水源水白色微细颗粒现象成因及对策

周小炎

（浙江衢州水业集团有限公司，浙江 衢州 324000）

随着我国经济的发展和城市化进程的加快，工业废水和生活污水排放量的增加，湖泊流域不合理开发活动的加剧，使得湖泊富营养化，水质恶化，於积和萎缩，湖泊水生态环境破坏与日剧增［2］。水库水作为城市饮用水源的主要来源，正日益受到N、P等污染源输入的威胁。HN水库作为Q市唯一的饮用水源，多年来水质一直较稳定，然而由于库区旅游、工农业的快速发展，2007年曾出现蓝藻的小范围暴发。

近年来，夏季水源水出现“白色微细颗粒”现象，水厂处理难度加大，矾耗明显增加。本文主要探讨水中“白色微细颗粒”产生的原因，经2013年夏季水质情况的验证，判定符合预期，为水库有关管理单位提供技术参考。

1 研究区概况

Q市饮用水水源现取自H水库发电尾水，水库水深常年在30m左右，集雨面积2388km2，除了降雨集水以外，主要来自上游HN水库的发电尾水。HN水库和H水库是2座串联的水库，总有效库容16.66亿m3。

根据GB3838—2002《地表水环境质量表》的要求，对Q水源水进行丰、平、枯水期水源水调查。采样时间一般定在每年的春天、夏天和秋天，设定4个采样断面 （HN水库大坝、洪桥头、山公圩、H水库大坝）。

2012年5～10月，原水含“白色微细颗粒”物质，静置一段时间，没有明显沉淀物。将水对光观察，肉眼能看到一定量极细小白色颗粒悬浮于水中，持久稳定，类似于“胶体”。“白色微细颗粒”物质原水大大增加了制水成本，矾（生活饮用水聚氯化铝）耗同比上升68.79%，碱（氢氧化钙）耗同比上升62.21%。原水的“白色微细颗粒”物质还干扰了水质检测，一些项目（如氨氮）采用仪器法检测所得数据明显高于目视比色法检测数据，为了消除干扰，需对原水进行抽滤（0.45μm 滤膜）处理。

表1数据为月平均值。

表1 原水抽滤数据

2“白色微细颗粒”物质——“胶体”的成因分析

对2012年3次水源水调查水样平均检测数据的整理，从检测数据来看，GB3838—2002《地表水环境质量标准》补充项目和基本项目中HN水库大坝、洪桥头、山公圩和H水库大坝分别有19、18、19、20项符合Ⅰ类水源水质要求，其他不符合Ⅰ类水源水要求具体如表2。

多年的水源水调查结果显示，库区水源水中pH值、氨氮、总磷、溶解氧、高锰酸盐指数、铜、锌、氟化物、硒、砷、汞、镉、铬、铅、挥发酚、石油类、阴离子合成洗涤剂、硫化物、硫酸盐、氯化物、硝酸盐、铁、锰等项目基本稳定，几乎无变化。变化较明显的项目是总氮、藻类总数、粪大肠菌群。近3年的总氮、藻类总数和粪大肠菌群如表3。

表2 2012年检测数据

表3 菌群数据

通过近3年的数据分析，由于2010年藻类总数高，则第2年总氮含量就高，同时藻类总数低，接着第3年的藻类总数又升高，同时总氮含量又下降，形成交替升高的现象，总氮和藻类总数含量变化互为升高的基础，同时还说明藻类死亡腐烂后总氮第2年又回到水体中，总氮和藻类总数形成一个物质循环。

造成2012年5～9月份高浊度 “白色微细颗粒”物质原水的原因主要是年初（1～2月）的藻类死亡后经过3、4个月湖底发酵变成细小的白色颗粒 （藻类死亡后，失去光合作用，绿色褪去变成白色）上浮溶解于水体中，表4是2012年2、5、9月份水源水调查时藻类总数数据，藻类的生长规律是调整期、对数期、稳定期、衰亡期。2月的数据远大于5月的数据，多出来的藻类死亡后，小部分被鱼类、浮游生物等吞食，大部分下沉在湖底，经过一定的水压、水温作用进一步分解为细小颗粒，直径仍大于0.45μm，每年在5～9月形成，这段时间湖底水温较高，底泥微生物生命活动活跃，加上梅雨天雨水多，冲涮力强，对湖底淤泥沉降物有一定的搅拌作用，有利于沉在湖底的藻类腐败物进一步腐烂分解发酵上升悬浮溶解。其依据是，将1000mL“白色微细颗粒”物质水样经0.45μm滤膜过滤，再用少量蒸馏水将滤膜上的白色物质洗入烧杯中，稀释至25mL容量瓶中，用吸管吸取1mL置于10×40显微镜下观察，除了能够看到数个正常大小的藻类，在藻类周围有较多的小“藻类颗粒”，其大小约为藻类的1/10至1/30，组织结构与正常藻类相似，或接近为正常藻类头部，或为尾部，基本可确定造成“白色微细颗粒”物质的白色胶体物质就是藻类的残骸物。

多年来“间歇”性出现，已形成了规律，只是其中2012年时间更长，矾耗更大，说明库区的水质污染基本已经到达突变的阶段。

表4 藻类总数据 单位：万个/L

3 水源水春季调查对夏季水质状况预测

2013年2月和5月进行水源水调查，测得的藻类总数如表5。

从表5数据看出，2013年2月与5月的藻类总数基本接近，差别不大，年初并没有“多余”的藻类沉在库底发酵上浮成为“白色微细颗粒”，年初预测夏季水质将明显好于上午，年初判断浊度总体保持在较低水平，水中“白色微细颗粒”并没有出现，矾耗消耗正常，没有明显增长。

表5 藻类总数 单位：万个/L

4 藻类富营养化的对策

水华出现的直接后果就是水质恶化，进而对生态、经济和公共卫生等产生诸多负面影响［3］。富营养水体作为供水水源时产生不利因素：①由于藻类的大量繁殖使水体的pH增高，碱度下降影响混凝效果；②藻类增多会严重堵塞滤池，运行周期缩短，降低产水率；③高藻水在处理过程中会消耗大量混凝剂，并堵塞滤池和减少出水量，其分泌物大多为消毒副产物的前致物，还将产生对人体有毒副作用的藻毒素［4］。当地政府虽然关停和转移了H水库和HN水库周边的部分小型污染企业，取缔了库区网箱养鱼业，对上游乡镇生活垃圾进行收集处理，但由于库区人口多且分散，据统计，该库区约有2.8万人，生产生活污水未集中处理，年排放生活垃圾7000多t，致使藻类繁殖过快，水库水质恶化趋势明显。

4.1 建立水资源管理责任和考核评价体系

对水资源开发利用、节约、保护等主要指标的落实情况进行考核。库区乡镇明确功能定位，要坚持以生态环境和饮用水源保护为主导功能，淡化经济发展功能。

4.2 开展库区环境专项整治工作

整治畜禽养殖污染，沿库建的养殖场一律关停取缔，一级水源保护区禁止任何形式的散养，全面拆除网箱养殖和灯光诱捕工具；规范旅游活动，一级保护区范围禁止一切旅游和农家乐，已建景点马上拆除搬迁，二级保护区不准设置排污口；对库区仍存在的工业限期关停或搬迁。

4.3 强化水源应急能力建设

探索在水费中、水电站上网电价增加饮用水源保护附加费和饮用水源保护区中发展旅游和从事生产建设项目中收取饮用水源保护费等途径筹集资金，建立饮用水源保护基金［5］。完善水源应急响应体系，强化应急队伍建设，开展饮用水源应急演练，加强藻类监测监控，建立库区藻类预警机制。

［1］SugiuraN，Utsumi M，Wei B，et al.Assessment for the complicated occurrence of nuisance odours from phytoplankton and environmental factors in a eutrophic lake ［J］.Lakes&Reservoirs：Research and Management，2004（9）：195-201.

［2］聂发辉，张伟.富营养化水体藻类成因、危害和处理技术［J］.湖南城市学院学报，2006，15（3）：52.

［3］Codd G A.Cyanobacterial toxins，the perception of water quality，and the priorisation of eutrophication control［J］.E-cological Engineering，2000（16）：51-60.

［4］黎雷，高乃云，等.控制饮用水原水中藻类、藻毒素的水厂处理工艺［J］.中国给水排水，2008，24（6）：20.

［5］毕小刚，等.北京饮用水源保护的实践和思考［J］.北京林业大学学报，19（S1）.