孫佳妮，王 晗，劉 茜，劉 雅，關(guān) 屏

(1.遼寧省生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心，遼寧 沈陽 110161；2.沈陽恒源偉業(yè)環(huán)境檢測服務(wù)有限公司，遼寧 沈陽 110014)

大伙房水庫為遼寧省最重要生活飲用水水源地[1]。水庫位于遼寧省撫順市，是1座集供水、發(fā)電、農(nóng)田灌溉、防洪、養(yǎng)魚等綜合型水利工程[2]。水庫位于撫順市境內(nèi)的渾河中上游區(qū)域，總庫容21.87億m3，控制流域總面積5487km2，目前為遼寧省除本溪、丹東以外的12個(gè)城市提供生活和生產(chǎn)用水，截至2019年累計(jì)供水突破50億m3。隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，大伙房水庫內(nèi)的水質(zhì)狀況會(huì)對人們的用水安全產(chǎn)生一定的影響[3]。

大伙房水庫所在的位置礦產(chǎn)資源也相對豐富，包含鐵礦、銅礦和鉛鋅礦等，由于長期礦山開采，導(dǎo)致重金屬污染較為突出。尾礦庫是企業(yè)生產(chǎn)過程中堆存金屬廢棄物的重要場所，具有較高勢能，存在很大的安全隱患，一旦失事潰壩，容易造成不可逆轉(zhuǎn)的污染事故。尾礦中的重金屬造成土壤污染，影響土壤中的植被;尾礦中的重金屬也會(huì)滲漏到各類水體中，不僅造成水體重金屬污染，還可產(chǎn)生生物毒性效應(yīng)，對水庫水質(zhì)安全造成嚴(yán)重威脅。因此，為加大大伙房水庫的飲用水水源地保護(hù)力度，對水庫水體的水質(zhì)狀況及污染來源進(jìn)行分析識別，將對大伙房水庫的水體保護(hù)規(guī)劃提供支撐依據(jù)[4]。

1 水庫水質(zhì)總體狀況

“十三五”期間，大伙房庫區(qū)內(nèi)水質(zhì)保持穩(wěn)定，按照GB 3838—2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》，將其中21個(gè)基本項(xiàng)目進(jìn)行指標(biāo)評定，各年度水質(zhì)均符合功能區(qū)標(biāo)準(zhǔn)。均為中營養(yǎng)，綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)在39.4～44.0之間波動(dòng)。大伙房總氮濃度變化如圖1所示，對總氮指標(biāo)單獨(dú)評價(jià)，大伙房庫區(qū)各年度均為劣Ⅴ類水質(zhì)，超Ⅱ類水功能區(qū)標(biāo)準(zhǔn)2.7～4.4倍。特別是2020年，總氮濃度不降反升，應(yīng)及時(shí)引起關(guān)注。

圖1 2015—2020年大伙房總氮濃度變化趨勢

2 大伙房總氮污染的主要來源

2.1 入庫河流污染

渾河大伙房主要包括大伙房水庫及渾河上游、社河和蘇子河3條主要入庫支流[5]。2015—2020年，大伙房水庫的3條入庫河流渾河清原段、蘇子河和社河各年度均符合地表水Ⅱ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。但3條入庫河流總氮污染均較為嚴(yán)重，濃度遠(yuǎn)超地表水Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)，均為劣Ⅴ類水質(zhì)，其中，渾河清原段總氮濃度最高。2020年，3條入庫河流中，渾河清原段和蘇子河總氮濃度均明顯上升，與大伙房庫區(qū)總氮濃度變化趨勢一致?？梢?，入庫河流為大伙房水庫總氮污染的主要來源之一。此外，從年均流量來看，渾河清原段和蘇子河流量較為接近，社河流量最小，渾河清原段是3條入庫河流中對大伙房水庫總氮污染貢獻(xiàn)最大的河流。

2.2 生活污水排放及農(nóng)業(yè)面源污染

大伙房及入庫河流總氮污染物各月濃度變化如圖2所示。大伙房庫區(qū)多年月均總氮濃度變化與入庫河流總氮變化基本一致。3條入庫河流多年月均總氮濃度變化呈現(xiàn)一定的季節(jié)性變化特征，均是枯水期濃度高，豐水期濃度較低，尤以渾河清原段變化最為明顯，主要原因是冬季地表徑流補(bǔ)充較少，河流來水主要靠上游污水處理廠排水，故而枯水期總氮濃度較高；而豐水期較為充沛的降水補(bǔ)充地表徑流使豐水期總氮濃度下降；3條入庫河流6月總氮濃度均值均有小幅升高，推測主要原因是春耕后首輪地表徑流使農(nóng)業(yè)面源污染匯入；3條入庫河流周邊均種植有大面積水稻，9月、10月農(nóng)田退水后總氮濃度又有小幅度升高。說明生活污水排放及農(nóng)業(yè)面源污染對大伙房水庫總氮污染存在一定影響。

圖2 2015—2020年大伙房及入庫河流總氮污染物各月濃度變化

3 大伙房水庫潛在污染物篩選與風(fēng)險(xiǎn)源識別

3.1 潛在污染物篩選與風(fēng)險(xiǎn)排序

采用美國環(huán)保局工業(yè)環(huán)境實(shí)驗(yàn)室提出的化學(xué)物質(zhì)的“潛在生態(tài)危害指數(shù)法”，對大伙房水庫飲用水源地中重金屬的潛在危害進(jìn)行篩選。通過對水庫上游尾礦庫礦渣浸出液中檢出的重金屬污染物進(jìn)行評估，確定了上游匯水區(qū)域重點(diǎn)控制污染物的優(yōu)先控制清單為：氰化物(CN)、汞(Hg)、鎘(Cd)、砷(As)、銅(Cu)、鎳(Ni)、鉛(Pb)、鉻(Cr)和鋅(Zn)，其污染風(fēng)險(xiǎn)大小的順序?yàn)椋呵杌?Hg>Cd>As>Cu>Pb>Ni>Cr>Zn。

3.2 風(fēng)險(xiǎn)源識別

3.2.1水庫上游礦產(chǎn)企業(yè)形成的點(diǎn)源污染

通過對大伙房水庫上游污染企業(yè)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，主要污染源為礦山企業(yè)。有30多家礦山企業(yè)分布在撫順縣、清源縣和新賓，由于礦山的開采、礦物質(zhì)的加工過程和尾礦庫廢渣的堆放

對大伙房水庫造成重金屬污染，特別是極端暴雨天氣、尾礦庫潰堤情況發(fā)生時(shí)，會(huì)導(dǎo)致其中的重金屬散失，隨著地表徑流，最終到達(dá)大伙房水庫中，對水庫造成總金屬污染。在這30家礦山企業(yè)中，礦產(chǎn)的類型包括：鐵礦26家、金礦3家、銅礦1家，15家分布在渾河清原段上游、9家分布在蘇子河、6家分布在社河上游。其中重點(diǎn)關(guān)注大伙房水庫入庫口十幾公里處的紅透山銅業(yè)公司和王家大溝金礦，其生產(chǎn)規(guī)模、尾礦存量均較大。紅透山銅礦尾礦庫建于山腰，山腳下即為渾河主干道，環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)問題突出；王家大溝尾礦庫位于渾河干道隔一山嶺，風(fēng)險(xiǎn)較小，但鑒于氰化物毒性大，也是需重點(diǎn)關(guān)注的區(qū)域。

3.2.2農(nóng)業(yè)種植、禽畜養(yǎng)殖及農(nóng)村生活污水所形成的面源污染

農(nóng)業(yè)種植是面源污染風(fēng)險(xiǎn)來源之一，經(jīng)過實(shí)地考察，大伙房水庫水體流經(jīng)耕地種植地區(qū)，受到施肥時(shí)間及降水影響易誘發(fā)化肥流失污染風(fēng)險(xiǎn)。其中古樓、北雜木、永陵等地區(qū)存在較大的種植區(qū)域，其污染物流失會(huì)較嚴(yán)重。

禽畜養(yǎng)殖及農(nóng)村生活污水是面源污染風(fēng)險(xiǎn)的另一主要來源，大伙房水庫入庫口存在禽畜養(yǎng)殖場，其排放的污染物會(huì)造成水庫水質(zhì)中糞大腸菌群、五日生化需氧量、氨氮、總氮和總磷等指標(biāo)的升高。農(nóng)村生活污水主要污染來源是人體排泄物和生活用水，其排放的污染物會(huì)造成水庫水質(zhì)中氮、磷含量的升高。

4 大伙房水庫污染風(fēng)險(xiǎn)評估

4.1 點(diǎn)源污染風(fēng)險(xiǎn)評估

點(diǎn)源風(fēng)險(xiǎn)的評估主要考慮礦業(yè)企業(yè)風(fēng)險(xiǎn)源風(fēng)險(xiǎn)因素和環(huán)境因素。礦業(yè)企業(yè)風(fēng)險(xiǎn)源風(fēng)險(xiǎn)因素包括風(fēng)險(xiǎn)源的毒性和風(fēng)險(xiǎn)源的數(shù)量，環(huán)境因素包括當(dāng)?shù)氐乃臍庀髼l件和流域環(huán)境狀況等。其中，礦業(yè)企業(yè)風(fēng)險(xiǎn)源風(fēng)險(xiǎn)因素包含3個(gè)方面：①風(fēng)險(xiǎn)源的毒性；②風(fēng)險(xiǎn)源的數(shù)量；③尾礦的產(chǎn)生量。環(huán)境因素包括當(dāng)?shù)氐乃臍庀髼l件和流域環(huán)境狀況等，水文氣象因素主要考慮洪水和降雨量。使用層次分析法來確定評價(jià)指標(biāo)間的相對重要性次序后，對位于撫順縣、清源縣和新賓的30多家礦山企業(yè)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)源進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評估，風(fēng)險(xiǎn)等級Ⅲ級的重度風(fēng)險(xiǎn)源企業(yè)有8家，風(fēng)險(xiǎn)等級Ⅱ級的中度風(fēng)險(xiǎn)源企業(yè)17家，風(fēng)險(xiǎn)等級Ⅰ級的輕度風(fēng)險(xiǎn)源企業(yè)5家。

4.2 面源污染風(fēng)險(xiǎn)評估

為快速、準(zhǔn)確地在大伙房水庫匯水流域內(nèi)劃分出不同污染風(fēng)險(xiǎn)程度的地域單元，為農(nóng)業(yè)面源污染控制提供工作目標(biāo)區(qū)域，在ArcGIS軟件spatial analyst模塊支持下，應(yīng)用USLE方程對農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染影響因素進(jìn)行綜合分析發(fā)現(xiàn)，農(nóng)業(yè)面源污染風(fēng)險(xiǎn)主要受氣候、地形、水文條件和土地利用等方面影響。一級高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域是農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染風(fēng)險(xiǎn)最大的區(qū)域，在主河道兩側(cè)，主要有耕地和畜禽養(yǎng)殖廠等；二級風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域是較易發(fā)生農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染的區(qū)域，主要分布于支流河道兩側(cè)，主要土地類型是果園、草地和苗圃等；三級風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域發(fā)生農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染風(fēng)險(xiǎn)比較小，主要以林地為主。

5 結(jié)論及建議

(1)“十三五”期間大伙房水庫水質(zhì)狀況良好，水體中總氮超標(biāo)較為嚴(yán)重，超Ⅱ類水功能區(qū)標(biāo)準(zhǔn)2.7～4.4倍。造成總氮污染來源其一是入庫河流的匯入，其二是生活污水排放及農(nóng)業(yè)面源污染。

(2)大伙房水庫重金屬潛在污染物為氰化物、汞、鎘、砷、銅、鎳、鉛、鉻和鋅;造成污染來源主要有水庫上游礦產(chǎn)企業(yè)形成的點(diǎn)源污染、農(nóng)業(yè)種植、禽畜養(yǎng)殖及農(nóng)村生活污水所形成的面源污染。

(3)加強(qiáng)大伙房水庫日常管理和污染治理工作，相關(guān)部門應(yīng)采取有效措施和技術(shù)，保護(hù)水庫水源，對提高水庫水質(zhì)，提升居民用水質(zhì)量，改善水庫生態(tài)環(huán)境具有很大的現(xiàn)實(shí)意義。

(4)本文未對大伙房水庫流域內(nèi)造成的污染提出應(yīng)對措施，存在不足之處，在后續(xù)研究中還需深入研究流域內(nèi)污染物調(diào)控措施及技術(shù)。