官厅水库水体富营养化现状及变化趋势分析

2012-07-09张世禄周绪申

海河水利 2012年2期

张世禄，周绪申，许维，张俊，罗阳

（海河流域水环境监测中心，天津 300170）

1 引言

富营养化（Eutrophication）是指水体中氮、磷等营养盐类逐渐积累，引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖，水生生物多样性和稳定性降低，透明度下降，溶解氧下降，水色浑浊，水质恶化的现象。富营养化不仅影响水体景观和重要湖库的供水功能，而且严重时发生“水华”，藻类释放毒素及异味物质，威胁人类的健康和破坏生态平衡。

官厅水库位于北京市西北100 km左右的永定河上，在河北省张家口市和北京市延庆县界内，于1951年10月动工，1954年5月竣工，是新中国成立后建设的第一座大型水库。官厅水库主要水流为永定河，流域内有洋河、桑干河和妫水河3条入库河流，控制流域面积 43 402 km2，总库容 41.6 亿 m3。水库运行40多年来，为防洪、灌溉、发电发挥了巨大作用，曾经是北京主要供水水源地之一，承担着北京市1/4人口的生活用水以及京西工农业用水。20世纪80年代后期，库区水受到严重污染，90年代水质继续恶化，1997年水库被迫退出城市生活饮用水体系。近年来，首都饮用水告急，重新启用官厅水库作为北京第二大饮用水源地已是势在必行。

笔者对官厅水库水体的水质、营养程度现状及发展趋势进行分析，为首都水资源可持续利用提供重要参考，也对该区域自然生态环境和社会经济协调发展具有重要参照意义。

2 分析方法

水样于水体表层下20 cm处采集，水温（T）、pH值、溶解氧（DO）、叶绿素 a（Chla）等以 YSI 6610 多参数水质分析仪进行现场测定，水体总磷（TP）、总氮（TN）、高锰酸盐指数（CODMn）等参数参照《水和废水监测分析方法》方法进行测定，微囊藻毒素测定参照《水中微囊藻毒素的测定》（GB/T 20466-2006）采用液相色谱法进行测定。

水质类别按照《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）进行评价，评价项目为水温、pH值、溶解氧、高锰酸盐指数、总磷、总氮、微囊藻毒素7项，评价标准见表1。

表1 水质评价标准 mg/L

水体富营养化按照《地表水资源质量评价技术规程》（SL395-2007）进行评价，评价指标包括叶绿素a、总磷、总氮、高锰酸盐指数和透明度5项，湖库营养状态评价标准及方法见表2，采用内线插值法进行计算。营养状态指数（EI）计算公式如下：

式中：EI为营养状态指数；En为评价项目赋分值；N为评价项目个数。

表2 湖、库营养状态评价标准及分级方法 mg/L

3 研究结果

3.1 水质类别评价

取官厅水库2011年7月份水样进行检测，水体的水质主要参数数值见表3，pH值在6～9范围之内，溶解氧为8.4 mg/L、符合Ⅰ类标准，高锰酸盐指数为 6.2 mg/L、为Ⅳ类标准，总磷为 0.29 mg/L、超过Ⅴ类标准，总氮为1.38 mg/L、为Ⅳ类标准。如总磷、总氮不参评，则官厅水库水体的水质为Ⅳ类标准；如总磷、总氮参评，则官厅水库水体的水质超过Ⅴ类标准。2011年6月官厅水库水体的微囊藻毒素LR浓度为29.27 ppt，远低于卫生部、国家标准化管理委员会规定的《生活饮用水卫生标准》（GB/T5749-2006）中微囊藻毒素LR浓度1.0 ppb的标准限值。

表3 官厅水库主要水质参数数值 mg/L

3.2 水体富营养化评价

官厅水库水体2011年7月份主要参数富营养化赋分值见表4，总磷、总氮、高锰酸盐指数、叶绿素a赋分值分别为 72.3、63.8、55.5 和 51.7，其中总磷和总氮分值水平较高，4项水质参数平均赋分值（EI）为60.08，营养状态为中度富营养，富营养化水平较高。

表4 官厅水库主要水质参数富营养化赋分值

3.3 水体营养盐浓度变化趋势分析

官厅水库水体2001—2010年总氮、总磷和高锰酸盐指数的年平均浓度变化趋势如图1-3所示。总磷浓度在近10年的变化幅度较大，自2001年至2006年有逐渐上升的趋势，在2006年达到最高浓度，而后浓度有降低的趋势，前5年的平均浓度较后5年的平均浓度低。总氮浓度在近10年的变化幅度也较大，自2001年至2008年有逐渐上升的趋势，在2008年达到最高浓度，而后浓度有降低的趋势，前5年的平均浓度也较后5年的平均浓度低。高锰酸盐指数自2001年至2007年有逐渐上升的趋势，在2007年达到最高浓度，而后浓度有降低的趋势，变化幅度相对较小。