东平湖总磷污染来源的解析

2021-11-11张玲玲

皮革制作与环保科技 2021年8期

侯莉，张玲玲，张倩

（泰安市生态环境局开发区分局，山东泰安 271000）

近年来，随着城市化进程加快，工业废水、生活污水、化肥、农药的农田径流，畜禽养殖业排放的废水等排放增加，大量营养物质进入河流，导致水体富营养化，进而造成水质恶化，引发水体的二次污染[1]。通过对东平湖总磷来源进行调查，了解东平湖总磷的来源及污染现状，以期为东平湖的生态保护及水质提升提供丰富材料。

1 研究区域概况

东平湖流域，主要位于山东省中部，地理坐标在东经116°～118°，北纬35.7°～36.6°，主要起源于沂源县松崮山南麓，迂回西流，横穿泰安市中部，流泰安市及济宁市三个地级市9个县级市，在东平县马口注入东平湖，再由东平湖陈山口出湖闸泄入黄河。流域地形复杂多变，支流众多，从源头至入湖口，自然落差362 m。它是黄河最末端的一条大支流，长208 km，总流域面积9 069 km2，其中在泰安市境内长193 km，流域面积8 353 km2，其中东平湖面积627 km2，洪水蓄水量40亿立方米，常年水面积120 km2，总蓄水量3～6亿立方米[2]。

2 总磷年际变化

总磷（TP）包括溶解和不溶解的各种形式的磷酸盐和含磷有机物。东平湖2014—2017年总磷年际变化如图1所示。监测期间，东平湖总磷呈先升高后降低的年际变化趋势。其中，2014年4月总磷仅有个别点位超标，2014年10月超过半数点位超标。2015年总磷浓度也呈现春季低秋季高的趋势，其中2015年10月总磷超标最为严重，近80%的采样点检出总磷浓度超过Ⅲ类水质标准，

图1 东平湖总磷年际变化

最高值达到约0.30 mg/L，已经超过V类水质标准（湖库V类水质标准限值为0.2 mg/L）。2016年4月—2017年4月东平湖整体水质较好，仅个别点位出现总磷超标情况。

3 东平湖总磷污染现状

3.1 全流域地表水及南水北调东线总磷现状

根据2018年5月的现场取样调查，东平湖入湖河流周边地表水（不含湖水水样）中总磷的分析数据如表1。

表1 5月地表水样品中总磷浓度统计结果

从表1可以看到，在分析的62个水样中，总磷变化范围为0.002 5～1.68 mg/L。总磷的均值为0.25 mg/L变异系数为1.60。在河流方面，以平阴县距湖20 km范围内存在高值集中区。流域总磷浓度标准为0.2 m/L，而湖水中总磷浓度标准为0.05 mg/L，流域总磷浓度标准是湖水总磷浓度标准的4倍，从整体上看，流域上总磷超标呈点源，如大汶河流域只有个别点超标，整体流域不超标。

3.2 东平湖内总磷现状

东平湖湖水样品中总磷分析结果如表2和图3。

表2 5月东平湖湖水样品总磷浓度统计结果

从表2可以看到东平湖湖水，总磷变化范围为0～0.13 mg/ L。平均值为0.039 mg/L，变异系数为0.65。空间分析显示，东平湖全磷以西南侧、北侧含量较高，北侧存在一定的入湖扩散趋势。

4 东平湖总磷污染来源解析

4.1 南水北调来水及大汶河对湖泊总磷的影响

在2018年对东平湖补给来源南水北调东线和大汶河进行连续监测表明（见图2），东平湖湖南和湖北监控断面仅有1月、3 月和4月调水期间总磷超标，浓度超过0.05 mg/L，王台大桥的监测结果全年符合0.2 mg/L的河流标准，但在6月、9月和10月超过湖泊0.05 mg/L的标准。一方面表明通过南水北调的来水很有可能对湖水引起搅动作用，将沉积物中堆积的含磷物质带到上层水体之中，总磷含量上升，但随着调水持续，出水增加及雨季到来，东平湖总磷浓度趋于稳定，基本保持在0.04 mg/L左右；王台大桥监控断面数据表明，大汶河来水对湖内总磷存在一定的贡献。另一方面也表明，即便大汶河来水超过湖泊的标准，但是进入湖泊后，只是增加了负荷量，并未对东平湖总磷浓度产生影响，这也表明大汶河总磷对东平湖贡献比例较小。

图2 2018年1—12月大汶河和东平湖国控断面总磷动态

4.2 企业对东平湖总磷含量的影响

企业来源是湖泊中总磷的主要来源之一[3]。东平湖附近的排污企业分布如图3。从图中可以看出，大汶河是东平湖的唯一入湖水源，沿线主要的排污口有14个，污染源为流域内的城镇生活污水和工业废水等，其中工业污染90%以上的行业为化工、造纸、冶金和饮食等。改变不合理和粗放型的经济发展模式，大力推行以清洁生产为代表的产业结构，推动流域内的工业升级换代，严格监控大汶河如东平湖的水源质量，以此控制东平湖外源性营养物质的输入。

图3 东平湖流域排污企业分布图

4.3 农业对湖水总磷影响潜在风险分析

农业面源污染问题越来越引起政府和学者们的重视。磷素是农业面源污染和引发湖泊发生富营养化的主要因子之一。磷肥施用量的逐渐增加，土壤全磷含量总体水平也在不断上升，超过了作物生长的需求并且普遍出现盈余现象。一方面导致施肥经济效益显著下降，同时也会加大土壤磷素向水体流失的风险，对流域水环境质量构成严重威胁。东平湖周边存在大面积种植小麦和大蒜的农田，对作物的农药和化肥的使用会增加土壤中磷的含量，因此会有部分磷元素随降水和地表径流等因素产生一定的影响。