河池市金城江区建制乡镇集中式饮用水水源地水质监测与评价
2014-02-23韦莉萍
韦莉萍
(广西河池市金城江区环境保护监测站,广西 河池 547000)
水是生命的源泉,是人类赖以生存的基础。饮水安全问题不仅涉及到人民群众的生命健康,也是社会经济可持续发展的重要保障。
党中央、国务院高度重视饮用水的保护工作,在《国家环境保护“十二五”规划》中,提出了改善水环境质量的目标,强调要严格保护饮用水水源地。全面完成城市饮用水水源保护区审批工作,取缔水源保护区内违法建设项目和排污口;要推进水源地环境整治、恢复和规范化建设;加强对水源保护区外集水区有毒有害物质的监管,地级以上城市饮用水水源地要定期开展水质全分析;健全饮用水水源环境信息公开制度,加强风险防范和应急预警;明确各重点流域的优先控制单元,实行分区控制开展地下水污染状况调查和评估,划定地下水污染治理区、防控区和一般保护区。
根据原国家环境保护总局办公厅文件“关于印发《全国典型乡镇饮用水水源地基础环境调查及评估工作方案》的通知”( 环办[2008]28号)以及自治区人民政府办公厅2009年6月5日印发的《关于开展全区饮用水水源保护区划定工作的通知》(桂政办电〔2009〕60号),结合《中华人民共和国水污染防治法》(2008年修订)第五十六条之规定,在综合考虑城镇总体规划及发展需要的前提下,对河池市金城江区乡镇饮用水水源保护区进行划分,以期实现水源保护工作与各乡镇城镇化及社会经济建设协调发展。
开展水源地水质监测与评价是保护区划分的重要环节。根据《地表水和污水监测技术规范》(HJ/T91-2002)《地下水环境监测技术规范》(HJ/T164-2004)以及各乡镇集中式饮用水水源地环境特点及区域污染特征选择特征污染物,对不同类型的水源进行了布点监测,根据调查和监测结果,对水源地水质进行评价。
1 水源地水质状况调查与评价原则
1.1 监测因子
1.1.1 地表水、湖库型水源地
地表水型水源地必测指标为pH值、溶解氧、高锰酸盐指数、氨氮、硒、砷、汞、镉、铬(六价)、铅、氰化物、粪大肠菌群12项指标,湖库型水源地必测指标补充总氮、总磷、叶绿素a和透明度4项指标。选测项目由各地根据当地环境特点选取,主要有水温、化学需氧量、五日生化需氧量、铜、锌、氟化物、石油类、挥发酚、阴离子表面活性剂、硫化物、硫酸盐氯化物、硝酸盐、铁、锰等。
1.1.2 地下水型水源地
地下水型水源地必测指标为pH值、总硬度、硫酸盐、氯化物、高锰酸盐指数、亚硝酸盐、氨氮、氟化物、氰化物、汞、砷、硒、镉、铬(六价)、铅和总大肠菌群16项指标。选测项目由各地根据当地环境特点选取,主要有铁、锰、铜、锌、挥发性酚、阴离子表面活性剂、硝酸盐等。
1.2 监测断面(点)布设
河流设2个监测断面,取水口上游100m及二级保护区各一个。
大、中型湖、库设2个监测点,取水口及二级保护区各一个,小型湖、库在取水口处设1个监测点。
地下水在取水口处设1个监测点。
1.3 评价标准
水源地水质按《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)Ⅲ类标准和《地下水质量标准》(GB/T14848-93)Ⅲ类标准进行评价,湖库富营养化状况采用综合营养状态指数法的分级规定进行评价。
1.4 评价方法
1.4.1 地表水型水源地水质评价
采用单因子评价法进行评价。公式为:
式中:Si.j——污染物i在监测点j的标准指数,标准指数大于1,说明水质已受到该污染物的污染;
Ci.j——污染物i在监测点j的浓度;
Csi——水质参数i的地面水水质标准。
DO的标准指数为:
式中:SDO,j——溶解氧的水质指数;
DOf——饱和溶解氧浓度,mg/L;
DOs——溶解氧标准,mg/L;
DOj——溶解氧实测值,mg/L;
DOf= 468/(31.6+T);
T——水温,℃。
pH值的水质指数为:
式中:SpH,j——pH值水质指数;
pHi——pH值实测值;
pHsu——地表水水质标准中规定的pH值下限;
pHsd——地表水水质标准中规定的pH值上限。
水质参数的标准指数>1,表明该水质参数超过了规定的水质标准限值,水质参数的标准指数越大,说明该水质超标越严重。
1.4.2 地下水型水源地水质评价
采用单因子评价法(同河流水质评价方法)。
1.4.3 湖泊(水库)富营养化评价
湖泊(水库)富营养化评价采用综合营养状态指数法。
湖库类水源地富营养化按“贫”、“中”、“富”评价。
①综合营养状态指数计算公式
综合营养状态指数采用卡尔森指数方法,计算公式如下:
式中:TLI(∑)——综合营养状态指数;
Wj——第j种参数的营养状态指数的相关权重;
TLI(j)——代表第j种参数的营养状态指数。
以chla作为基准参数,则第j种参数的归一化的相关权重计算公式为:
式中:rij—第j种参数与基准参数chla的相关系数;
m—评价参数的个数。
中国湖泊(水库)的chla与其它参数之间的相关关系rij及见表。
表1 中国湖泊(水库)部分参数与chla的相关关系rij及rij2值
②单个项目营养状态指数计算公式
式中:chla单位为mg/m3,SD单位为m;其它项目单位均为mg/L。
③湖泊水库营养状态分级
采用 0~100的一系列连续数字对湖泊营养状态进行分级,包括:贫营养、中营养、富营养、轻度富营养、中度富营养和重度富营养,与污染程度关系如表2。
表2 水质类别与评分值对应表
1.5 监测结果及评价
说明监测时间、监测单位。
1.6 水源地水质调查与评价结论
水源地整体水质达标评价中,湖库型饮用水水源地总氮、总磷、粪大肠菌群可不考虑,河流型饮用水水源地粪大肠菌群可不考虑,地下水型饮用水水源地总大肠菌群可不考虑。但如上述指标超标,需简要分析超标原因。
《广西典型乡镇饮用水水源地基础环境调查及评估报告》中要求:湖库型饮用水水源地总氮、总磷、粪大肠菌群不参与单因子评价,河流型饮用水水源地粪大肠菌群不参与评价,地下水型饮用水水源地总大肠菌群不参与评价。
2 金城江区乡镇集中式饮用水水源地基本情况
本次划分范围为六甲镇、河池镇、拔贡镇、九圩镇、五圩镇、白土乡、侧岭乡、保平乡和长老乡 9个乡镇,共 13个水源地,其中现用水源地11个,备用水源地1个、规划水源地1个。按类型区分,以地下水型为主,共8个,水库型水源地4个,河流型水源地2个。
表3 金城江区乡镇水源地分布表
3 污染源调查
3.1 点源
3.1.1 工业污染源
根据调查,金城江区乡镇饮水水源保护区内并未发现有工业企业。
3.1.2 生活污染源
根据调查河池市金城江区乡镇水源保护区内无生活污水集中排污口。
3.2 非点源
3.2.1 农村生活污染源
根据全国典型乡镇饮用水水源地基础环境调查与评估确定的广西源强系数:农村人均居民生活用水量198L/d·人,人均污水排放量158 L/d·人,人均 COD排放量55.3g/日·人,人均氨氮排放量4g/日·人。
表4 农村生活污染源调查表
3.2.2 养殖污染源
畜禽养殖规模根据《畜禽养殖业污染物排放标准》(GB 18596-2001)折算,换算比例为30只蛋鸡折算1头猪;60只肉鸡折算1头猪;1头肉牛折算5头猪。
源强系数的计算:根据全国典型乡镇饮用水水源地基础环境调查与评估确定的广西源强系数:分散式禽畜养殖标猪废水排放量30.5升/日•头,标猪COD排放强度50g/日•头,标猪氨氮排放强度10 g/日•头。内陆水产养殖COD源强排放系数为1000kg/ha·a;氨氮源强排放系数为15kg/ha·a。
表5 分散式畜禽养殖污染源调查表
3.2.3 农田径流污染源
由于施肥不当造成的农田N、P污染物径流输出是农业非点源污染的主要问题。农田地表径流N、P流失是导致地表水体富营养化的主要原因。一般来讲,农业生产中施用的农药只有10%~20%附着在作物上,而其他部分则流失在土壤、水体和空气中。农药和化肥的不科学使用,不仅造成药剂浪费、肥料损失、土地生产力下降、有害生物天敌剧减,更对土壤和水源造成了严重的污染。因此,在饮用水水源地污染源调查中,农田径流污染不容忽视。对于种植业源肥料流失系数采用《第一次全国污染源普查—农业污染源》中模式36:常规施肥区总氮0.378千克/亩,总磷0.007千克/亩。金城江区乡镇水源保护区内农田污染源调查情况见表6。
表6 农田径流污染源调查表
3.3.4 网箱养殖污染源
据调查,金城江区乡镇水源保护区内无网箱养殖现象。
4 饮用水水源地环境质量评价
4.1 水质现状监测方案
项目所涉及到河池市金城江区的9个乡镇,根据乡镇目前以及规划的水源情况,分为水库型和地下水型,根据水源地环境特征,委托河池市环境保护监测站对水源地水质实测。断面设置和监测项目详见表7和表8。
表7 地表水水源地水质现状监测方案
表8 地下水水源地水质现状监测方案
4.2 分析方法
水质监测项目分析方法见表9。
表9 水质监测项目分析方法
4.3 水质评价标准
河流型水源地水质评价标准采用《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)Ⅲ类水质标准;地下水型水源地水质评价标准采用《地下水环境质量标准》(GB/T14848-93)中Ⅲ类标准。标准值详见表10和表11。
表10 《地表水环境质量标准》标准(部分) 单位:mg/L
表11 《地下水质量标准》Ⅲ类标准 单位:mg/L(pH值除外)
4.4 水质监测结果
4.4.1 地表水监测结果
乡镇地表水水源地水质监测结果见表12。
表12 乡镇水源地水质监测数据表(地表水) 单位:mg/L
表13 乡镇水源地水质监测数据表(地表水) 单位:mg/L
由表12和表13可知,所有地表水监测断面的监测因子均可达到《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)中Ⅲ类标准,说明乡镇地表水水质良好,可作为饮用水饮用。
4.4.2 水库富营养化评价
(1)评价指标
湖泊(水库)富营养化状况评价指标主要有以下五项:
叶绿素(chla)、总磷(TP)、总氮(TN)、透明度(SD)、高锰酸盐指数(CODMn)。
(2)评价方法
国家环保总局颁布的《湖泊(水库)富营养化评价方法及分级技术规定》,采用卡尔森指数方法计算,公式如下:
式中:
TLI(∑)—综合营养状态指数;
Wj—第j种参数的营养状态指数的相关权重;
TLI(j)—代表第j种参数的营养状态指数。
以chla作为基准参数,则第j种参数的归一化的相关权重计算公式为:
式中:
rij—第j种参数与基准参数chla的相关系数;
m—评价参数的个数。
中国湖泊(水库)的chla与其它参数之间的相关关系rij及见表 14。
表14 rij及rij2值
单个项目营养状态指数计算公式为:
TLI(chl)=10(2.5+1.086lnchl)
TLI(TP)=10(9.436+1.624lnTP)
TLI(TN)=10(5.453+1.694lnTN)
TLI(SD)=10(5.118-1.94lnSD)
TLI(CODMn)=10(0.109+2.661lnCOD)
式中:
叶绿素a (chl)单位为mg/m3;
透明度(SD)单位为m;
其它指标单位均为mg/L。
(3)营养状态分级
采用0~100的一系列连续数字对水库营养状态进行分级,包括:贫营养、中营养、富营养、轻度富营养、中度富营养和重度富营养,与污染程度关系如表15。
表15 水质类别与评分值对应表
(4)评价结果
卡尔森指数计算值见表16。
表16 卡尔森指数计算表
水任水库、花月水库和古丹水库富营养化评价结果为中营养,定性评价为良好;地楼水库轻度富营养,定性评价为轻度污染。
4.4.3 地下水监测结果
地下水型水源地水质监测结果见表17。
表17 乡镇水源地水质监测数据表(地下水) 单位:mg/L
由表17可知,所有地下水水源地水质监测因子均可达到《地下水质量标准》(GB/T14848-93)中Ⅲ类水质。
4.5 水源地水质现状评价结论
由现状监测结果分析,各水源地水质良好,只有地下水的总大肠菌群出现超标,存在的原因可能是水源地防护措施尚未落实,有人畜进入水源地附近造成一定的污染。
[1]GB/T 16489-1996,水质 硫化物的测定 亚甲基蓝分光光度法[S].