖等综合效益的大型水利工程。

研究数据来源于烟台市水文局水环境监测中心2008—2018年每月监测数据中的pH、总氮（mg/L）、氨氮（mg/L）、总磷（mg/L）、氯化物（mg/L）、化学需氧量（mg/L）、硝酸盐（mg/L）等数据。水质类型划分执行《地表水环境质量标准（GB3838—2002）》。研究方法采用数理统计软件，通过数理统计原理进行分类处理，同时对数据进行定量分析和定性分析。

2 沐浴水库水质分析与评价

2.1 pH 变化

通过研究发现沐浴水库pH 十年内的平均值是8.22，呈弱碱性水，通过图1 可以看出近十年沐浴水库pH 呈碱性，年际变化呈现出波动变化的趋势，2016年pH 最高为8.38，2009年pH 最低为8.05。研究发现沐浴水库年内pH 变化规律，通过图2 发现，年内3—5月pH 会有一个升高的趋势，原因是与5月份温度升高，水库水温上升，阳光照射充足，水库内水草加速生长，消耗营养盐，吸收大量CO2，加速水解反应，部分金属离子沉淀，导致pH 升高。

图1 2008—2018年pH年份变化图

图2 2008—2018年1-6月pH 均值变化图

2.2 氯化物变化

由图3 可见，2008—2018年十年，沐浴水库中的氯化物呈现出波动下降趋势，由2010年的61.53mg/L，到2018年的40.30mg/L。水库中的氯化物主要来源于生产生活污水和土壤中氯化物的分解，近年来实施水质保护措施，有效地减少了生活污水地排放，提高了沐浴水库水质。

图3 2008—2018年沐浴水库氯化物变化图

2.3 总氮、氨氮和硝酸盐变化

通过图4 发现沐浴水库总氮含量在2008—2011年表现为增加趋势，2011—2014年保持相对稳定的状态，2014—2017年表现为下降状态，但在2018年出现了激增。图5 可以看出2008—2011年硝酸盐含量上升，2011—2017年水库中硝酸盐含量持续下降，2018年出现了激增。硝酸盐的变化趋势和总氮大致相同。总氮含量和硝酸盐含量在整体上表现为下降趋势。图6 可以看出2008—2018年来氨氮变化波动较大，2015年氨氮含量激增，可能水库受到了有机污染，氨氮含量与细菌总数之间存在着正相关关系。2018年总氮和硝酸盐出现激增的原因可能与2018年开始发展渔业以及2018年降水多有一定的关系。水库里的水生物、鱼排泄物可能导致水中的氮含量增加。氨氮是含氮有机物受微生物作用的分解产物。在好氧环境中，水中氨氮可氧化成亚硝酸盐，直至硝酸盐达到稳定状态。这种氧化反应的转变，恰恰是水体受到污染而向自净转化的动态演变历程。同时可以发现沐浴水库氮元素主要来源于硝酸盐，说明沐浴水库自净能力较强。

图4 2008—2018年总氮含量变化图

图5 2008—2018年硝酸盐含量变化图

图6 2008—2018年氨氮含量变化图

2.4 化学需氧量变化

化学需氧量（COD），是在一定的条件下，采用一定的强氧化剂处理水样时，所消耗的氧化剂量。它是表示水中还原性物质多少的一个指标。水中的还原性物质有各种有机物、亚硝酸盐、硫化物、亚铁盐等，但主要的是有机物。因此，化学需氧量（COD）又往往作为衡量水中有机物质含量多少的指标。化学需氧量越大，说明水体受有机物的污染越严重。

通过图7 可以看出，2008—2018年沐浴水库的化学需氧量呈现出缓慢下降的趋势，说明沐浴水库的水质在逐年改善。

图7 2008—2018年化学需氧量图

2.5 总磷变化

研究发现沐浴水库十年来磷含量平均为0.03mg/L，属于Ⅲ类水。通过图8 可以看出2008—2010年水库中磷含量呈现出上升趋势，2011—2018年呈现出波动下降趋势，由0.09mg/L 降到0.02mg/L。

图8 2008—2018年总磷变化图

水中磷的来源：一是水生生物的尸体残骸及代谢废物，养殖动物浮游动植物以及微生物的代谢活动对表水层有效磷有很大的补给作用；二是水底沉积物是有效磷的一个巨大储源，沉积磷经过物理、化学、微生物作用，转化为溶解磷，通过扩散作用进入底水层，由水流进入表水层；三是养殖饵料，补给水源以及人工肥料，磷肥是水中磷较为快速的来源，也是水中磷的主要来源，一些外来补给水能够带入磷。此外降雨、生产生活污水、地下水也都能够补充水中有效磷。

3 结论

通过研究发现沐浴水库水质pH 平均值为8.22，属于弱碱性水，总氮含量为14.86mg/L，属于超Ⅴ类地表水；总磷平均含量为0.03mg/L，属于Ⅲ类水；氨氮平均含量为0.23mg/L，属于Ⅱ类水。沐浴水库总体水质基本符合国家饮用水水质标准，但是水中的总氮超标严重，这与近年来沐浴水库发展渔业有直接关系。相关管理部门应加强水质处理监管，规范渔业发展。同时要加强入库口河道水的净化，加强管控各个入库口。此外要对周边污水排放口进行监控，确保污水达标排放