荧光剂对人体的危害:丹江口水库水质变化特征与影响因素分析2

丹江口水库水质变化特征与影响因素分析
摘要：水库水质变化是湖泊水库生态安全调查与评估的重要方面，可以为水库生态安全监控与预警、生态安全保障和湖库综合治理方案的制定提供依据。本文选取了高锰酸盐、氨氮、总氮和总磷作为主要的环境因子，对丹江口水库进行了水质变化进行分析，并分析丹江口水库水质变化与库区水量、上游来水、农业面源污染等因素的关系，探索丹江口水库水质变化的影响因素，并提出了水库水质改善的建议。
关键词：丹江口水库，水质变化，影响因素
1前言
《国务院关于落实科学发展观加强环境保护的决定》要求把“淮河、海河、辽河、松花江、三峡水库库区及上游，黄河小浪底水库库区及上游，南水北调水源地及沿线，太湖、滇池、巢湖作为流域水污染治理的重点。”丹江口水库作为南水北调工程中线调水的水源地，同三峡水库、小浪底水库以及太湖、巢湖、滇池、洞庭湖、鄱阳湖和洪泽湖等被列为影响我国水环境安全和对社会经济发展有决定性作用的九大湖泊水库，具有重要的研究意义。水库水质变化是湖泊水库生态安全与评估的重要方面，可以为水库生态安全监控与预警、生态安全保障和湖库综合治理方案的制定提供依据。
2006年以前关于丹江口水库水质的研究主要集中在总氮的控制和分析方面[1, 2]。 例如，陈静等通过对丹江口水库库区、河南省辖入库河流及其它水体含氮类指标的对比,对水库总氮偏高的原因进行了分析[1]。殷明等通过分析丹江口水库近20a的水质总氮年变化趋势和库区上游来水、农业面源污染、居民生活污染等因素的关系,针对总氮超标的问题进行了初步分析[2]。 随着南水北调中线工程的展开，出现了对丹江口水库更加全面的调查和研究[3, 4]。成庆利和朱铁群根据2000-2004年的监测资料,对丹江口水库库区水环境质量进行分析和评价，并确定了丹江口水库的水质等级[5]。然而，对水库水质各个水质参数长期变化以及整体的影响因素分析相对较少。
本文收集近年来的水质监测数据，选取了高锰酸盐、氨氮、总氮和总磷作为主要的环境因子，对丹江口水库进行了水质变化进行分析，并分析丹江口水库水质变化与库区水量、上游来水、农业面源污染等因素的关系，探索丹江口水库水质变化的影响因素，并提出了水库水质改善的建议。
2丹江口水库概况
丹江口水库控制汉江60%的流域面积，流域面积9.52×104km2，多年平均天然径流量408.5亿m3[2、6]。丹江口水库为特大型水库，兴建于1958年，1973年开始蓄水，坝顶高程为162m，正常蓄水位157m，相应库容174.5亿m3。库区面积800多平方公里，水库大部分面积在湖北省丹江口市境内。工程建设的主要任务是防洪、供水、发电、航运。水库是目前已开工建设的南水北调中线工程水源地，也是丹江口市、郧县县城的城市饮用水水源地。
3数据来源
3.1监测断面
主要监测断面的位置如图1所示。

3.2水质参数
基于其他研究对丹江口水库水质参数的筛选[7-9]，确定了本研究的水质参数为高锰酸盐指数、总磷、总氮、氨氮。
3.3数据来源
（1）长江流域水环境监测中心于1995年开始对水库台子山、浪河口、坝上、陶岔、白渡滩断面，干流白河（汉江）断面、以及支流老灌河张湾断面、丹江大石桥等断面进行了监督性水质监测。
（2）长江水利委员会水文局水质监测中心于2003年3月开始每月的常规水质监测[21]。
（3）国家环保总局（现国家环境保护部）公布了2006年8月到2008年2月水质监测结果。
4丹江口水库水质变化特征
分析1995年至2004年丹江口水库陶岔、台子山、坝上三个断面近年来水质监测结果，十年间各水质指标基本维持稳定，仅在某些个别水质指标浓度上略有增加。陶岔、台子山和坝上三断面十年间高锰酸盐、总氮和总磷的变化（图2），十年间三断面的高锰酸盐、总氮和总磷变幅不大。
对2006-2008年的丹江口水库水质变化进行分析表明，在总氮参评的情况下，丹江口水库近两年水质仅符合Ⅲ～Ⅳ类标准，部分月份也发生了轻度的富营养化。而据2005年以前多年水质监测，丹江口水库除个别和段和个别地方地面水达Ⅱ类标准外，其他河段大部分项目均为地面水Ⅰ类标准，综合评价为Ⅱ类水，总体水质良好。这表明与90年代相比，丹江口水库的总体水质和富营养状态均有所下降。
计算2006年8月以来水库的富营养指数变化，目前水库水体处于中营养或轻度富营养
状态。


5影响因素分析
5.1 污染物来源
5.1.1 点源
丹江口水库入库支流较多，有堵河、神定河、泗河、官山河、浪河、丹江、淇河、老灌河等。从长期以来干、支流的水质监测和支流分布的城镇状况分析，汉江支流及丹江、淇河等支流的入库水质良好，在Ⅱ类水质标准内；支流神定河、老灌河由于分布有十堰市及西峡、淅川县等，城镇产生的大量污染物排放进入神定河、老灌河水体内，使其水质污染较为严重，其水质一般超过Ⅴ类水标准；其他支流水质也受到不同程度的污染，一般为Ⅲ～Ⅴ类水标准[22]。
2004年6月对于丹江口水库20个库尾和支流断面的监测结果表明属于Ⅳ～劣Ⅴ类水质的有12个，约占60%；属于Ⅴ类或劣Ⅴ类水质的断面有9个，占45%。这些断面的超标因子是高锰酸盐指数、五日生化需氧量、氨氮或总磷[21]。
5.1.2 面源
面源污染是丹江口水库污染物的最主要来源。库区淅川县等县市的金属和非金属矿产资源的开发造成了植被破坏和水土流失严重。库区农业中农药化肥大量使用，化肥的流失量随水土流失增大而增大，成为了库区面源的重要来源。同时，库区畜禽养殖业大部分分散经营未按要求无害化处理，或者沤制后施与农田，遂地表径流进入水体，成为水库重要的面源。此外，农村和无排水系统乡镇排放的生活污水及人粪尿，库区的固废、生活垃圾因缺乏基本设施，处理方法落后，均构成了水库面源的重要来源。面源主要通过水库周边的河流带入水库，由汉江干流和渡河汇入的高锰酸盐指数和氨氮占90%以上。以氨肥污染为例，丹江口库区1978-2005年库区氨肥者纯使用量如表2所示。[2, 5, 6]

对比丹江口库区1978年以来氨肥折纯使用量与水库坝上测点的总氮的变化，发现丹江口水库水质的总氮指标与整个库区的氨肥使用量成正比。这表明，库区的水质与整个库区的面源污染排放量是有一定关系的。
5.2其他影响因素
5.2.1水量
以2003年和004年监测数据为例，水库坝上、台子山、陶岔及汉江干流白河断面的水质好坏与水量多少不成正比。2003年和2004年普遍存在丰水期部分水质指标较枯水期更差的现象。尤其在汇入丹江口水库的汉江干流白河断面，丰水期水质较差的现象尤为明显。同样，在每年水量较为充沛的5月-9月，水库营养指数较高，水质较差。这表明丹江口水库污染物的主要来源是水量较大时降水冲刷而带来的面源污染。丰水期库区降水量增大，降水将污染物从土壤中冲刷，随着径流汇入水库，导致水库在丰水期污染物含量大增，水质较差。
5.2.2上游来水水质
丹江口水库入库干、支流汉江、堵河、天河、浪河、淄河、神定河、泗河、官山河、剑河、老灌河、白河等的沿岸城镇废水大都未经处理排入水库,库区已受到了汽车制造、机械加工、化工、建材、造纸、食品、采矿、制药等多行业的污染。库区城、乡和工业企业向丹江口水库年排污水达1亿t。[8]
比较1995年与2004年丹江口水库支流高锰酸盐指数、BOD5、氨氮、总氮和总磷。可知1995～2004年之间入库支流的水质变化较大。其中老灌河、白石河、郧西县天河、犟河入堵河、郧县土沟、神定河茶店段、剑河等7个断面2004年的水质明显劣于1995年；丹江、堵河、郧县双庆大桥、浪河等4个断面2004年的水质与1995年大体相当；二道河、官山河2个断面2004年的水质优于1995年。这表明同1995年相比，2004年丹江口水库支流污染总体加重。说明，1995年至2004年这十年间，丹江口水库支流水质明显变差，也正是汇入支流的影响，90年代至今丹江口水库水质的变差。由此可见，丹江口水库水质污染风险受干、支流入库的水质状况影响较大，干、支流水质直接影响水库水质。
6结论与建议
丹江口水库近年来总体水质符合《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）Ⅲ～Ⅳ类标准，水库水质的主要污染指标是总氮，在总氮不参评的情况下，总体水质符合《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）Ⅰ～Ⅱ类标准。
水库水质不随水量增多而转优，丰水期水质反而较平水期和枯水期较差。原因是水库污染物的主要来源是降水冲刷而产生的面源污染，而不是生活和工业排放的点源污染。
基于对丹江口水库水质变化及影响因素探究，对于水库的水质污染防治提出如下建议：
(1)加大控制农村面源污染的力度。加强库区流域的农田管理；推广合理使用农药化肥的技术；提高农家肥的综合利用率；优化水肥结构，实行节水灌溉，以减少面源营养的流失；加强对畜禽养殖场的控制和污染治理。
(2)退耕还林，提高森林覆盖率，加快上游地区水土保持的进度。
(3)加强对城镇生活污水和生活垃圾的管理；加强对库区及上游地区矿产及黄姜加工的监督管理。
(4)加强河道及水库交通运输的管理，严格控制库区范围内危害水质的危险品的运送，并严格控制存在安全隐患的交通工具在库区的营运。
(5)为保证库区经济合理的发展，国家应在加强库区环境治理和生态保护工作的同时，实施的优惠政策，建立有关基金，实施受水区与库区贫困县市的对口支援等，使调水区和受水区同样受益。
(6)为确保调水总干渠和汉江中下游的水质安全，应尽快建设跨地区、跨部门的水质监测系统，在一些水质敏感区域设置水质自动监测站，对重点水质参数进行实施监控，同时建设工程生态环境管理决策支持系统和水污染应急系统。
参考文献
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[2] 殷明．丹江口水库水质总氮超标成因初步分析及控制对策[J]．环境科学与技术，2007，30（7）：35-36
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[12] 国家环保总局（现国家环境保护部）.全国地表水水质月报（2006年6月-2008年2月）[EB/OL]. [2008-05-03].http://www.mep.gov.cn/cont/swrkz/zhdly/