丽江市清溪水库饮用水水源地氮元素相关指标调查分析

木晓丽

(丽江市环境监测站，云南 丽江 674100)

1 引言

饮用水水源地保护是一项事关供水范围内居民正常生产生活和安全用水的重要工作，对于以旅游为主导产业的丽江市，保障饮用水供应安全至关重要。我们需要立足长远，加强饮用水水源地环境保护，保证人民饮水的安全性。

2 清溪水库饮用水水源地概况

清溪水库位于丽江市古城区丽江坝子东北部的清溪村，属西安街道辖区，为湖库型供水水源地。水库由一、二库组成，一库始建于1958年，二库于1977年开工建设，1979年建成。原设计最大坝高8.7 m，最大水深7.78 m，总库容105万m3，属小(一)型水库。2001年，在清溪泉群源头，丽江市排水公司完成取水设施建设，工程设计日取水量6万m3。2006年实施除险扩容工程后，水库最大坝高达到了9 m，总库容为125万m3，兴利库容80万立方米。清溪泉水主要靠白沙、玉龙雪山、九子海降水补给，主要作为饮用水源及景观用水。清溪水库供应的自来水厂为丽江市第二自来水厂。2019年内，清溪水库水源地供水量为956.7万t，占到丽江市中心城区供水量的38.79%。2011年，省政府下发了同意该饮用水水源保护区划方案的批复。

3 水质监测情况

清溪水库属于湖库型饮用水水源地，监测频次为每月一次，饮用水源地常规监测项目为《地表水环境质量标准》(GB3096-2002)[1]基本项目24项、补充项目5项，优选特定项目33项，共62项常规项目，湖库型饮用水源地加测叶绿素a、透明度、水位等指标。同时每年开展一次全指标分析。监测指标中氮元素相关指标为氨氮、硝酸盐和总氮。氨氮检测方法是《水质 氨氮的测定 纳氏试剂分光光度法》(HJ 535-2009)，硝酸盐氮检测方法为《水质 硝酸盐氮的测定 紫外分光光度法(试行)》(HJ/T 346-2007)，总氮检测方法为《水质 总氮的测定 碱性过硫酸钾消解-紫外分光光度法》(HJ 636-2012)。

3.1 2014年以来清溪水库水源地水质类别评价

根据《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)和环保部下发的《地表水环境质量评价办法(试行)》(环办函【2011】22号)[2]的相关评价要求，总氮、粪大肠菌群不参与。对2014年至2019年清溪水库水源地水质监测结果进行分析，评价结果为：常规指标按年平均值评价，水质类别达Ⅱ类；参考指标总氮在Ⅳ类到Ⅴ类之间。

3.2 2014年以来各项氮元素相关监测指标监测结果分析

2014～2019年，清溪水库氮元素相关检测指标有氨氮、硝酸盐和总氮。

氨氮指标自2014年1月至2019年12月，有38个月为未检出月，检出月份中最高值为0.11 mg/L，将2014年1月至2019年12月氨氮监测结果按月平均(低于检出限，按检出限1/2计)，结果显示：1～5月份氨氮浓度呈上升趋势，在6月份有所下降，在7月份又上升，而8～10月份呈下降趋势，11月份有所上升到12月份又有所下降；所有月份月均值都小于Ⅰ类标准限值，月均值变化趋势见图1。同时清溪水库2014～2019年氨氮监测结果年均值为2015年较高,2015～2019年为下降趋势，变化趋势见图2。

图1 2014年1月至2019年12月各月氨氮监测浓度

硝酸盐指标自2014年1月至2019年12月保持在0.90 mg/L到1.94 mg/L，将2014年1月至2019年12月硝酸盐监测结果按月平均，结果显示：1～3月硝酸盐浓度呈上升趋势，在4月份有所下降，在8月份又上升，而8～10月呈升高趋势，到12月又有所下降；所有月份月均值都小于集中式生活饮用水地表水源地补充项目标准限值，月均值变化趋势见图3。同时清溪水库2014～2019年硝酸盐监测结果年均值总体呈上升趋势，其中2017年略低于2016年，2019年略低于2018年，变化趋势见图4。

图2 2014～2019年氨氮年平均浓度变化情况

图3 2014年1月至2019年12月各月硝酸盐监测浓度

图4 2014～2019年硝酸盐氮年平均浓度变化情况

总氮指标自2014年1月至2019年12月保持在1.18～2.35 mg/L，将2014年1月至2019年12月总氮监测结果按月平均，结果显示：1～2月总氮浓度呈上升趋势，在3月份有所下降，在4月份又上升，而5月和6月有所下降，在7月和8月又上升，到11月基本保持稳定，在12月有所下降；所有月份月均值都保持在Ⅳ类到Ⅴ类标准限值之间，月均值变化趋势见图5。同时清溪水库2014年至2019年总氮监测结果年均值上升趋势，其中2017年略低于2016年，2019年略低于2018年，变化趋势见图6。

总氮浓度和硝酸盐年均值浓度较氨氮浓度较高，同时硝酸盐和总氮年均值浓度变化趋势基本保持一致，在2014～2019年总体呈上升趋势，其中2017年略低于2016年，2019年略低于2018年，氨氮年均值浓度变化趋势与总氮年均值浓度变化趋势不一致，盐氮元素相关指标2014～2019年年平均浓度变化情况见图7。

图5 2014年1月至2019年12月各月总氮监测浓度

图6 2014～2019年总氮年平均浓度变化情况

图7 氮元素相关指标2014～2019年年平均浓度变化情况

3.3 结论

清溪水库目前监测的氮元素相关指标有氨氮、硝酸盐和总氮，根据对清溪水库该三个指标监测结果进行分析可知，氨氮年均值常年稳定保持在Ⅰ类标准限值以下，硝酸盐年均值常年稳定到达集中式生活饮用水地表水源地补充项目标准限值以下，总氮年均值常年保持在超Ⅳ类，达Ⅴ类的水平。硝酸盐氮占总氮的超过90%，同时硝酸盐和总氮年均值浓度在2014～2019年之间变化趋势基本保持一致，总体呈上升趋势，其中2017年略低于2016年；氨氮年均值浓度变化趋势与总氮年均值浓度变化趋势不一致。水中的氮化合物最初为复杂的有机氮，经转化变成氮化合物，最终转化为硝酸盐氮，清溪水库水质pH值2014～2019年保持在7.22～8.65之间，平均值为7.9，而溶解氧2014～2019年保持在6.0～10.1 mg/L之间，平均值为6.9 mg/L，发现清溪水库水质为弱碱性，溶解氧充足，有利于硝化反应，促进硝酸盐氮浓度升高，因此水库中硝酸盐氮浓度比氨氮高，控制总氮浓度的指标是硝酸盐氮而不是氨氮。这也说明清溪水库中的氮化合物的转化可能已进入末期转化阶段，大部分一级转化成为稳定的硝酸盐氮[3～6]。

总氮是反映湖库水体富营养化程度的5个重要指标之一，其他4个指标分别为叶绿素a、高锰酸盐指数、总磷和透明度。2014～2019年，高锰酸盐指数和总磷指标可常年保持在Ⅱ类，同时叶绿素a、高锰酸盐指数、总磷和透明度4个参数营养状态指数保持在30以下，总氮营养状态指数超过60，清溪水库综合营养状态指数小于30，为贫营养。因此，在水库不发生富营养化的情况下，不会影响饮用水安全。

4 原因分析

清溪水库为地表水型饮用水水源地，但是其清溪泉群出水为地下水，根据目前的情况研究，造成地下水硝酸盐浓度升高的主要原因有以下几个方面。

一是生活污水和工业废水，大量的研究表明随着人类生产活动的加剧与现代化工业的迅速发展，所产生的生活污水和工业废水是硝酸盐污染物的主要来源之一；二是农业面源污染，由于农作物对氮肥的吸收是有限的，过量施用氮肥后，多余的氮元素虽地表径流渗入地下水中，导致地下水硝酸盐浓度升高；三是降水导致生活垃圾等固体废弃物渗滤液渗入地下水也会导致硝酸盐浓度升高；四是地下水超采会引起水位持续下降，改变了地下水水动力条件，同时导致水位下降，原先的饱水带变为包气带，增强了氧化还原作用，溶解了土体中原先难溶解的砂砾石等物质，导致溶解性总固体增加，也导致了硝酸盐的增加[3～5]。

5 建议

(1)继续开展清溪水库氮元素相关指标监测工作，对相关指标变化情况进行追踪，并进一步加强可能造成总氮、硝酸盐氮浓度升高的原因进行深入分析调查。

(2)加强集中式饮用水水源地环境保护管理工作，加强饮用水水源地保护区及周边工业污染源、生活污染源和农业污染物污染防治工作。