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大连松树水库锰含量异常因素的探讨

2018-05-02

水科学与工程技术 2018年2期
关键词:垂线松树沉积物

(辽宁省大连水文局,辽宁 大连116000)

1 松树水库现状

松树水库建于1970年,地处大连瓦房店市松树镇复州河上,总库容1.86亿m3,是一座以防洪、灌溉和城市供水为主,兼有养鱼和发电等综合效益的大(2)型水库。控制集水面积302.4km2,来水量多集中在7~8月,多以洪水方式下泄,非汛期河道径流量很小。

松树水库控制流域分属安波、同益、松树和四平4个乡镇,地形以高、低丘陵为主,属于大陆边缘活动带,断裂构造发育成熟,区内出露岩层主要以前震旦系片麻岩为主,主要矿物成分为石英、长石和角闪石。区域内经济以农业、林业和养殖业等第一产业和以温泉、旅游等第三产业为主,没有规模性的第二产业,也没有集中排放锰的企事业单位存在。

松树水库设定了保护区,符合水源地安全保障达标要求。

2 锰含量监测方式

2.1 水体及沉积物样品采集

沿着水库纵断面在松树水库上游(5#,6#)至坝前(4#)布设1条水质监测垂线;在库中心布设1个水质监测断面(3#);在采样断面左岸(2#)和右岸(1#)分别布设2条垂线。按照水深不同,在不同垂线上采集表层、中层和底层水样;在各垂线表层水体采集沉积物样品。采样点布设如图1。

图1 松树水库锰监测采样点布设

土壤样品采集在流域上游对流域土壤进行采样。

2.2 检测方法

对水体和沉积物锰含量,均使用火焰原子吸收分光光度计(TAS-990)检测,质量控制由重金属标准溶液(国家有色金属及电子材料分析测试中心)和标准沉积物(国家计量研究院GSD-7a)检验,锰的回收率101.18%。

3 监测结果

3.1 水体监测结果

松树水库部分水体锰含量监测结果如表1。

表1 水体锰含量监测结果 单位:mg/L

3.2 沉积物监测结果

松树水库沉积物锰含量监测结果如表2。

3.3 土壤监测结果

松树水库上游土壤锰含量801.80mg/kg。从监测结果看,水体各点锰含量均超过了国家生活饮用水质量标准(0.1mg/L),总体呈现底层>表层、上游>坝前的趋势;沉积物锰含量超过辽宁地区土壤锰元素背景值 (564mg/kg),也高于调查的流域本底值(801.80mg/kg),呈现出从上游到坝前逐渐增加趋势;土壤样品锰含量高于辽宁地区土壤锰元素背景值(564mg/kg)。

4 锰的来源

4.1 上游来水带来的废物沉积

锰是自然界中存在较多的一种元素,土壤岩石中都含有锰。松树水库来水多以洪水方式集中在7~8两个月进入,导致带进库区柴草、泥沙等废物较多,并逐渐沉淀,这些废物受到物理、化学和生物的作用,以溶解态、悬浮态和沉积态的形式存在。松树水库运行了40多年,废弃物累积量大,问题更加突出,库区各采样点沉积物厚度除上游外,均超过了80 cm,沉积物样品锰含量平均高达1263.47mg/kg。调查表明,松树水库沉积物呈深黑色,在扰动条件下,仅仅沉积物释放就能使水体锰含量远远超标。因此,松树水库锰异常与水库上游来水带来的废物有关。

4.2 低水位运行的影响

低水位运行时,上覆水较浅,松树水库多数区域上覆水不超过5m,这也促使底部沉积物释放的锰更容易进入表层。加之松树水库氮、磷含量分别超过了0.2,0.02mg/L,夏季十分满足藻类的生长。藻类的生长一方面促使水体下层溶解氧降低,另一方面藻类死亡之后沉至库底,分解也将消耗大量的溶解氧,从而使库底溶解氧含量降低,也促进了沉积物污染的释放。不仅仅是锰,其他项目指标都有可能在水库长期处于死水情况下超标,因此,松树水库长期低水位运行会加重水体锰异常情况发生。

5 结语

(1)通过调查,松树水库流域内没有规模性工业企业排放污水,并且干流和支流水体锰含量非常小,入流不会带来锰超标。

(2)通过监测分析,库区沉积物巨大,沉积物锰含量从上游到坝前逐渐增加,这与水动力推移有关,而水体锰含量上游较大,这与上游水体少水环境容量小有关。

(3)松树水库锰的来源是流域本底值的输入,随着水库运行时间的增长和特殊运行条件的干扰,锰含量继续增加的可能性极大,所以必须采取一定的有效措施进行治理和预防。

参考文献:

[1]大连理工大学水环境研究所.松树水库金属锰的来源分析[R].2017.

[2]SL219—2013,水环境监测规范[S].

[3]王静.临海童燎水库锰的季节性超标原因分析及治理对策[J].2014.

[4]国家环境保护总局.水与废水监测分析方法[M].北京:中国环境科学出版社,2009.

[5]大连市水务局.大连市2016年水资源公报[R].2017.

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