(保山市環(huán)境監(jiān)測站，云南 保山 678000)

0 引言

水體富營養(yǎng)化是指水體中氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)含量過多引起的一種水污染現(xiàn)象。隨著人口增多，工業(yè)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，大量的生產(chǎn)、生活污水排入自然水體，造成水體富營養(yǎng)化日益加重 。水體富營養(yǎng)化會引起藻類和其他浮游生物的迅速繁殖，使水體溶解氧含量下降，造成藻類、浮游生物、植物、水生物和魚類大量死亡，此外富營養(yǎng)化會造成水的透明度降低，致使陽光難以透過水層，從而影響水中植物的光合作用，可能造成溶解氧的過飽和狀態(tài)。溶解氧的過飽和以及水中溶解氧少，對水生動物有害，致使魚類大量死亡。同時，富營養(yǎng)化會使水中含有硝酸鹽和亞硝酸鹽，人畜長期飲用這些物質(zhì)含量超過一定標(biāo)準(zhǔn)的水，也會中毒致病。

水庫廣泛分布在世界各地，與我們的生產(chǎn)生活息息相關(guān)，可防洪、蓄水灌溉、供水、發(fā)電、養(yǎng)魚等，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及人民生活中起著巨大的作用。近年來，氣候問題、水資源短缺、水污染問題日益嚴(yán)重，世界各地水庫普遍存在富營養(yǎng)化問題，且水體富營養(yǎng)化有加劇的趨勢[1]。蔣家寨水庫位于施甸縣城南部，距離城區(qū)9km，水庫始建于1960年，承擔(dān)著施甸縣城3萬余人的供水和0.187萬hm2(2.8萬畝)農(nóng)田灌溉任務(wù)，水庫設(shè)計(jì)總庫容810萬m3， 興利庫容765萬m3，水庫年供水量約413萬m3。蔣家寨水庫徑流區(qū)涉及17個村民小組，人口3752人，水庫徑流區(qū)內(nèi)無工業(yè)企業(yè)，屬粗放型農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，以傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)為主，主要種植水稻、小麥、包谷、烤煙等糧食作物和經(jīng)濟(jì)作物。其中：水田以種植水稻、小麥、油菜、蠶豆、豌豆等作物為主，旱地以種植包谷、小麥、烤煙、薯類等作物為主。

1 數(shù)據(jù)來源與評價(jià)方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

在蔣家寨水庫庫區(qū)內(nèi)設(shè)置1個監(jiān)測點(diǎn)，于每季度的第一個月在監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)行水樣采集，并對樣品進(jìn)行分析測定。每季度采樣1次，每年監(jiān)測4次，監(jiān)測指標(biāo)為水體pH、透明度、溶解氧含量、電導(dǎo)率、硫化物含量、氨氮含量、總氮含量、總磷含量、高錳酸鹽指數(shù)、生化需氧量、化學(xué)需氧量、六價(jià)鉻和葉綠素а含量等。本文評價(jià)數(shù)據(jù)來源于2014—2018年飲用水每季度例行監(jiān)測結(jié)果。評價(jià)指標(biāo)包括葉綠素(chla)、總磷(TP)、總氮(TN)、高錳酸鹽指數(shù)(CODMn)、透明度(SD)，各評價(jià)指標(biāo)的分析方法如表1。

表1 富營養(yǎng)化程度評價(jià)指標(biāo)及分析方法

1.2 評價(jià)方法

1.2.1 評價(jià)指數(shù)及方法

本文采用營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)(TLI)和綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)(TLI(Σ))對蔣家寨水庫富營養(yǎng)化現(xiàn)狀進(jìn)行評價(jià)。營養(yǎng)狀態(tài)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)為：TLI(Σ)<30為貧營養(yǎng)狀態(tài)，30≤TLI(Σ)≤50為中營養(yǎng)狀態(tài)，TLI(Σ)>50為富營養(yǎng)狀態(tài)，5070為重度富營養(yǎng)狀態(tài)。在同一營養(yǎng)狀態(tài)下，指數(shù)值越高，其營養(yǎng)程度越重[2]。水質(zhì)評價(jià)參照《GB 3838-2002地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行單因子評價(jià)[3]，超過Ⅱ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)為超標(biāo)。

營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)(TLI)計(jì)算公式為：

TLI(chl)=10(2.5+1.086ln chl)

TLI(TP)=10(9.436+1.624ln chl)

TLI(TN)=10(5.453+1.694ln chl)

TLI(SD)=10(5.118+1.941ln chl)

TLI(CODMn)=10(0.109+2.66ln chl)

式中：葉綠素a chl單位為mg/m3； 透明度SD單位為m；其它指標(biāo)單位為mg/L。

綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)(TLI(Σ)計(jì)算公式如下：

式中：TLI(Σ)-綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)；Wj- 第j種參數(shù)的營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)的相關(guān)權(quán)重；TLI(j)-代表第j種參數(shù)的營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)。

以chla作為基準(zhǔn)參數(shù)，則第j種參數(shù)的歸一化的相關(guān)權(quán)重計(jì)算公式為：

式中：rij— 第j種參數(shù)與基準(zhǔn)參數(shù)chla的相關(guān)系數(shù)；m— 評價(jià)參數(shù)的個數(shù)。

表2 中國湖泊(水庫)部分參數(shù)與chla的相關(guān)關(guān)系rij及值

1.2.2 趨勢分析方法

采用Spearman秩相關(guān)系數(shù)法對5a綜合營養(yǎng)指數(shù)變化趨勢進(jìn)行分析，計(jì)算公式如下：

Di=Xi-Yi

式中：RS—秩相關(guān)系數(shù)；Xi-污染物濃度年平均值從小到大排列的序號；Yi—按年度順序排列的序號；N—時間周期。

將秩相關(guān)系數(shù)Rs的絕對值同Spearman秩相關(guān)系數(shù)統(tǒng)計(jì)表中的臨界值Wp進(jìn)行比較，N=5時，臨界值Wp=0.900。將秩相關(guān)系數(shù)計(jì)算結(jié)果絕對值∣RS∣與Wp進(jìn)行比較，秩相關(guān)系數(shù)絕對值 ∣RS∣>Wp表明變化趨勢顯著，∣RS∣

2 結(jié)果評價(jià)

2.1綜合營養(yǎng)狀態(tài)分析

蔣家寨水庫2014—2018年綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)的計(jì)算結(jié)果如表3，參照營養(yǎng)狀態(tài)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，2014—2017年為貧營養(yǎng)狀態(tài)，但TLI(∑)值已接近30，呈現(xiàn)出中營養(yǎng)化的征兆。2018年為中營養(yǎng)狀態(tài)。分季度計(jì)算2014—2018年的TLI(∑)，結(jié)果在20～32，在2014年第二季度，2015年的第二季度，2016年第三、四季度，2017年第三季度，2018年第一、二季度稍微超過30，呈中營養(yǎng)狀態(tài)，其他季度為貧營養(yǎng)狀態(tài)。

表3 蔣家寨水庫2014—2018年綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)計(jì)算結(jié)果

2.2 營養(yǎng)狀態(tài)分析

目前，國內(nèi)湖庫富營養(yǎng)化主要表現(xiàn)在N、P 等營養(yǎng)化指標(biāo)超標(biāo)[4]。蔣家寨水庫2014—2018年TN年均值均在《GB3838-2002地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，5a水質(zhì)均為Ⅱ類，2015年TN年均值接近Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)的上限。各評價(jià)項(xiàng)目營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)(TLI)如圖1。從圖中可以看出蔣家寨水庫2014—2018年總氮的營養(yǎng)狀態(tài)最高，年均值均>30，范圍在36～41，為中營養(yǎng)狀態(tài)，其次為透明度和葉綠素，2014—2018年SD的營養(yǎng)狀態(tài)除2015年為貧營養(yǎng)狀態(tài)，其余4a均為中營養(yǎng)狀態(tài)，chla的營養(yǎng)狀態(tài)除2016年為貧營養(yǎng)狀態(tài)，其余4a均為中營養(yǎng)狀態(tài)，TP的TLI均值2015、2017為中營養(yǎng)狀態(tài)，其余3a呈現(xiàn)貧營養(yǎng)狀態(tài)，2014—2018年CODMn營養(yǎng)狀態(tài)最低，均為貧營養(yǎng)狀態(tài)。

2.3 變化趨勢分析

對蔣家寨水庫年平均綜合營養(yǎng)指數(shù)進(jìn)行秩相關(guān)系數(shù)檢驗(yàn)，RS值為0.70。蔣家寨水庫2014—2018年?duì)I養(yǎng)狀態(tài)呈現(xiàn)上升趨勢，但上升趨勢不顯著。

3 結(jié)果分析

根據(jù)2014—2018年5a季度綜合營養(yǎng)指數(shù)的計(jì)算結(jié)果，以及年平均綜合營養(yǎng)指數(shù)變化趨勢分析，蔣家寨水庫水質(zhì)2014—2017年處于貧營養(yǎng)狀態(tài)，2018年處于中營養(yǎng)狀態(tài)，營養(yǎng)狀態(tài)呈上升趨勢但沒有顯著變化趨勢，水質(zhì)狀況比較穩(wěn)定。水質(zhì)類別和營養(yǎng)狀態(tài)主要影響因子為TN 。

4 保護(hù)措施與建議

蔣家寨水庫徑流區(qū)內(nèi)村民的生產(chǎn)和生活是水庫面源污染的重要來源。生產(chǎn)污染主要為村民農(nóng)業(yè)生產(chǎn)污染，蔣家寨水庫飲用水水源地保護(hù)區(qū)土地利用類型以林地、耕地和水庫水面為主，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)使用多余的化肥農(nóng)藥易隨降雨流入庫區(qū)。生活污染主要為村民生活污水、生活垃圾、畜禽養(yǎng)殖糞便等。根據(jù)蔣家寨水庫水質(zhì)現(xiàn)狀及其周邊地理環(huán)境特征，為長期有效保護(hù)其水質(zhì)，提出以下建議：

(1)依法劃定蔣家寨水庫飲用水源地保護(hù)區(qū)域，區(qū)域內(nèi)禁止布設(shè)水污染排放口，對于區(qū)域內(nèi)存在的村落，開展有效的環(huán)境綜合整治，建設(shè)村落污水收集處理系統(tǒng)。建設(shè)鄉(xiāng)村垃圾處置中心，對村莊生產(chǎn)生活垃圾采取集中收集并進(jìn)行無害化處置，禁止直接向庫區(qū)傾倒或拋棄。

(2)開展環(huán)境保護(hù)和飲用水安全科普宣傳，提高村民環(huán)保意識和飲用水安全意識，使群眾更加自覺地愛護(hù)環(huán)境，自覺保護(hù)飲用水源地。

(3)轉(zhuǎn)變農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式，鼓勵發(fā)展綠色農(nóng)業(yè)、生態(tài)農(nóng)業(yè)，提高肥效，科學(xué)用藥，控制農(nóng)藥化肥施用量，嚴(yán)禁使用高毒、高殘留農(nóng)藥。建立合理的補(bǔ)償機(jī)制，逐步將水庫水面附近耕地征入庫區(qū)，并對庫區(qū)進(jìn)行圍欄，在圍欄區(qū)內(nèi)禁止一切生產(chǎn)生活活動。