翁玉蘭

（福清市環(huán)境監(jiān)測站，福建福清 350300）

東張水庫于1958年建成，屬大型蓄水水庫，庫容2.06億立方米。建庫初期，東張水庫以蓄水灌溉為主，兼發(fā)電、防洪和水產養(yǎng)殖等功能。隨著改革開放和福清市社會經濟的快速發(fā)展，工農業(yè)生產和城鎮(zhèn)生活用水需求日益增大，為保證城市供水，1997年將東張水庫作為集中式飲用水源一級保護區(qū)列入規(guī)劃，按《地表水環(huán)境質量標準》（GB3838-2002）中Ⅱ類標準管理。受水庫周邊生活和農業(yè)污染源及庫區(qū)不適度的開放活動影響，東張水庫曾發(fā)生過較嚴重的富營養(yǎng)和藍藻爆發(fā)事件。近年來，東張水庫水質再次呈現污染苗頭，通過研究2014—2018年水質監(jiān)測數據，對福清市東張水庫水質進行分析并提出控制對策，為東張水庫污染整治和科學管理提供科學依據。

1 評價標準與方法

1.1 評價標準

1997年在《福建省福清市地表水域功能區(qū)劃》中，將福清市東張水庫作為飲用水源一級保護區(qū)列入規(guī)劃，按《地表水環(huán)境質量標準》（GB3838-2002）中Ⅱ類標準管理，標準具體情況詳見表1。

1.2 評價方法[1]

1.2.1 等標污染指數法

水質評價方法采用等標單項污染指數法。

表1 地表水環(huán)境質量標準（GB3838-2002）部分項目標準限值

（1）污染指數法，計算公式如式1所示。

式中，Pi為i污染物的單項污染指數；Ci為i污染物濃度的平均值；Csi為i污染物濃度的評價標準值。

（2）綜合污染指數，計算公式如式2所示。

式中，P為綜合污染指數；n為參加評價污染物項數。

（3）污染負荷比，計算公式如式3所示。

式中，Ki為i項污染物的污染負荷比。

1.2.2 綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數法[2]

湖泊水庫富營養(yǎng)化程度評價按照環(huán)境保護部制定的《地表水環(huán)境質量評價辦法》（試行）中規(guī)定的綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數法進行評價。評價參數為葉綠素a（chla）、總磷（TP）、總氮（TN）、透明度（SD）、高錳酸鹽指數（CODMn）。計算公式如式4所示。

式中，TLI（∑）為綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數；Wj為第j種參數的營養(yǎng)狀態(tài)指數的相關權重；TLI（j）代表第j種參數的營養(yǎng)狀態(tài)指數；以chla作為基準參數，則第j種參數的歸一化相關權重計算公式為如式5所示。

式中，rij為第j種參數與基準參數的相關系數；m為評價參數的個數。

中國湖泊（水庫）的chla與其他參數之間的相關關系rij及rij2見表2。

表2 中國湖泊（水庫）部分參數與chla的相關關系rij及rij2值

各參數的營養(yǎng)狀態(tài)指數計算公式如式6～10所示。

式中，chla單位為mg/m3，透明度SD單位為m，其他指標單位均為mg/L。

采用0～100的一系列連續(xù)數字對湖泊（水庫）營養(yǎng)狀態(tài)進行分級，詳見表3。同一營養(yǎng)狀態(tài)下，指數值越高，其營養(yǎng)程度越高。

表3 湖泊（水庫）營養(yǎng)狀態(tài)分級

2 2014—2018年東張水庫水質分析

2.1 斷面、頻次和評價因子

東張水庫共設有進口、中心和出口3個監(jiān)測斷面，每個斷面均采上層、中層、下層水樣。分別在3月、7月、11月采樣。根據2014—2018年福清市環(huán)境監(jiān)測站的監(jiān)測數據，考慮到項目的完整性和污染特點，選取高錳酸鹽指數、五日生化需氧量（BOD5）、氨氮、總磷、氟化物和總氮6個因子進行評價。

2.2 主要污染物分析

福清市環(huán)境監(jiān)測站2014—2018年對高錳酸鹽指數、五日生化需氧量、氨氮、總磷、氟化物和總氮6個主要污染物的監(jiān)測數據見表4～8。參加評價的6個因子中，污染負荷比排在前兩位的是TP和TN。這2個因子在參評的6個因子中污染負荷比之和占了60%左右，其他4個因子的污染負荷比之和僅占40%左右。從指標的污染負荷看，總磷和總氮的污染負荷較高，是最主要的污染源。因此，東張水庫下游的主要超標項目為總磷和總氮。2014—2018年，東張水庫的總磷年均濃度在0.02～0.05 mg/L，在Ⅱ類標準值0.025 mg/L左右波動；總氮年均濃度在0.56～1.06 mg/L，均高于Ⅱ類標準值0.5 mg/L。從表9可見東張水庫水質大多呈中營養(yǎng)狀態(tài)。

表4 2014年東張水庫水質評價結果表

表5 2015年東張水庫水質評價結果表

表6 2016年東張水庫水質評價結果表

表7 2017年東張水庫水質評價結果表

表8 2018年東張水庫水質評價結果表

表9 2014—2018年東張水庫富營養(yǎng)指數評價結果表

2.3 水質污染趨勢分析

圖1為各斷面6個主要污染物的水污染綜合指數年際變化圖。由圖1可知，東張水庫進口和中心水質污染綜合指數變化趨勢基本相似，2015年進口與中心水質相對較差，2015—2017年污染物綜合指數均有明顯下降趨勢，說明水體污染得到有效控制，2017—2018年水質狀況接近；東張水庫出口水質相對進口與中心水質屬較好，2014—2016年出口指數變化不大，略有上升，2017年水質最好，2018年水質有所反彈，與2016年水質相近；2014—2017年出口水質均比進口水質好，說明東張水庫水體在這期間尚有自凈能力。

圖1 東張水庫各監(jiān)測斷面主要污染物綜合指數年際變化圖

圖2為2014—2018年東張水庫富營養(yǎng)化程度變化趨勢。由圖2可知，2014—2018年，水質富營養(yǎng)狀態(tài)指數在34.6～52.0波動，大多呈中營養(yǎng)狀態(tài)，其中水庫進口富營養(yǎng)狀態(tài)指數相對較大，中心和出口相當。

圖2 2014—2018年東張水庫富營養(yǎng)化程度變化趨勢

3 東張水庫污染成因分析

東張水庫主要污染因子是總氮和總磷，氮、磷等營養(yǎng)物質是造成富營養(yǎng)化的主要元素，因此，總氮和總磷的超標對東張水庫潛在的富營養(yǎng)化存在一定威脅。影響東張水庫水質的主要環(huán)境因素有6方面。（1）水體交換不夠。福清市是一個資源性缺水地區(qū)，東張水庫在承擔福清市生活用水、工業(yè)用水和農業(yè)用水供應方面有著舉足輕重的地位，為保障經濟社會發(fā)展，水體的交換量是相當有限的。（2）匯水區(qū)內受到一定生活污水和生活垃圾影響，水庫上游部分居民生活污水隨意排放和生活垃圾隨意堆放現象較嚴重。（3）匯水區(qū)內種植業(yè)發(fā)展迅速，枇杷等果林種植面積較廣，人為施用的化肥、農藥隨著地表徑流匯入水庫，從而影響水庫的水質。（4）畜禽養(yǎng)殖污染源。盡管飲用水源地保護區(qū)內畜禽養(yǎng)殖場得到較好的控制，但上游部分隱藏的畜禽養(yǎng)殖污染仍不容忽視，畜禽養(yǎng)殖行業(yè)污水污染物濃度高，排放總量大，對水質影響較大。（5）水庫內氮、磷的內源貢獻也是造成水庫富營養(yǎng)物質濃度升高的重要原因之一。內源貢獻途徑主要是水庫底泥及沉積物的再懸浮或在一定環(huán)境條件下營養(yǎng)物質的釋放，以及魚類排泄物。（6）跨縣域污染問題。

4 東張水庫污染控制對策

（1）要加強執(zhí)法監(jiān)管，增強各部門的有效聯動，定期對匯水區(qū)沿線進行現場執(zhí)法檢查，及時制止匯水區(qū)范圍內違法排污行為。（2）開展集中式飲用水水源環(huán)境保護規(guī)范化建設，依法清理飲用水水源保護區(qū)內違法建筑、排污口和網箱養(yǎng)殖。（3）完善東張水庫截污支管建設，建立長效監(jiān)管機制。（4）健全飲用水源安全預警制度和應急機制，強化水污染事故預防和水源突發(fā)事件應急處理的能力。（5）繼續(xù)做好水庫上游小流域的治理，做好水質的跟蹤監(jiān)測，并建立畜禽養(yǎng)殖污染治理的長效監(jiān)管機制。（6）要積極引導農業(yè)生產者科學、合理地施用化肥和農藥，控制化肥和農藥的過量使用，并積極推廣匯水區(qū)的生態(tài)農業(yè)，擴大有機肥的使用面積。（7）禁止在水源保護區(qū)內種植速生林，并有計劃地對水庫周邊5個村莊實施退耕還林、退果還林，做好水土保持工作。（8）要加強環(huán)保宣傳力度，發(fā)揮各類新聞媒體輿論宣傳和監(jiān)督作用，宣傳典型，曝光問題；發(fā)揮社會各界團體作用，創(chuàng)新宣傳載體和形式推進全民環(huán)境教育，增強公眾環(huán)境意識，弘揚和建設生態(tài)文明，使保護環(huán)境成為每位公民的自覺行為。