朱東方，趙開(kāi)樓,2，白 泉

(1.河南應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學(xué)院，河南 鄭州 450042；2.西北大學(xué) 現(xiàn)代分離科學(xué)研究所，陜西 西安 710069)

小浪底水利樞紐位于河南省洛陽(yáng)市孟津縣與濟(jì)源市之間，三門(mén)峽水利樞紐下游130 km、河南省洛陽(yáng)市以北40 km的黃河干流上，控制流域面積69.4萬(wàn)km2，占黃河流域面積的92.3%。是黃河干流上的一座集減淤、防洪、防凌、供水灌溉、發(fā)電等為一體的大型綜合性水利工程[1]，是治理開(kāi)發(fā)黃河的關(guān)鍵性工程。小浪底水利樞紐是國(guó)家4A級(jí)旅游景區(qū)，河南省十大旅游熱點(diǎn)景區(qū)，更被譽(yù)為“小千島湖”。 因此研究小浪底水庫(kù)水質(zhì)隨時(shí)間的變化規(guī)律，對(duì)水庫(kù)水質(zhì)保護(hù)，預(yù)防，治理污染以及黃河流域工農(nóng)業(yè)的綠色發(fā)展都有著十分重要的意義。

1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.1 采樣點(diǎn)布設(shè)及采樣方法

采樣點(diǎn)布設(shè)以及采樣方法按《地表水和污水監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》(HJ-T91-2002)進(jìn)行[2]。

1.2 水樣分析方法

表1 主要指標(biāo)分析方法Table 1 Main index analysis method

本文主要對(duì)pH值、總氮、總磷、高錳酸鉀指數(shù)、化學(xué)需氧量和五日生化需氧量六個(gè)指標(biāo)進(jìn)行測(cè)試，其測(cè)試方法按照相應(yīng)的國(guó)標(biāo)規(guī)定進(jìn)行(見(jiàn)表1)，得出的數(shù)據(jù)精度指數(shù)高，能滿足本文分析需要。

2 小浪底水庫(kù)水質(zhì)分析

對(duì)水質(zhì)的評(píng)價(jià)往往采取多個(gè)指標(biāo)和級(jí)別標(biāo)準(zhǔn)來(lái)衡量，而每個(gè)指標(biāo)的實(shí)測(cè)值與其相對(duì)應(yīng)的級(jí)別標(biāo)準(zhǔn)相比，表現(xiàn)的參差不齊，因此，僅從某一兩項(xiàng)指標(biāo)來(lái)衡量水質(zhì)既不科學(xué)也不準(zhǔn)確，應(yīng)該采取多指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)的方法來(lái)衡量水質(zhì)才是科學(xué)合理的，才能反映出水質(zhì)的真實(shí)情況。我國(guó)水質(zhì)污染以有機(jī)污染為主，通過(guò)多年對(duì)水質(zhì)的檢測(cè)資料分析，本研究擬選取測(cè)定的水質(zhì)指標(biāo)有pH值、總氮、總磷、化學(xué)需氧量、5日生物需氧量、溶解氧和氯化物。

2.1 pH值的月變化特征

pH是表征水溶液最重要的理化參數(shù)之一，其值直接反映了水質(zhì)的污染程度，對(duì)水生生物也會(huì)產(chǎn)生重要的影響。pH值過(guò)高或過(guò)低都會(huì)影響水質(zhì)的變化，進(jìn)而影響到一系列的生態(tài)平衡。pH值隨時(shí)間變化趨勢(shì)如圖 1所示。

圖1 水質(zhì)pH值月變化Fig.1 Monthly variation of pH in water quality

pH值影響因素很多，其中最主要的因素是污染物種類(lèi)和溫度，從圖1中可以看出pH值變化趨勢(shì)與水溫(水溫變化如圖2所示)有一定的關(guān)系，總體趨勢(shì)是隨季節(jié)溫度的升高而呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)，八月份測(cè)試水溫為29.6℃，最高值，此時(shí)的pH值下降到最低值7.5，然后溫度開(kāi)始降低，水體pH值又開(kāi)始逐漸上升。但總體來(lái)講，pH值隨季節(jié)變化不明顯，均在8.0左右變動(dòng)，沒(méi)有出現(xiàn)太高或太低現(xiàn)象，說(shuō)明pH值所反映出來(lái)的水質(zhì)是良好的。

圖2 水溫pH值月變化Fig.2 Monthly variation of temperature in water quality

2.2 化學(xué)需氧量月變化特征

化學(xué)需氧量(COD)是反應(yīng)水體受有機(jī)污染物污染程度的重要指標(biāo)之一[3]。其隨季節(jié)變化趨勢(shì)如圖3所示。水質(zhì)化學(xué)需氧量呈季節(jié)性變化，整體來(lái)說(shuō)，觀測(cè)點(diǎn)的化學(xué)需氧量指數(shù)在12.2～13.9之間變化，其中1月2月COD指數(shù)呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，2月3月呈現(xiàn)上升趨勢(shì)然后從3月到4月又呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，而從4月到7月卻呈現(xiàn)不斷上升的趨勢(shì)，從7月開(kāi)始到11月又總體保持下降的趨勢(shì)，4月和11月分別達(dá)到最低值，從而說(shuō)明4月份和11月份水體的有機(jī)污染物是最小的，而1月和7月COD指數(shù)達(dá)到最大值13.9，說(shuō)明這兩個(gè)月的水體有機(jī)污染物是最大的。但根據(jù)國(guó)標(biāo)GB3838-2002[4],全年水質(zhì)COD均小于15，達(dá)到了Ⅰ類(lèi)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

圖3 化學(xué)需氧量值月變化Fig.3 Monthly variation of COD in water quality

2.3 溶解氧月變化特征

水中溶解氧(DO)無(wú)論是對(duì)于水體生物的生存還是對(duì)于水體自凈能力都有著非常重要的作用，也是衡量水體受有機(jī)污染程度的重要指標(biāo)[5]，因此定期監(jiān)測(cè)水中溶解氧是非常重要的。監(jiān)測(cè)點(diǎn)水中溶解氧隨季節(jié)變化趨勢(shì)如圖4所示，從1月到8月，DO主要呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，從二月份最高值8.95下降到8月份的5.65，然后到11月又呈現(xiàn)上升趨勢(shì)達(dá)到6.9，對(duì)比圖2水溫變化圖，發(fā)現(xiàn)，DO指數(shù)的變化趨勢(shì)基本上與水溫的變化趨勢(shì)一致，這說(shuō)明監(jiān)測(cè)點(diǎn)水中溶解氧主要受自然環(huán)境水溫的影響，而水中有機(jī)污染物較少，沒(méi)有對(duì)水中溶解氧造成主要影響，但分析發(fā)現(xiàn)12月份水溫是12.6℃，但其溶解氧卻下降到了5.3，說(shuō)明12月份水中溶解氧指數(shù)主要受水中有機(jī)污染物增加影響，而導(dǎo)致其水中溶解氧指數(shù)下降。根據(jù)國(guó)標(biāo)GB3838-2002，只有1月、2月和3月的溶解氧指數(shù)達(dá)到了Ⅰ類(lèi)水標(biāo)準(zhǔn)(≥7.5)，其余月份達(dá)到了Ⅱ類(lèi)水標(biāo)準(zhǔn)。

圖4 水中溶解氧值月變化Fig.4 Monthly variation of DO in water quality

2.4 總氮月變化特征

總氮(TN)主要用來(lái)衡量水體受營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)污染程度，是表征水體受污染程度的主要指標(biāo)之一[6]。對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，其隨月份變化趨勢(shì)如圖5所示，從1月到7月，總氮基本趨于平穩(wěn)狀態(tài)，在5.4左右波動(dòng)，處于一年當(dāng)中的較高值段，根據(jù)國(guó)標(biāo)GB3838-2002，大于Ⅴ類(lèi)水(2.0)的指標(biāo)，表明水體受營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)污染比較嚴(yán)重，從7月到11月，總氮量趨于下降趨勢(shì)，最低值下降到4.06，導(dǎo)致總氮減少的原因可能與降雨量增加，水體被稀釋有關(guān)，另一方面這段時(shí)間也是處于農(nóng)業(yè)施肥的低潮期，可能也減少了含氮物質(zhì)的排放，但根據(jù)國(guó)標(biāo)GB3838-2002，大于Ⅴ類(lèi)水(2.0)的指標(biāo)，水體仍然處于富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)。

圖5 水中總氮月變化Fig.5 Monthly variation of TN in water quality

2.5 總磷月變化特征

圖6 水中總磷月變化Fig.6 Monthly variation of TP in water quality

含磷化合物也是造成水體富營(yíng)養(yǎng)化的主要物質(zhì)，其主要來(lái)源于生活污水、農(nóng)業(yè)肥料和農(nóng)藥等。總磷(TN)是衡量水質(zhì)受污染程度的主要指標(biāo)之一[7]，對(duì)總磷進(jìn)行監(jiān)測(cè)，結(jié)果如圖6所示，從1月到7月，總磷在0.075左右波動(dòng)，但3月和7月總磷含量明顯增加，3月份總磷值偏高可能與這一時(shí)段的農(nóng)業(yè)施肥有關(guān)，而7月份天氣變熱，水分蒸發(fā)，導(dǎo)致總磷值偏高，從7月進(jìn)入雨季，總磷值呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，直到12月，總磷值又開(kāi)始升高，但根據(jù)國(guó)標(biāo)GB3838-2002，全年水體水質(zhì)總磷指標(biāo)處于Ⅰ類(lèi)和Ⅱ類(lèi)水之間。另外，從圖6可以看出，全年總磷的變化趨勢(shì)基本與總氮的變化趨勢(shì)是一致的，也說(shuō)明了這兩個(gè)指標(biāo)的影響因素是相似的。

2.6 五日生化需氧量月變化特征

圖7 水中五日生化需氧量月變化Fig.7 Monthly variation of BOD5 in water quality

五日生化需氧量(BOD5)是衡量水體受可被微生物分解的有機(jī)污染物污染程度的重要指標(biāo)，對(duì)BOD5進(jìn)行監(jiān)測(cè)，結(jié)果如圖7所示，從1月到2月BOD5是呈減小的趨勢(shì)，2月更是達(dá)到了一年的最低值1.5，然而從2月到7月，監(jiān)測(cè)顯示BOD5呈現(xiàn)上升的趨勢(shì)，且7月達(dá)到了全年最高值2.45，表明這五個(gè)月的水質(zhì)受可被微生物分解的有機(jī)物的污染程度在逐漸增加，水質(zhì)變差，從7月開(kāi)始BOD5又呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)直到11月，下降到1.55，基本接近全年最低值，表明這四個(gè)月的水質(zhì)在逐漸變好，到了12月BOD5又增加至2.25。但根據(jù)國(guó)標(biāo)GB3838-2002，全年水體BOD5均小于3，說(shuō)明全年BOD5指標(biāo)均達(dá)到了Ⅰ類(lèi)水指標(biāo)。另外，全年水體BOD5對(duì)比總氮和總磷的變化趨勢(shì)，發(fā)現(xiàn)BOD5、總氮和總磷在全年的變化趨勢(shì)基本是一致的，這也表明從2月到7月，水體污染在不斷地加重，從7月到11月，水體又趨向變好。

3 結(jié)語(yǔ)

本文對(duì)小浪底水庫(kù)水質(zhì)pH值、總氮、總磷、化學(xué)需氧量、溶解氧和五日生化需氧量等六個(gè)指標(biāo)進(jìn)行全年12次檢測(cè)，對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，結(jié)果顯示從2月到7月水體的各項(xiàng)污染指標(biāo)基本都成增加趨勢(shì)，而從7月到11月呈現(xiàn)減小趨勢(shì)，這說(shuō)明前半年的水質(zhì)在逐漸變差，分析原因主要存在兩個(gè)影響因素，一是從2月到7月，雨水減少，同時(shí)溫度增加，蒸發(fā)量增加，導(dǎo)致污染加重，而是這一時(shí)期正好是農(nóng)業(yè)施肥高峰期，可能也對(duì)水體污染加重具有一定的貢獻(xiàn)，而進(jìn)入七月，降雨量增加，對(duì)水體稀釋?zhuān)顾|(zhì)逐漸向好。