信阳市香山水库水质调查

2020-11-04沈连明刘巧玲柳佳妮

河南水产 2020年5期

沈连明，刘巧玲，柳佳妮

（1 信阳市水产科学研究所，河南信阳464000； 2 信阳市新县水产技术推广站，河南信阳464000；3 信阳农林学院水产学院，河南信阳464000； 4 河南省现代渔业生物工程技术研究中心，河南信阳464000）

世界卫生组织把水源型水库的调控管理列为饮用水安全的第一屏障，其水质的健康直接影响到城市饮用水安全。随着我国的经济飞速发展，生活污染物和工业、农业用水排放量逐年增加，水环境的污染问题日益增重，大量水源型水库的水质受到极大威胁。因此，水源型水库水质问题已成为威胁我国饮用水安全的首要问题，严重影响了城镇居民的身体健康，是关系国计民生的重大问题[1-6]。

香山水库是新县人民的饮用水水源，总面积10.6 km2，也是新县的旅游景点之一，景区为亚热带与暖温带的过渡带，属于湿润半湿润气候。所以这里四季分明，气候温和，雨水充沛，冬暖夏凉，年平均气温23.5 ℃。森林覆盖率85%以上，生态良好，环境优美。

本文将对香山水库的水质指标总氮（TN）、总磷（TP）、水温（T）、溶解氧（DO）、透明度（SD）、酸碱度（pH）、氨氮（NH3-N）、高锰酸盐指数（CODMn）及叶绿素a（Chl-a）等进行测定并分析，运用单因子污染指数法分析评价香山水库的水质状况，以更全面和准确地了解香山水库的水质状况[7]，为香山水库的水资源保护和合理开发利用提供理论依据和数据支撑。

1 材料与方法

1.1 采样点的分布与样品采集

在香山水库设置四个采样点，对每个采样点的不同深度进行采样，每个采样点设置三个不同深度，最后采用平均值进行综合分析。1#采样点的深度为0 m、4 m、8 m，2#采样点的采样深度为0 m、5 m、10 m，3#采样点的深度为0 m、6 m、12 m，4#采样点的深度为0 m、7 m、14 m。

图1 香山水库采样点分布Figure 1 Distribution of sampling points in Xiangshan reservoir

1.2 理化性质测定

测定的水质指标有总氮、总磷、透明度、水温、溶解氧、氨氮、酸碱度、高锰酸盐指数及叶绿素a等。其中SD、T、DO、pH 值等指标现场检测并记录，DO和T使用美国YSI 测量、pH值使用PHB-1便携式pH 计、用塞氏盘法测定透明度。总氮、总磷、高锰酸盐指数、叶绿素a、氨氮等指标依据《水和废水监测分析方法》(第4 版)的方法来进行测定[8]。用钼锑抗分光光度法（A）测定总磷、用过硫酸钾氧化法测定总氮，紫外分光光度法（A）、用纳氏试剂光度法（A）来测定氨氮、高锰酸盐指数使用酸性法（A）和Chl-a使用叶绿素a的测定（B）测定。

1.3 单因子污染指数法

单因子污染指数法也称单因子评价法,是指检测的各项水质指标与水质标准（《地表水环境质量标准》GB3838—2002，如表1）中所规定的标准值的比值，通过比值判断有否污染。

选取总氮、总磷、溶解氧、pH值、氨氮、高锰酸盐指数这6个水质参数作为评价指标，确定水质的类别[9]。

单因子污染指数法的计算公式（不适用于溶解氧、酸碱度）：

式中：Pi表示水质参数i污染指数；Ci表示水质参数i实测值，mg/L；Si表示i评价的标准值，mg/L。

公式适用于如TN、TP、NH3-N、CODMn等具有上限的污染物质，不适用于DO这种有下限的物质，所以DO的计算公式应为：

式（4）中：Cf表示温度T 时水体中饱和DO浓度，mg/L，是它在淡水中与水温的近似关系；Ci表示DO的实测浓度，mg/L；Si表示评价的标准值，mg/L；T表示水温（℃）。

对于如pH 这种既具有最高标准又有最低标准的污染物质,则计算公式为：

式（5）、（6）中：评价标准规定，pHi—pH的实测值；pHs,max—pH值上限；pHs,min—pH 值下限。

如果水质参数i的污染指数Pi＜1，则表示该指标符合地表水环境质量标准，如果水质参数i 的污染指数Pi＞1，则表明该水质指标超过了标准范围。水质参数i的污染指数Pii越大，就表示该水质指标受污染程度越严重。

表1 地表水环境质量标准（GB3838-2002）（mg/L）Table 1 environmental quality standards for surface water(GB3838-2002)(mg/L)

2 结果与分析

2.1 水质状况分析

单因子评价法的优点简洁明了，是比较常用的一种水质评价方法，可以直观地反映出要评价水体的水质状况。评价数据为香山水库4 个采样点水质参数的平均值。污染指数的计算标准执行国家环境保护总局制定的《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）Ⅲ类标准。香山水库水质单项指标检测结果如表2，水质评价结果如表3所示。

表2 香山水库水质指标测定结果Table 2 Determination results of water quality index of Xiangshan reservoir

由表2可知，香山水库的溶氧均值为5.93 mg/L，符合《地表水环境质量标准》Ⅲ类标准。香山水库的高锰酸盐指数均值为2.41 mg/L符合《地表水环境质量标准》II类标准。香山水库1-4#采样点的氨氮分别为0.154、0.072、0.046、0.067 mg/L，呈现出上游高于下游的趋势。香山水库氨氮均值为0.084 mg/L,符合《地表水环境质量标准》II类标准。香山水库1-4#采样点的总氮分别为0.98、1.053、1.099、0.881 mg/L。呈现出上游高于下游的趋势。香山水库总氮均值为1.003 mg/L,符合《地表水环境质量标准》IV类标准。香山水库1-4#采样点的总磷分别为0.037、0.021、0.014、0.018 mg/L。呈现出上游高于下游的趋势。香山水库总磷均值为0.022 mg/L,符合《地表水环境质量标准》II类标准。

表3 香山水库水质单因子污染指数法评价结果Table 3 evaluation results of single factor pollution index method for water quality of Xiangshan reservoir

由表3可知，香山水库1#采样点的溶解氧均满足III类标准，高锰酸盐指数满足I类标准，氨氮满足II类标准，总氮、总磷满足III标；2#采样点的溶解氧满足III类标准，高锰酸盐指数满足I类标准，氨氮满足类I标准，总磷满足II类标准，总氮满足IV类标准；3#采样点的溶解氧满足II类标准，高锰酸盐指数、氨氮满足I类标准，总磷满足II类标准，总氮满足IV类标准，4#采样点的溶解氧、总磷满足II类标准，高锰酸钾指数、氨氮满足I类标准，总氮满足III类标准。

通过对各采样点水质指标的污染指数的分析，2#和3#采样点的总氮单项污染指数大于1，说明总氮含量高，超过了规定的水质标准，其余的水质污染指数在0.15～0.98 之间，说明香山水库的水质总体良好，氮是香山水库的单项污染物，是致使香山水库水体污染的主要因子。