洋河水库水环境质量及其污染成因研究

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洋河水库作为河北省秦皇岛市的重要水源地,承担着北戴河全区、秦皇岛城区50%以上区域和抚宁县20余万亩农田灌溉的供水任务。洋河水库上游分为东洋河和西洋河,另有2条水量较小的入库支流,分别为麻姑营河和迷雾河。秦皇岛市生态环境保护部门在洋河水库设置了3个监测点用于库区监测水质,分别为西入口、东入口和出口。近年来,随着经济社会的发展,洋河水库周边生产、生活以及农业面源污染物排放量增加,造成库区水质下降,影响了水库功能的正常发挥,威胁着水库的供水安全。因此,研究洋河水库水环境质量现状及其污染成因,有助于明确其污染状况与污染特征,为洋河水库水环境质量监管及水污染防治工作提供科学依据。首先,收集并整理了洋河水库2015~2019年水质监测数据,以《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)中的26项水质要素为评价指标,采用单因子指数评价法、综合水质指数评价法和综合营养状态指数法对洋河水库水环境质量现状、综合水质及营养化状态分别进行了评价。结果表明:2015~2016年洋河水库水质达到《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)的Ⅱ类水质标准要求;2017~2019年洋河水库水质未达到Ⅲ类水质标准,每年6~11月之间出现Ⅳ类水质,超标月份主要集中在7~9月,主要污染指标为总磷和溶解氧。洋河水库2015~2019年基本处于中营养状态,营养状态指数稳定在32.194~36.791,其中2017年、2019年西入口水体营养状态指数较高,均超过36.7。其次,利用哨兵2号卫星遥感数据和洋河水库水质监测数据,对洋河水库库区主要污染指标总磷进行了水质遥感反演,分析了洋河水库库区总磷质量浓度时空分布特征。结果表明:洋河水库库区水质有明显的季节特征,春冬季总磷质量浓度平均值分别为0.067和0.065 mg·L-1,夏秋两季分别为0.075和0.073 mg·L-1,夏秋两季水质较其他季节差。非汛期(除8月外)洋河水库总磷质量浓度自水库中心区域向周边区域逐渐降低,中心区域最高,达到0.1 mg·L-1;汛期(8月)靠近西入口的水域总磷质量浓度可达到0.1 mg·L-1,明显高于其他区域,原因是洋河水库流域西侧主要支流及西洋河区域农村生活和畜禽养殖排放的污染物造成总磷质量浓度较高。最后,结合2018年秦皇岛市环境统计数据等资料对洋河水库流域污染负荷进行了估算,分析了洋河水库流域污染负荷及污染成因。结果表明:洋河水库的污染源以面源为主。主要污染物化学需氧量主要来自农村生活污水,其污染负荷占比为96.33%,其次为化肥流失污染,占比为3.67%;氨氮主要来自农村生活污水,其污染负荷占比为99.97%,其次为化肥流失污染,占比为0.03%;总氮主要来自水库底泥,其污染负荷占比最大,为34.02%,其次是农村生活垃圾,占比为28.09%;总磷主要来自农村生活污水,其污染负荷占比最大,占总量的87.63%,其次是分散式人畜禽粪便,占比8.13%。综上,洋河水库主要污染来源为周边农村生活污水,但水库底泥释放的污染物对水库水质也有重要影响。
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