小塔山水库富营养化评价及防治对策
季相星 王普力 王瑜
摘 要：2016年9月至2017年8月对小塔山水库水体透明度、高锰酸盐指数、总氮、总磷、叶绿素a等指标进行了监测，选用湖（库）综合营养状态指数法对连云港小塔山水库的水环境质量进行分析和评价。结果表明小塔山水库入库水污染严重，库区水体夏季和秋季已达到轻度富营养状态，春季和冬季属于中营养水平。
关键词：小塔山水库;富营养化;综合营养状态指数
小塔山水库位于江苏省赣榆县，是一座以防洪为主的多功能大型水利枢纽，同时是赣榆县城两个自来水厂的饮用水源，供水水质一直较好[1]。近年来，随着生活污水、工业废水及农田排水等的大量排入，使水库的水质从贫营养状态过渡到富营养状态。本文利用湖（库）综合营养状态指数法TLI（∑）对小塔山水库的营养状态进行评价，找出富营养化原因，提出防治对策。
1 调查方法
1.1 调查时间及站位设置
于2016年9月至2017年8月对小塔山水库及其上游水系进行了8个点位的调查（图1），其中黑林桥、旦头桥和汪子头桥为入库水源。各点位及项目每月监测1次。
1.2 监测项目
样品的采集、保存按照《地表水和污水监测技术规范》（HJ/T 91-2002）[2]的要求进行。带回实验室后按照《地表水环境质量标准》（GB 3838-2002）[3]的要求分析透明度（SD）、高锰酸盐指数（CODMn）、总磷（TP）、总氮（TN）、叶绿素a（Chl.a）。
1.3 评价方法
水质指标按照《地表水环境质量标准GB3838-2002》[3]进行评价，富营养化评价依据《湖泊（水库）富营养化评价方法和分级技术规定》[4]进行。
综合营养状态指数计算公式：
式中：TLI（∑）为综合营养状态指数;Wj 为第j种参数的营养状态指数的相关权重;TLI（j）—为第j种参数的营养状态指数。
2 结果和分析
2.1 透明度（SD）
湖库内5个监测点位透明度在0.6～0.9 m之间，而入库水3个监测点位透明度均低于0.5 m，见图2。湖库内秋季和冬季透明度低于春季和夏季，这是由于春夏季节Chl.a处于繁殖阶段，在秋季达到高峰，因此秋季湖库SD比较低，而冬季由于Chl.a分解，水中悬浮物及胶体物质增多，从而导致透明度降低。
2.2 高锰酸盐指数（CODMn）
三个入库水监测点CODMn较高，除了旦头桥和汪子头桥的夏季入水CODMn小于10 mg/L，其余点位的各个季节入水CODMn均大于10 mg/L，属于V类水。见图3。黑林桥和汪子头桥入水CODMn较高可能是由于该区域以农业为主，连云港禁止焚烧秸秆后，部分秸秆被倾倒到河流水沟中，秸秆腐化导致水体有机物增多。加之没有生活污水处理措施，大量生活污水直接排入河流，从而导致CODMn普遍较高。在湖库内的5个监测点位CODMn都小于6 mg/L，达到地表水环境质量Ⅲ级标准。而且呈现出一定季节规律，秋季和夏季比较高，而春季和冬季比较低，这可能是由于夏秋季节上游入水量比较大，冲刷农田施用的化肥和动物粪便及生活污水等，带入大量的污染物导致。秋季CODMn更高可能是由于湖库内有部分藻类死亡分解导致。
2.3 总氮（TN）
湖庫内5个监测点位水体TN均小于1.5 mg/L，满足IV级标准，而且随季节变化不大。3个入库水监测点位TN都大于2.0 mg/L，属于劣V类水，其中旦头桥的入库水TN含量均低于5 mg/L，而黑林桥的春季和冬季以及汪子头桥的春季、秋季和冬季水体中TN均超过9 mg/L。见图4。黑林桥和汪子头桥监测点位周边及上游均有较多村庄和城镇，居民的生活污水未经处理就直接排入河流中，加之附近农田大量施用化肥，从而导致入库水TN含量较高。
2.4 总磷分析
湖库内5个监测点位水体TP均小于0.1 mg/L，达到IV级标准，且随季节没有明显波动。入库水监测点位中，汪子头桥秋季入水TP含量达到3.03 mg/L，春季、夏季和冬季入水TP含量也比较高，分别为1.83、1.10、1.30 mg/L。黑林桥入库水TP含量在0.60～1.23 mg/L之间，也属于劣V类水。旦头桥入库水TP含量较低，在0.12～0.31 mg/L之间，年均值为0.20 mg/L。见图5。入库水中春秋两季TP较高，可能是由于农田喷洒农药所致。
2.5 叶绿素a分析
湖库内5个监测点位Chl.a浓度呈季节分布，秋季>夏季>冬季>春季。Chl.a的生长繁殖需要一定的营养盐和温度，秋季、夏季的温度和光照适合Chl.a的生长，因此湖库内Chl.a在秋季、夏季比春季、冬季高。三个入库水点位Chl.a也呈季节分布，夏季和秋季Chl.a浓度大于春季和冬季。其中汪子头桥秋季的Chl.a浓度比较高，达到31.67 mg/m3。有文献报道当水环境中TN、TP浓度均超过0.015 mg/L时，水中藻类密度开始增加[5]。本次调查发现小塔山水库湖库内的五个点位中TN、TP都远远超过0015 mg/L，满足藻类生长的营养条件，因此湖库内Chl.a浓度较高。湖库内5个监测点位除了春季Chl.a浓度低于10 mg/m3，其余季节均高于10 mg/m3，根据营养状态分级标准，小塔山水库属于富营养水库。见图6。
2.6 营养状态指数（TLI）
湖库内5个监测点位中，夏季和秋季的TLI指数处在50.1～53.8，属于轻度富营养化状态，春季和冬季TLI指数处于48.4～49.8之间，属于中营养水平。而三个入库水监测点位TLI指数均大于60，为中度富营养到重度富营养水平。见表1。
3 讨论
小塔山水库地区年蒸发量大于降水量，导致水库库存量不足，每年需要从石梁河水库调水3 000～5 000万m3，而石梁河水库由于受到上游工业废水的污染，其水质已超III类水标准，入库水水质较差，污染物不断在库存积累，从而导致库区水质污染呈上升趋势。有关文献报道浅水湖泊中的沉积物在风浪作用下发生悬浮，致使沉积物中大量的营养盐释放出来并进入上覆水，为生物所利用[6]，因此，有时候源头污染已经控制住了，但是湖泊富营养化还将在一定时期内存在。
Smith早在1983年就提出N/P<29易形成蓝藻水华的观点[7]，但此后这个观点受到许多质疑，新近的研究结果表明N/P<29只是蓝藻水华爆发的结果，而非原因[8]。唐汇娟比较了国内35个湖泊（23个发生蓝藻水华）后发现，发生蓝藻水华的湖泊中N/P在13～35之间，而没有发生蓝藻水华的湖泊中N/P则小于13[9]。湖库内5个监测点位的TN/TP值除了南部泄洪闸点位冬季比较高，达到40.81，其余点位都在15～30之间。而且总体趋势上冬春两季比夏秋高。三个入库水点位TN/TP也呈季节波动，冬春两季比夏秋高，其中汪子头桥TN/TP值较低且随季节变化不大，处在5～10之间。这是由于汪子头桥TP浓度比较高，从而TN/TP值相对其他两个点位低。小塔山水库湖库内五个监测点位TN/TP值在16.39～40.81，表明该水库处于长期富营养化状态（见图7）。
4 控制措施
4.1 控制源头污染，严把入库水质
加强小塔山水库周边村镇的生活污水的集中处理，减少生活污水直接排入河流;提倡合理使用农药、化肥;进一步加强秸秆综合利用，严禁将秸秆直接焚烧或直接堆积到河流中;合理利用土地，防止水土流失。合理规划和利用土地，防止土壤中的氮、磷被暴雨冲刷后流失。
4.2 推行绿色生产，防止水土流失
合理规划和利用土地，最大限度地防止土壤侵蚀和地表径流所带来的农业污染，如在建筑物和农田安排自然排泄系统，可以减少氮、磷被暴雨冲刷流失;集中收集饲养场的家畜粪便等营养盐进行集中处理。
4.3 加强环保宣传，强化库区管理
通过设置警示牌等设施，对库区周边群众进行宣传，提高公众保护水源地的意识。加强库区管理，严格控制库区开发，禁止在网箱养殖、垂钓。
参考文献：
[1]
李伟.赣榆塔山水库蓝藻暴发的成因及自来水厂的防治措施[J].城市建設理论研究，2011（20）：1-5.
[2] 国家环境保护总局.地表水和污水监测技术规范：HJ/T 91-2002 [S].北京：中国环境科学出版社，2003：1-47.
[3] 国家环境保护总局，国家质量监督检验检疫总局.地表水环境质量标准： GB 3838-2002 [S].北京：中国环境科学出版社，2019：1-8.
[4] 中国环境监测总站.关于印发湖泊（水库）富营养化评价方法及分级技术规定的通知（总站生字（2001）090号）[Z].2001..
[5] 刘培桐，王华东，薛纪渝.环境学概论[M].2版.高等教育出版社，1995：89-96.
[6] 秦伯强，杨柳燕，陈非洲，等.湖泊富营养化发生机制与控制技术及其应用[J].科学通报，2006，51（16）：1857-1866.
[7] SMITH V H.Low nitrogen to phosphorus ratios favor dominance by blue-green algae in lake phytoplankton[J].Science，1983，221（4611）：669-671.
[8] XIE L Q， XIE P， LI S X，et al.The low TN：TP ratio，a cause or a result of microcystis blooms？[J].Water Research，2003，37（9）：2073-2080.
[9] 唐汇娟.武汉东湖浮游植物生态学研究[D].中国科学院水生生物研究所，2002.
Assessment and control measures for eutrophication in Xiaotashan Reservoir
JI Xiangxing，WANG Puli，WANG Yu
（Jiangsu Lianyungang Environmental Monitoring Center，Lianyungang ，Jiangsu 222001，China）
Abstract：Water quality of Xiaotashan Reservoir was analysized and evaluated based on main parameters such as TD、CODMn、TN、TP and Chl.a from September 2016 to August 2017.Comprehensive trophic state index TLI was used to analyse and evaluate the water quality.The result showed that the effluent to reservoir was serious polluted.The reservoir was light eutropher in summer and fall，in spring and winter the reservoir were mesotropher.
Key words：Xiaotashan Reservoir;eutrophication;comprehensive trophic state index
（收稿日期：2020-11-27）
