国产日韩欧美一区二区三区三州_亚洲少妇熟女av_久久久久亚洲av国产精品_波多野结衣网站一区二区_亚洲欧美色片在线91_国产亚洲精品精品国产优播av_日本一区二区三区波多野结衣 _久久国产av不卡

?

水庫(kù)內(nèi)源污染蓄積過(guò)程及影響研究綜述

2015-12-16 07:58:28許士國(guó)汪天祥
水利水電科技進(jìn)展 2015年5期
關(guān)鍵詞:庫(kù)底蓄積內(nèi)源

許士國(guó),汪天祥

(大連理工大學(xué)水利工程學(xué)院,遼寧大連 116024)

水庫(kù)作為重要的水利工程,在區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中扮演了重要的角色,不僅保障了下游地區(qū)的防洪安全,還能夠提供飲用水、電力、漁業(yè)等資源。隨著我國(guó)的城市化水平的提高,集中式飲用水源水庫(kù)的需求進(jìn)一步增大,同時(shí)對(duì)水質(zhì)的要求也進(jìn)一步提高,因此保障水質(zhì)安全顯得尤為重要。然而,在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的過(guò)程中產(chǎn)生了大量的污染物,特別是經(jīng)濟(jì)發(fā)展初期,沒(méi)有經(jīng)過(guò)處理的廢水、廢棄物直接排放到水庫(kù)、河道等天然水體,流域內(nèi)的污染物及其次生污染物通過(guò)直接排放、降雨沖刷等途徑越來(lái)越多地進(jìn)入并蓄積在水庫(kù)內(nèi)部,成為供水安全的隱患,甚至?xí)跓o(wú)外源性污染物輸入及上層水質(zhì)較好的情況下爆發(fā)水質(zhì)污染[1-2]。目前,水源水庫(kù)已經(jīng)通過(guò)減少排放和污水回用等措施進(jìn)行水污染治理,基本上控制住了點(diǎn)源污染,面源污染通過(guò)設(shè)置植物隔濾帶、前置庫(kù)等措施也取得了較好的治污效果[3],但對(duì)于蓄積庫(kù)內(nèi)的內(nèi)源污染,尚沒(méi)有較好的防治辦法。水庫(kù)內(nèi)源污染對(duì)水質(zhì)的影響來(lái)自于外部的“入-出”蓄積過(guò)程和內(nèi)部的“源-匯”轉(zhuǎn)換過(guò)程2個(gè)層面。目前已有研究主要集中在pH值、溫度、溶解氧等水體微環(huán)境因素與內(nèi)源污染物吸附或釋放的響應(yīng)機(jī)制上,通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)或短期的室內(nèi)模擬,分析內(nèi)源污染物的時(shí)空分布[4]、界面運(yùn)移[5]、水體擾動(dòng)[6]、沉積形態(tài)[7-8]、吸附釋放[9-10]等特性,提出了底泥疏浚[11,1]、原位覆蓋、揚(yáng)水曝氣[2]等末端局部治理措施,取得了大量的研究成果。但對(duì)水庫(kù)內(nèi)源污染蓄積過(guò)程尚欠缺深入討論,水庫(kù)內(nèi)源污染作為一個(gè)復(fù)雜的環(huán)境系統(tǒng),實(shí)質(zhì)上是庫(kù)內(nèi)的污染物(入庫(kù)的污染物減去出庫(kù)的污染物)在受到多因素綜合影響下快速蓄積的結(jié)果,并在一定的條件下會(huì)釋放出來(lái),影響水庫(kù)水質(zhì)。本文系統(tǒng)地從污染物的入庫(kù)來(lái)源、出庫(kù)途徑、蓄積影響因素,以及內(nèi)源污染對(duì)水庫(kù)水質(zhì)的影響等方面進(jìn)行論述,探討水庫(kù)內(nèi)源污染蓄積過(guò)程和影響,為保障水庫(kù)水質(zhì)安全與內(nèi)源污染源頭治理提供新思路。

1 水庫(kù)內(nèi)源污染物入庫(kù)來(lái)源

1.1 點(diǎn)源排放

水源水庫(kù)上游的工業(yè)廢水、生活污水等直接或間接排放進(jìn)入水庫(kù)的點(diǎn)源污染是水庫(kù)局部?jī)?nèi)源污染物的主要來(lái)源,這些污染物通過(guò)上游河道或直接排放進(jìn)入水庫(kù),在排放口附近污染沉積最為嚴(yán)重。以三峽庫(kù)區(qū)為例,每年有15萬(wàn)~32萬(wàn)t化學(xué)需氧量、約2.8萬(wàn)t氨氮隨著城鎮(zhèn)污水和工業(yè)廢水注入水庫(kù),此外三峽庫(kù)區(qū)船舶全年排放含油污水超過(guò)82萬(wàn)t,排放污染物103.1 t,其中石油類(lèi)33.7 t,懸浮物69.1 t,生活污水總量約為628萬(wàn)t,化學(xué)需氧量排放量約為628 t[3]。

1.2 降雨驅(qū)動(dòng)

發(fā)生洪水時(shí),沖進(jìn)河道的垃圾、動(dòng)物尸體、植物等隨著水流直接進(jìn)入水庫(kù),一部分被沖走,另一部分則沉積在庫(kù)底形成內(nèi)源污染。2010年7月31日在距離豐滿水庫(kù)大壩35 km處的上游湖面上發(fā)現(xiàn)大量漂浮物,以玉米秸稈等為主,平均厚度約為40cm,最厚達(dá)1 m,綿延數(shù)千米,最后都沉積入庫(kù);同時(shí)流域內(nèi)溶解出的化肥、農(nóng)藥等隨著洪水進(jìn)入水庫(kù)的污染物也增大了內(nèi)源污染負(fù)荷。以尼爾基水庫(kù)為例[4],該庫(kù)總庫(kù)容86.11億m3,年均淹沒(méi)耕地28170 hm2,進(jìn)入水庫(kù)的氮、磷分別為16.58 t/a、5.43 t/a。此外,徑流沖刷導(dǎo)致流域內(nèi)的泥沙及其富含的污染物一同進(jìn)入水庫(kù),逐漸積累在水庫(kù)中,成為內(nèi)源污染的主要來(lái)源之一。大伙房水庫(kù)1995年一次大洪水的淤積量就達(dá) 2229.98 萬(wàn) m3,占總庫(kù)容的1%[12],同年,在底泥受到擾動(dòng)釋放出的污染物和外源性污染物共同作用下,水庫(kù)總磷質(zhì)量濃度達(dá)0.13 mg/L,遠(yuǎn)高于其他年份。降雨驅(qū)動(dòng)下流域內(nèi)的廢棄物,溶解出的化肥、農(nóng)藥和泥沙等攜帶的污染物被沖入水庫(kù),隨著流速的降低逐漸沉積在庫(kù)底,積累形成內(nèi)源污染,具有覆蓋面廣、污染量大的特點(diǎn)。

1.3 庫(kù)內(nèi)沉積

水庫(kù)內(nèi)的藻類(lèi)、底棲動(dòng)物、細(xì)菌等排泄物及其死亡后的尸體也增加了內(nèi)源污染負(fù)荷。研究認(rèn)為藍(lán)藻水華的暴發(fā)促進(jìn)了磷內(nèi)源負(fù)荷的增加[13]。此外,過(guò)度的養(yǎng)殖也會(huì)降低水庫(kù)水質(zhì)等級(jí),例如,鮭鱒魚(yú)每消化100 g飼料就可排放糞25~30 g[14]。網(wǎng)箱養(yǎng)魚(yú)的飼料除去一部分被魚(yú)消耗外,其余都沉入庫(kù)底與魚(yú)類(lèi)糞便一起沉積成為內(nèi)源污染,如黑龍灘水庫(kù)一年沉積在庫(kù)底的殘餌、糞便就達(dá)1625t,且網(wǎng)箱區(qū)底泥磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0. 0163,大于網(wǎng)箱周?chē)鷧^(qū)域的0.006~0.008[15]。網(wǎng)箱養(yǎng)魚(yú)不僅增加沉積物中的有機(jī)質(zhì)、總氮、總磷,造成水體二次污染,而且還會(huì)形成一個(gè)300~500 m的環(huán)狀污染區(qū)域[16],導(dǎo)致庫(kù)內(nèi)局部區(qū)域污染負(fù)荷增加顯著。

1.4 大氣沉降

煤炭、廢棄物的燃燒和工業(yè)廢氣的排放使氮、硫、有機(jī)物等各種污染物進(jìn)入空氣中,在大氣遷移和干/濕沉降的作用下進(jìn)入水體,并沉積在水體底部[17-18],是部分內(nèi)源污染物的主要來(lái)源,如貴州紅楓湖水庫(kù)沉積物中的多溴聯(lián)苯醚主要來(lái)源于大氣沉降[19]。

水源水庫(kù)內(nèi)源污染物來(lái)源廣泛,其中外源性污染物入庫(kù)是內(nèi)源污染形成的根本,入庫(kù)后大量的污染物逐漸以懸浮態(tài)或沉積態(tài)蓄積在庫(kù)底,成為污染物的“匯聚庫(kù)”,在長(zhǎng)期的運(yùn)行下庫(kù)內(nèi)蓄積的污染物越來(lái)越多,開(kāi)始向水體釋放成為污染物的“釋放源”,這時(shí)即使限制外源性污染物的輸入,在庫(kù)內(nèi)污染物的影響下水庫(kù)仍維持高污染負(fù)荷狀態(tài)。因此遵循水循環(huán)與水生態(tài)規(guī)律,建設(shè)流域生態(tài)系統(tǒng),減少污染排放對(duì)降低水庫(kù)內(nèi)源污染有著重要作用。

2 水庫(kù)內(nèi)源污染物出庫(kù)途徑

水源水庫(kù)出于防洪興利的目的,水量交換和湖泊有所不同,水庫(kù)基于保障供水的目的,很少棄水,污染物主要由汛期溢流、底孔放水和水庫(kù)取水等表層或者中層水體攜帶流出水庫(kù)。

2.1 汛期溢流

防洪是水庫(kù)最主要的任務(wù)之一,水庫(kù)通過(guò)汛期溢流起到“錯(cuò)峰”的作用,保障下游安全。溢流時(shí)部分降雨徑流輸入水庫(kù)的污染物和洪水?dāng)_動(dòng)底部沉積的污染物通過(guò)溢洪道被沖出水庫(kù),一定程度上降低了水庫(kù)負(fù)荷,但在“錯(cuò)峰”過(guò)程蓄積的污染物仍然大量蓄積在庫(kù)底。

2.2 水庫(kù)供水

水庫(kù)的一項(xiàng)重要功能是保障供水,由于生活、灌溉、工業(yè)用水對(duì)水質(zhì)都有要求,因此,通常取水口的位置在死水位之上,這部分取走的水并沒(méi)有減少內(nèi)源負(fù)荷。由于擔(dān)心汛期后沒(méi)有足夠的水量,許多水庫(kù)不開(kāi)啟底孔沖淤,使得庫(kù)內(nèi)污染物無(wú)法沖出水庫(kù),尤其是我國(guó)北方由于缺水嚴(yán)重,棄水機(jī)會(huì)很少,底孔泄流的機(jī)會(huì)更少,例如碧流河水庫(kù)近10年沒(méi)有底孔放水,這使得大量的污染物蓄積形成內(nèi)源污染。

2.3 生態(tài)放水

當(dāng)前生態(tài)環(huán)境問(wèn)題受到普遍關(guān)注,通過(guò)底孔進(jìn)行生態(tài)放水,保障下游河道生態(tài)需水,成為水庫(kù)調(diào)度需要考慮的重要因素。隨著底孔生態(tài)放水,一部分淤積的污染物也將被帶出水庫(kù),從而減少水庫(kù)內(nèi)源污染負(fù)荷。1978—1979年馮家山水庫(kù)通過(guò)底孔放水排出了洪峰輸沙量的23% ~65%[20]。汛期底孔開(kāi)啟最好與壩前降低水位排水同步,以利于粗沙的排出[21]。此外,遼寧省部分水庫(kù)考慮到海水倒灌,在水庫(kù)調(diào)度時(shí)通過(guò)底孔放水“壓鹽”,從而沖出部分沉積污染物,這也能減少水庫(kù)內(nèi)源污染負(fù)荷。

內(nèi)源污染物出庫(kù)途徑主要受到水庫(kù)運(yùn)行管理方式的影響,因此研究?jī)?nèi)源污染蓄積分布規(guī)律及蓄積影響因素,優(yōu)化水庫(kù)調(diào)度與分質(zhì)供水方法,對(duì)于降低內(nèi)源污染負(fù)荷與保障優(yōu)質(zhì)供水有著重大意義。

3 水庫(kù)內(nèi)源污染蓄積影響因素

入庫(kù)的污染物減去出庫(kù)的污染物即為庫(kù)內(nèi)的污染物,其中一部分以生物吸收、水體交換、水庫(kù)取水等形式消耗,另一部分逐漸沉積在庫(kù)底形成內(nèi)源污染,這個(gè)蓄積過(guò)程主要受到水庫(kù)蓄污取清運(yùn)行方式、水庫(kù)水體交換率、污染物沉積特性、季節(jié)等因素影響。

a.水庫(kù)蓄污取清運(yùn)行方式。污染物的入庫(kù)過(guò)程和出庫(kù)過(guò)程都受到水庫(kù)運(yùn)行方式的影響,不同的水庫(kù)運(yùn)行方式對(duì)污染物的積累速度影響顯著。通常水庫(kù)在汛前要排空,以便于在汛期蓄水,汛期洪水?dāng)y帶流域內(nèi)的枯枝爛葉、河道垃圾及其次生污染物等沖入水庫(kù),逐漸沉積到庫(kù)底,而正常的水庫(kù)取水都是以小流量均勻地從水庫(kù)中層或者上層取水,這種蓄污取清的運(yùn)行方式使污染物大量沉積形成內(nèi)源污染,并導(dǎo)致水庫(kù)水質(zhì)的惡化。目前,汛期水庫(kù)常采用敞泄排水、蓄清排渾、異重流清淤等運(yùn)行方式[22],結(jié)合非汛期日常的水庫(kù)發(fā)電、農(nóng)業(yè)灌溉等運(yùn)行方式可以減少一部分內(nèi)源污染負(fù)荷[23-27]。已有研究主要集中在壩前淤積的內(nèi)源污染物的排出上,缺乏從整個(gè)庫(kù)區(qū)的角度進(jìn)行研究,今后應(yīng)結(jié)合內(nèi)源污染特征與沖淤規(guī)律優(yōu)化水庫(kù)運(yùn)行方式,以減少水庫(kù)內(nèi)源污染負(fù)荷。

b.水庫(kù)水體交換率。水庫(kù)的一個(gè)特點(diǎn)是水體交換率低,尤其是水源水庫(kù),為了保障供水,汛期以大流量蓄積入庫(kù),而日常供水以均勻的小流量出庫(kù)。以大連市碧流河水庫(kù)為例,該水庫(kù)多年各月平均入庫(kù)水量主要集中在汛期,7、8月的入庫(kù)水量占全年的70%左右,對(duì)應(yīng)的出庫(kù)水量則較為均勻,各月間差異相對(duì)較小。此外,水庫(kù)底孔也很少開(kāi)放,也不利于水體交換。和我國(guó)主要湖泊相比,水庫(kù)的換水周期更長(zhǎng),水體交換率更低(表1)。

各種入庫(kù)的污染物沉積在庫(kù)底,在一定的條件下沉積在庫(kù)底的污染物會(huì)釋放出來(lái),促進(jìn)庫(kù)內(nèi)藻類(lèi)生長(zhǎng)并影響魚(yú)類(lèi)養(yǎng)殖,同時(shí)藻類(lèi)、底棲動(dòng)物、細(xì)菌等生物的死亡沉積又進(jìn)一步加重了沉積負(fù)荷,漫長(zhǎng)的水體換水周期加上這種沉積-釋放-沉積的模式使得內(nèi)源污染迅速形成。

表1 水庫(kù)與湖泊換水周期[28-29]

c.污染物沉積特性。通常入庫(kù)污染物隨著流速的降低,逐漸沉積在庫(kù)內(nèi),沉積速率為每年數(shù)厘米,一般建庫(kù)初期沉積率較大,之后逐漸減小,與水庫(kù)淤積平衡演化趨勢(shì)一致[30],運(yùn)行50年后,蓄積污染物的平均深度可達(dá)0.5 m。依照粒徑大小表現(xiàn)出不同的沉積形式:粒徑小、質(zhì)量小的懸浮在庫(kù)底,形成懸浮層;粒徑大、質(zhì)量大的沉積在庫(kù)底。粒徑小的顆粒在吸附、絮凝的作用下可以變成大的顆粒沉降到庫(kù)底。而沉積在庫(kù)底粒徑較大的顆粒在生物、水動(dòng)力等因素的擾動(dòng)作用下也可以變成粒徑較小的懸浮態(tài)。研究表明懸浮態(tài)的污染物濃度是沉積態(tài)的數(shù)倍[31]。受水力條件、庫(kù)區(qū)地形、入庫(kù)水量、含沙量等因素的影響,容易產(chǎn)生庫(kù)尾集中淤積、沿程比較均勻的帶狀淤積、錐狀淤積3種分布形式[32]。各水庫(kù)由于流域背景與庫(kù)底地形不同導(dǎo)致內(nèi)源污染分布不一,需要對(duì)不同水庫(kù)的內(nèi)源污染問(wèn)題進(jìn)行針對(duì)性的研究。

d.季節(jié)影響。季節(jié)轉(zhuǎn)變帶來(lái)的暴雨擾動(dòng)、溫度變化等對(duì)內(nèi)源污染有著深刻的影響。夏季突降暴雨引發(fā)上覆蓋水體發(fā)生垂直運(yùn)動(dòng),水體劇烈攪動(dòng),致使內(nèi)源污染中的有毒物質(zhì)擴(kuò)散到水層中,威脅水體安全,例如紅楓湖水庫(kù)、百花湖水庫(kù)、武漢龍陽(yáng)湖漁場(chǎng)都因?yàn)橥唤当┯臧l(fā)生了嚴(yán)重的“死魚(yú)”事件[33];此外,季節(jié)變遷導(dǎo)致庫(kù)內(nèi)水體溫度變化,也促進(jìn)了內(nèi)源污染物在水庫(kù)內(nèi)部的交換。由于水在4℃時(shí)密度最大,而冬春交際時(shí)溫度升高,表層水體溫度升高到4℃,秋冬交際時(shí)溫度降低,表層水體溫度下降到4℃時(shí),表層水體下沉到等密度處,形成“翻庫(kù)”[34],并將污染物帶至表層,研究表明水源水庫(kù)春季釋放的營(yíng)養(yǎng)物促進(jìn)了藻類(lèi)的繁殖[35]。對(duì)于深水水庫(kù),夏季往往會(huì)形成“溫躍層”,減少了下層水體溶解氧的交換,使得溶解氧降低,如大伙房水庫(kù)夏季水深15 m處溶解氧不足4.0 mg/L[34]。此外,我國(guó)北方地區(qū)漫長(zhǎng)的“冰封期”阻止了溶解氧的交換,使得水庫(kù)底部長(zhǎng)期處于厭氧狀態(tài),促進(jìn)了庫(kù)底污染物的釋放、。暴雨擾動(dòng)和春秋兩季的“翻庫(kù)”將內(nèi)源污染釋放的污染物帶至表層,促進(jìn)了藻類(lèi)的生長(zhǎng)、繁殖和死亡,而藻類(lèi)的死亡又加速了內(nèi)源污染的積累。

4 內(nèi)源污染對(duì)水庫(kù)水質(zhì)的影響

內(nèi)源污染物在低溶解氧、pH值大于10或小于4、水體擾動(dòng)等條件下,容易將蓄積的污染物重新釋放至水體,降低水庫(kù)水質(zhì)甚至暴發(fā)污染事件。調(diào)查表明,20世紀(jì)80年代以來(lái)河北洋河水庫(kù)由于內(nèi)源污染的釋放每年夏季都暴發(fā)水華[36-37],2007年吉林新立城水庫(kù)由于內(nèi)源沉積磷釋放暴發(fā)了藍(lán)藻[38],2008年湯河水庫(kù)由于內(nèi)源污染釋放暴發(fā)了硫化氫污染事件[1,39],2009 年貴州阿哈水庫(kù)由于內(nèi)源污染釋放導(dǎo)致了魚(yú)類(lèi)死亡[33,40],2012年遼寧碧流河水庫(kù)由于內(nèi)源污染釋放導(dǎo)致汛期水庫(kù)底層水體出現(xiàn)白色絮狀物質(zhì)。此外。研究表明汾河水庫(kù)的沉積物中富含的PAHs能夠引起中度的負(fù)面生物效應(yīng),從而引起水庫(kù)的生態(tài)環(huán)境改變[41]。紅楓湖水庫(kù)和百花湖表層沉積物中 Hg、Cd、Pb、Cr、Cu、As等重金屬的調(diào)查表明這兩個(gè)水庫(kù)蓄積的重金屬對(duì)庫(kù)底的生物能夠產(chǎn)生中度的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)[42]。內(nèi)源污染物能夠釋放營(yíng)養(yǎng)鹽、重金屬、難降解持久性有機(jī)污染物等多種不同的污染物質(zhì),持久地在富營(yíng)養(yǎng)化、毒理性、富集性多個(gè)方面影響水庫(kù)水質(zhì)。以上諸水庫(kù)是兼具防洪、供水等多種功能的大型水源水庫(kù),大多于20世紀(jì)60年代建成,僅運(yùn)行40~50 a,就迅速地蓄積形成內(nèi)源污染,導(dǎo)致水庫(kù)水質(zhì)安全事件暴發(fā)。因此,內(nèi)源污染問(wèn)題不容忽視,需要從外部的蓄積過(guò)程及內(nèi)在的釋放機(jī)制方面進(jìn)行深入研究。

5 水庫(kù)內(nèi)源污染研究發(fā)展趨勢(shì)

水庫(kù)內(nèi)源污染是流域及庫(kù)內(nèi)污染長(zhǎng)期蓄積而形成的,會(huì)對(duì)水庫(kù)的生態(tài)環(huán)境造成不同程度的影響。采集代表性的樣本來(lái)掌握水庫(kù)實(shí)際的環(huán)境狀態(tài),并通過(guò)研究污染釋放機(jī)制從而研發(fā)針對(duì)性的治理技術(shù)是今后內(nèi)源污染研究的熱點(diǎn)。

5.1 研發(fā)適應(yīng)性的樣本采集設(shè)備

水庫(kù)水體內(nèi)部呈現(xiàn)水體、懸浮物、沉積物共存的狀態(tài),污染物在不同介質(zhì)中的賦存形態(tài)和遷移轉(zhuǎn)化方式都有所差異。采集代表性的樣本是研究?jī)?nèi)源污染問(wèn)題的基礎(chǔ)。水庫(kù)樣本采集通常是水下操作,由于水下流態(tài)、地形復(fù)雜,難以控制水下采集過(guò)程,降低了樣本的代表性。對(duì)于水體采樣而言,充分的水交換以確保采集到指定深度的水樣并以原狀保存是樣本采集的關(guān)鍵,多數(shù)采水器都能滿足充分水交換的需求,但均存在樣品二次轉(zhuǎn)移或樣品預(yù)干擾的情況。水中懸浮物的含量可借助于超聲波、遙感等技術(shù)等進(jìn)行解析,借助于差量法也可以分析出其吸附的污染物質(zhì)。但受限于懸浮物含量低且結(jié)構(gòu)形態(tài)容易破損,難以在短時(shí)間內(nèi)采集具有時(shí)效性的濃縮懸浮物樣本,不能滿足懸浮物深入分析的需求。而且沉積物表層含水率大,難以支撐過(guò)重的采集設(shè)備,但當(dāng)前主流的采集設(shè)備多為重力式,不僅耗費(fèi)人力,采樣成功率也較難保證。因此,建議針對(duì)水庫(kù)復(fù)雜的采樣條件和所采集樣本的需求研發(fā)適應(yīng)性的采集設(shè)備,為內(nèi)源污染研究提供技術(shù)支持。

5.2 內(nèi)源污染物進(jìn)出庫(kù)情況和分布狀態(tài)監(jiān)測(cè)

內(nèi)源污染是污染物入庫(kù)和出庫(kù)的差值蓄積而成,需要根據(jù)不同水庫(kù)的特點(diǎn)選擇代表性指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測(cè),分析內(nèi)源污染形成原因和分布狀態(tài)??紤]到污染物的不同來(lái)源(如點(diǎn)源排放、非點(diǎn)源輸入、庫(kù)內(nèi)沉積、大氣沉降等),應(yīng)加強(qiáng)對(duì)入庫(kù)河道、庫(kù)區(qū)分層水體、雨水的監(jiān)測(cè)。對(duì)于出庫(kù)水體除常規(guī)的取水口水質(zhì)監(jiān)測(cè)外,還應(yīng)加強(qiáng)汛期溢流及底孔放水的水質(zhì)監(jiān)測(cè)。同時(shí)還應(yīng)對(duì)水庫(kù)的內(nèi)源污染分布進(jìn)行調(diào)查,包括監(jiān)測(cè)污染物在水體、懸浮物、沉積物中的含量與分布,及時(shí)識(shí)別出水質(zhì)的污染風(fēng)險(xiǎn),以便于和污染物進(jìn)出水庫(kù)情況相驗(yàn)證。通過(guò)積累長(zhǎng)期的監(jiān)測(cè)資料,以便準(zhǔn)確掌握內(nèi)源污染物的蓄積過(guò)程和分布狀態(tài),為內(nèi)源污染問(wèn)題研究提供數(shù)據(jù)支撐。此外,監(jiān)測(cè)時(shí)還需要結(jié)合時(shí)序變化、空間差異、特殊事件等因素及時(shí)優(yōu)化調(diào)整監(jiān)測(cè)方案。

5.3 解析內(nèi)源污染源匯機(jī)制與效應(yīng)

污染物在水體、懸浮物、沉積物中的分布決定了內(nèi)源污染的吸附和釋放方向,即源匯機(jī)制,不同的作用機(jī)制會(huì)對(duì)水庫(kù)水體產(chǎn)生不同的水環(huán)境效應(yīng)。需要從吸附動(dòng)力學(xué)過(guò)程、等溫吸附過(guò)程、單因素釋放模擬、多因素釋放通量模擬等方面解析識(shí)別內(nèi)源污染源匯機(jī)制。在此基礎(chǔ)上結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)和水動(dòng)力模擬分析內(nèi)源污染吸附或釋放過(guò)程對(duì)水體污染負(fù)荷和生態(tài)環(huán)境的影響。除此之外,長(zhǎng)期的大尺度的環(huán)境效應(yīng)和內(nèi)源污染輸移、轉(zhuǎn)化、蓄積模型也需要進(jìn)一步研究,為水庫(kù)水質(zhì)保障提供理論基礎(chǔ)。

5.4 內(nèi)源污染綜合治理技術(shù)的研究與應(yīng)用

水庫(kù)內(nèi)源污染是外源污染輸入和庫(kù)內(nèi)污染蓄積的結(jié)果,具有時(shí)序變化性和空間差異性。對(duì)于不同污染特點(diǎn)、不同污染水平、不同環(huán)境條件的水庫(kù),應(yīng)當(dāng)分別研究適應(yīng)性的內(nèi)源污染綜合治理技術(shù)??梢跃C合運(yùn)用清淤、原位覆蓋、曝氣、換水等工程技術(shù)治理內(nèi)源污染,構(gòu)建生態(tài)流域系統(tǒng),以便從源頭減少污染入庫(kù),同時(shí)加強(qiáng)庫(kù)內(nèi)漁業(yè)、旅游等管理,從而形成一套內(nèi)源污染綜合治理的技術(shù)。此外,還應(yīng)加強(qiáng)生態(tài)修復(fù)技術(shù)在內(nèi)源污染治理方面的應(yīng)用研究,綜合利用多種污染治理技術(shù)來(lái)提高水庫(kù)水質(zhì)等級(jí)。

6 結(jié)語(yǔ)

水庫(kù)內(nèi)源污染已經(jīng)成為供水安全隱患。在人類(lèi)活動(dòng)的影響下,污染物通過(guò)各種途徑進(jìn)入水庫(kù),如點(diǎn)源排放的污染物通過(guò)上游河道或直接排放進(jìn)入水庫(kù);網(wǎng)箱養(yǎng)魚(yú)產(chǎn)生的污染物沉積在庫(kù)底;在降雨的驅(qū)動(dòng)下,河道廢棄物、洪水淹沒(méi)耕地浸出的污染物、流域內(nèi)的泥沙、土壤攜帶的污染物隨徑流進(jìn)入水庫(kù);水庫(kù)內(nèi)自身生物新陳代謝沉積和大氣中污染物沉降在水庫(kù)中。入庫(kù)的污染物減去出庫(kù)的污染物后在多因素的影響下逐漸積累形成內(nèi)源污染,并會(huì)在一定的條件下釋放出來(lái),增大水質(zhì)安全隱患。由此可知內(nèi)源污染來(lái)源廣泛,蓄積影響因素復(fù)雜,需要進(jìn)行深入系統(tǒng)的研究,從而為保障水庫(kù)生態(tài)環(huán)境安全提供理論與技術(shù)支撐。

[1]張峰,武迪.湯河水庫(kù)局部水體水質(zhì)異常原因分析對(duì)策[J].農(nóng)業(yè)與技術(shù),2010,30(2):67-69.(ZHANG Feng,WU Di.The local peasants reservoir water abnormal cause analysis and countermeasures[J].Agriculture &Technology,2010,30(2):67-69.(in Chinese))

[2]HONG Q,SUN Z,CHEN L. Small-scale watershed extended method for non-point source pollution estimation in part of the Three Gorges Reservoir Region [J]. International Journal of Environmental Science andTechnology, 2012,9 ( 4) : 595-604.

[3]SEQUEIROS O E,CANTERO M,GARCIA M H.Sediment management by jets and turbidity currents with application to a reservoir for flood and pollution control in Chicago,Ilinois[J].Journal of Hydraulic Research,2009,47(3):340-348.

[4]GRUCA-ROKOSZ R,TOMASZEK J A.Methane and carbon dioxide in the sediment of a eutrophic rservoir:production pathways and diffusion fluxes at the sedimentwater interface[J].Water Air and Soil Pollution,2015,226(2):1-16.

[5]FAIRBAIRN D J,KARPUZCU M E,ARNOLD W A,et al.Sediment-water distribution of contaminants of emerging concern in a mixed use watershed[J].Science of the Total Environment,2015,505:896-904.

[6]RUTTENBERG K C.Development of aseqential extraction method for different forms of phosphorusin marine sediments[J].Limnol Oceanogr,1992,37(7):1460-1482.

[7]RYDIN E.Potentially mobile phosphorus in lake erken sediment[J].Water Rsearch,2000,34(7):2037-2042.

[8]易朝路.長(zhǎng)江中下游靜態(tài)水體污染后底泥吸附方式與內(nèi)源污染治理[J].水資源保護(hù),2002,18(3):24-26.(YI Chaolu.Absorption pattern of sediment in polluted still waters and control of authigenic pollution in the middle and lower Yangtze River[J].Water Resources Protection,2002,18(3):24-26.(in Chinese))

[9]叢海兵,黃廷林,李創(chuàng)宇,等. 于橋水庫(kù)沉積物內(nèi)源污染 特性研究[J]. 水資源保護(hù),2006,22 ( 4 ) : 20-23. ( CONG Haibin,HUANG Tinglin,LI Chuangyu,et al. Study on internal pollution of sediments in Yuqiao Reservoir[J]. Water Resources Protection,2006,22( 4) : 20-23. ( in Chinese) )

[10]高慧琴,劉凌,閆峰,等.底泥疏浚對(duì)湖泊內(nèi)源磷釋放的短期效應(yīng)研究[J].水資源保護(hù),2011,27(3):33-37.(GAO Huiqin,LIU Lin,YAN Feng,et al.Short-term effect of sediment dredging on endogenous phosphorus release[J].Water Resources Protection,2011,27(3):33-37(in Chinese))

[11]QIAN B,LIU L,YAN W M,et al. In situ microsensor study of long-term enbironmental effect of sediment dredging in the shallow lake [J]. Asian Journal of Chemistry, 2012, 24( 10) : 4408-4414.

[12]WU J,YANG L H,ZHONG F,et al.A field study on phytoremediation of dredged sediment contaminated by heavy metals and nutrients:the impacts of sediment aeration[J].EnvironmentalScience and Pollution Research,2014,21(23):13452-13460.

[13]錢(qián)易.論三峽水庫(kù)水污染的防治[J].資源環(huán)境,2004,6(3):3-6.(QIAN Yi.The prevention and control of water pollution in the Three Gorges Reservoir[J].Resource &Environment,2004,6(3):3-6.(in Chinese))

[14]張靜波,謝偉光,馬季喆,等.控制內(nèi)源污染是保護(hù)尼爾基水庫(kù)的有效途徑[C]//中國(guó)水利學(xué)會(huì)2005學(xué)術(shù)年會(huì)論文集:水環(huán)境保護(hù)及生態(tài)修復(fù)的研究與實(shí)踐.北京:中國(guó)水利學(xué)會(huì),2005:167-170.

[15]王在興.大伙房水庫(kù)志[M].北京:中國(guó)水利水電出版社,2006.

[16]謝平.淺水湖泊內(nèi)源磷負(fù)荷季節(jié)變化的生物驅(qū)動(dòng)機(jī)制[J].中國(guó)科學(xué):地球科學(xué),2005,35(增刊 2)11-23.(XIE Ping.The shallow lakes phosphorus load seasonal changes biological drive mechanism[J].Science China:Earth Sciences,2005,35(Sup2):11-23.(in Chinese))

[17]DAVID E,JOSEPH R,TOMASS O.Aquaculture and water quality[M].Louisiana:World Aquaculture Society,1991.

[18]林永泰,張慶,楊漢運(yùn),等.黑龍灘水庫(kù)網(wǎng)箱養(yǎng)魚(yú)對(duì)水環(huán)境的影響[J].水利漁業(yè),1995,10(6):6-10(LIN Yongtai,ZHANG Qin,YANG Hanyun,etal.Cage aquaculture on water environment of Heilongtan Reservoir[J].Water Conservancy Related Fisheries,1995,10(6):6-10.(in Chinese))

[19]李萬(wàn)慶,李金中,吳雷,等.于橋水庫(kù)網(wǎng)箱養(yǎng)魚(yú)對(duì)水質(zhì)的影響分析[J].城市環(huán)境與城市生態(tài),1999,12(4):33-35(LI Wanqing,LI Jinzhong,WU Lei,et al.The effect of fish-flue on waterquality in Yuqiao Reservoir[J].Urban Environment& Urban Ecology,1999,12(4):33-35.(in Chinese))

[20]ARGIRIADIS E,RADA E C,VECCHIATO M,et al.Assessing the influence of local sources on POPs in atmospheric depositions and sediments near Trento(Italy)[J].Atmospheric Environment,2014,98:32-40.

[21]SHOTBOLT L A,THOMAS A D,HUTCHINSON S M.The use of reservoir sediments as environmental archives of catchment inputs and atmospheric pollution[J].Progress in Physical Geography,2005,29(3):337-361.

[22]周瑋,朱淮武.貴州紅楓湖表層沉積物中多溴聯(lián)苯醚的分布研究[J].貴州大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2010,27(2):29-32.(ZHOU Wei,ZHU Huaiwu.A study of the distribution of PBDEs in the surface sediment of the Hongfeng Lake in Guizhou Province[J].Journal of Guizhou University:Natural Sciences,2010,27(2):29-32.(in Chinese))

[23]范家驊,杜國(guó)翰.水庫(kù)泥沙問(wèn)題[J].水利學(xué)報(bào),1985,16(6):22-29.(FAN Jiaye,DU Guohan.Reservoir sediment problems[J].Journal of Hydraulic Engineering,1985,16(6):22-29.(in Chinese))

[24]許德鳳,朱啟賢.龔嘴水電站壩前泥沙淤積與底孔排沙[J].水力發(fā)電,1998(4):44-49.(XU Defeng,ZHU Qixian.Sediment deposit before the dam in Gongzui Hydropower Station and sediment flushing of bottom hole[J].Water Power,1998(4):44-49.(in Chinese))

[25]李昆鵬,馬懷寶,王瑞,等.三門(mén)峽水庫(kù)降水沖刷機(jī)理與規(guī)律研究[J].人民黃河,2012,34(10):36-39.(LI Kunpeng,MA Huaibao,WANG Rui,et al.Research on water leveldownfallerosion mechanism and law of Sanmenxia Reservoir[J].Yellow River,2012,34(10):36-39.(in Chinese))

[26]范曉艷,周孝德,李林.水庫(kù)運(yùn)行方式改變對(duì)水溫的影響[J].水資源與水工程學(xué)報(bào),2010,21(3):152-155.(FAN Xiaoyan,ZHOU Xiaode,LI Lin.Influence of water temperature with different operation mode of reservoir[J],Journal of Water Resource & Water Engineering,2010,21(3):152-155.(in Chinese))

[27]李志勤.水庫(kù)水動(dòng)力學(xué)特性及污染物運(yùn)動(dòng)研究與應(yīng)用[D].成都:四川大學(xué),2005.

[28]聶祥.廣東省典型供水水庫(kù)沉積物中磷形態(tài)與釋放特征[D].廣州:暨南大學(xué),2009.

[29]金相燦,劉鴻亮,屠清瑛,等.中國(guó)湖泊富營(yíng)養(yǎng)化[M].北京:中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社,1990.

[30]ABRIL J M,BRUNSKILL G J.Evidence that excess Pb-210 flux varies with sediment accumulation rate and implications for dating recent sediments[J].Journal of Paleolimnology,2014,52(3):121-137.

[31]PETTERSSON K.Phosphorus characteristics of settling and suspended particles in Lake Erken[J].The Science of the Total Environment,2001,266(1):79-86.

[32]周之豪,沈曾源,施熙燦,等.水利水能規(guī)劃[M].北京:中國(guó)水利水電出版社,1997.

[33]王長(zhǎng)娥.貴州省紅楓湖-百花湖和阿哈水庫(kù)污染源的現(xiàn)狀調(diào)查、分析與評(píng)價(jià)[D].貴陽(yáng):貴州師范大學(xué),2009.

[34]徐鏡波.我國(guó)北方幾個(gè)蓄水水體溶解氧的初步調(diào)查[J].東北師大學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,1986,5(1):73-80.(XU Jingbo.First research to the dissolved oxygen in lakes in Northern China[J].Journal of Northeast Normal University:Natural Science Edition,1986,5(1):73-80.(in Chinese))

[35]TROJANOWSKA A A,IZYDORCZYK K.Phosphorus fractions transformation in sediments before and after cyanobacterialbloom:implications for reduction of eutrophication symptoms in dam reservoir[J].Water Air Soil Pollution,2010,211(10):287-298.

[36]LI Z L,YU J W,YANG M.et al.Cyanobacterial population and harmful metabolites dynamics during a bloom in Yanghe Reservoir,North China[J].Harmful Algae,2010,9(5):481-488.

[37]蔡金傍,李文奇,劉娜,等.洋河水庫(kù)底泥污染特性研究[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),2007,26(3):886-893.(CAI Jinbang,LI Wenqi,LIU Na,et al.Character istics of contaminated sediments in Yanghe Reservoir[J].Journal of Agro-Environment Science,2007,26(3):886-893.(in Chinese))

[38]尹華,昌鏡偉,章光新,等. 新立城水庫(kù)水體富營(yíng)養(yǎng)化成因及治理對(duì)策[J]. 東北師大學(xué)報(bào): 自然科學(xué)版,2010,42 ( 1 ) : 152-156. ( YI Hua,CHANG Jingwei,ZHANG Guangxin,et al. The reason and control measures of Xinlicheng Reservoir eutrophication [J]. Journal of Northeast Normal University: Natural Science Edition, 2010, 42( 1) : 152-156. ( in Chinese) )

[39]YIN X N,YANG Z F,YANG W,et al.Optimized reservoir operation to balance human and riverine ecosystem needs:model development,and a case study for the Tanghe Reservoir,Tang River Basin,China[J].Hydrological Processes,2010,24(4):461-471.

[40]HE T R,ZHU Y Z,YIN D L,et al.The impact of acid mine drainage on the methylmercury cycling atthe sediment-water interface in Aha Reservoir,Guizhou,China[J].Environmental Science and Pollution Research,2015,22(7):5124-5138.

[41]TIAN Y Z,LI W H,SHI G L,et al.Relationships between PAHs and PCBs,and quantitative source apportionment of PAHs toxicity in sediments from Fenhe Reservoir and Watershed[J].Journal of Hazardous Materials,2013,248(1):89-96.

[42]WU B B,WANG G Q,WU J,et al.Sources of heavy metals in surface sediments and an ecologicalrisk assessment from two adjacent plateau Reservoirs[J].Plos One,2014,9(7):1-14.

猜你喜歡
庫(kù)底蓄積內(nèi)源
基于聲固耦合法的拱壩-庫(kù)水-地基相互作用分析
基于河長(zhǎng)制的水庫(kù)庫(kù)底清理工作新思路
人民珠江(2019年11期)2019-12-21 21:01:51
樟子松人工林林分蓄積量計(jì)算方法的對(duì)比分析
藏藥佐太中汞在小鼠體內(nèi)的蓄積
中成藥(2017年7期)2017-11-22 07:32:46
衛(wèi)生填埋場(chǎng)水平防滲系統(tǒng)工程量?jī)?yōu)化計(jì)算探討
內(nèi)源多胺含量在砂梨果實(shí)發(fā)育過(guò)程中的變化研究
淺談藏醫(yī)“疾病蓄積”與健康養(yǎng)生
內(nèi)源信號(hào)肽DSE4介導(dǎo)頭孢菌素C?;冈诋叧嘟湍钢械姆置诒磉_(dá)
內(nèi)源信號(hào)肽DSE4介導(dǎo)頭孢菌素C?;冈诋叧嘟湍钢械姆置诒磉_(dá)
一次注射15N-亮氨酸示蹤法檢測(cè)雞內(nèi)源氨基酸損失量適宜參數(shù)的研究
潮州市| 清丰县| 民丰县| 西昌市| 上高县| 阿图什市| 桂林市| 峨山| 新余市| 甘肃省| 达拉特旗| 左权县| 新干县| 西林县| 竹北市| 朔州市| 绥化市| 广昌县| 中牟县| 涟水县| 红桥区| 固镇县| 阳原县| 嘉峪关市| 金沙县| 广东省| 高尔夫| 寿光市| 青海省| 沙洋县| 木里| 三明市| 绿春县| 临猗县| 绍兴市| 鄢陵县| 安多县| 大厂| 双柏县| 青川县| 唐河县|