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摘要 从石河水库主要污染物及水质变化情况中，分析主要污染源及水体富营养化的主要成因。针对石河流域目前的环境状况，应加强污染源治理，实行排污总量控制，特别控制氮、磷等营养盐是水库治理的关键。只有加强石河流域的水资源保护，才能使水源地水资源得到可持续利用和发展。
关键词 石河流域；水环境；水质变化；主要污染源及水体富营养化的主要成因；治理措施；保护措施
中图分类号 TV211.1 文献标识码 C 文章编号 1727-5123(2009)04-062-03
1 概述
石河是位于河北省东北部沿海的一条独流入海河流，发源于抚宁县驻操营镇长城以北的马岭根，在山海关田庄附近注入渤海。石河全长67.5公里，流域面积625平方公里，流域多年平均降雨量683mm，多年平均径流量1.68亿立方米，百年一遇洪峰流基5140m3／s，千年一遇洪峰流量8350m3／S。
石河水库位于石河中下游小陈庄北，距离山海关城六公里。石河水库于1972年4月动工兴建，1975年6月竣工投入运用，工程等级为三等，主要永久建筑物为三级，水库按百年洪水设计，千年洪水校核。水库坝址以上控制面积为560平方公里，水库总库容7000万立方米，死库容240万立方米，兴利库容5163万立方米，是～座以城市供水为主，兼顾防洪、发电、旅游等多项功能的中型水利枢纽。且前石河水库每年向秦皇岛市供水，占整个秦皇岛市用水量的三至四成左右，是秦皇岛市主要水源地之一。
2 石河水库主要污染物及水质变化情况
依据秦皇岛市引青工程水质监测中心2006年、2007年的监测资料进行水质评价，分析石河水库水质的变化特征。水质评价依据《环境质量综合评价技术导则》，总氮、总磷不参加水质类别的评价，只作为评价水体营养状况的指标。水质类别评价标准采用国家《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)标准，评价方法采用单因子评价，评价因子为PH值、高猛酸盐指数、溶解氧、五日生化需氧璧、铜、砷、汞、六价铬、氰化物、挥发酚、粪大肠菌群、氨氨等十二个。
从表2中可以看出2007年全年水质类别均维持在Ⅱ类，个别时段最高达到Ⅲ类水质。主要影响因子为氨氮、总磷、高猛酸盐指数，说明氯化物、硝酸盐氮两项集中式生活饮用水地表水源地补充项目全年均符合国家标准限值。目前能够满足作为秦皇岛市的主要供水水源地的水质要求。
虽然总体来看，石河水库的水质满足其作为秦皇岛市的水源地功用。但我们从表1和表2中看到水库已出现的宦营养化所需的营养盐条件，特别是总氮(湖、库以氮计)标准限值为1.0mg／L，V类水体标准限值为2.0mg／L，而石河站往全年各站点总氮测定值均在2.0mg／L以上，虽然水质类别为Ⅱ类，富营养化营养状态也仅处于中营养阶段，但评价过程中发现，如果总氦参与单因子评价，则水质类别均会达到劣V类，超标倍数达0.84～1.98倍，而且总氮的营养状态指数TLI(TN)全年均维持在76-78，即重度富营养阶段，并且从表1与表2、表3与表4中2006年水质与2007年水质对比变化能够看出，2007年的富营养状态和水质指数明显高于2006年的。在日益剧烈的人类活动影响下，水库水体污染有逐年加重的趋势，加上近年来夏季相对干旱、少雨、高温的气候条件，也加了速水库的重度富营养化进程。一旦水流、气温、光照以及其它自然条件适合，极有可能出现水体异味、藻类爆发等富营养化表征，水体生态系统及城市用水功能将被进一步破坏，因此，加强水源地保护工作，控制氮、磷等营养物质进入水库水体，应引起我们的高度重视。
3 石河流域主要污染源及水体富营养化的主要成因
石河水库主要污染源除了上游煤矿、电厂和水泥厂向河道排放的工业废水和村镇生活污水及旅游开发造成的污染外，还有沿河两岸农田施用大量的化肥、农药随汛期雨水淋溶后汇入水库，给水库带来了大量的氮、磷营养物质，这是石河水库水体富营养化的成因。
4 针对石河流域目前的环境状况，应采取以下治理措施
4.1 当地政府应给水源地保护区域环境治理工作在政策和财政上给予更多的支持。建议给环境治理好的污染企业给予政策和税收优惠，从而减轻企业环境治理的经济负担。给予生态农村建设的村镇财政补贴，促进区域内生态绿色农业的发展建设。
4.2 做好宣传工作，提高水资源保护意识。应积极争取当地政府的配合，确实有效地保护水库及周边环境，充分利用各种媒体，对全社会进行保护水资源的法律、法规的宣传、教育，让人们清楚地认识到水资源短缺，水污染的严重性和危害性以及保护水资源的重要性，实现人水和谐共处。
4.3 建立健全规章制度，加大执法力度，对污染源加大监管力度。要使石河水库水质维持在地表Ⅱ类水质标准之上，减少水体富营养化。必须尽快建立健全水资源保护和水污染管理办法，并加大执法力度。
4.4 加强污染源治理，实行排污总量控制，特别控制氨、磷等营养盐是水库治理的关键。
4.4.1 工业污染控制。主要入库工业污染源以煤矿、电厂、水泥厂为主，最好是在排污口建立排污权帐户，实施排污权交易，确保氨、磷排放量在允许范围内。同时，由水行政主管部门提出限制水污染物入河总量的意见，落实到各工业企业，并按照国家环保要求，坚持治污设施的正常运行，大力推行清洁生产，改进生产工艺，循环利用水资源和废料，削减上游各企业污染物的排放总量，实现工业废水全面达标排放。
4.4.2 生活污染控制。建议加快建设大的村镇污水处理厂，将生活污水集中处理，有效去除污水中氮、磷含量，削减水体中的CODmn，降低有机有毒有害物质的污染成分，保证污水全面达标排放，减少水库的纳污量。
4.5 加快保护区域内新农村建设，调整农业产业结构，控制水土流失，从而有效控制面源污染。在水库上游地区，首先通过调整农业种植结构，推广绿色生态农业，减少化肥和农药的使用量，杜绝水库周边村民使用含磷洗涤剂产生的污水，以及生产生活中产生的污水，未经处理自行排放，随雨水进入水库中造成氮、磷污染：其次，正确引导农民植树造林，科学种植绿色生态经济林木，涵养水源，降低水土流失，改善生态环境。建议在入库口建立水生生态系统，利用水生植物吸收氮、磷等营养物质，缓解氨、磷八库量，从而有效控制面源污染，减轻水体富营养化，实现水资源保护与农村经济协调发展。
4.6 开展水库全水域规模化渔业增殖放流，取缔人工投料养殖。建立水库水生态环境与渔业产生良性循环的机制，取消人工投放饲料养鱼方式，减轻氨、磷污染负荷。在水库内有规划地放养滤食性鱼类，可以有效改善水质，修复生态环境。根据科学研究和长期实践证明，鲢鱼、鳙鱼、青鱼、草鱼、鲂鱼等都属于滤食性鱼类，分别生活在水中的上层、中层、底层，以浮游植物和浮游动物、水草为食，能够充分消耗水中的营养物质，减少水体氨磷含量。科学增殖这些鱼类，有助于恢复水库生态平衡，达到净化水质的作用，使水库水质长期保持清新状态。
4.7 进一步监测、调查、研究，建立能够比较全面、适时反映水库水量水质的监测网落。为更科学、全面地评价石河水库水体污染及富营养化，并对水库水质进行实时监测，以控制和掌握水库水质的变化。在全面控制水库库区和上游污染源的基础上，建立水质污染源预警预报系统，制定科学、可行的调蓄调度方案，重新分配丰水期的环境容量，改善水库和下游河段的水质，发挥石河水库潜在的环境效应。建议开展水环境容量、污染物迁移和降解、流域污染控制措施等方面的研究，为石河水库的科学管理、后继的生态修复、发挥效益提供基础依据。
5 保护措施与建议
针对流域内目前的污染状况，为使水源地水资源得到可持续利用，政府和有关部门在水资源开发利用中必须协调好流域上游发展和石河流域环境保护的关系，加强污染源的治理，有效控制面源污染，加强石河流域的水资源保护管理。我们不能走发达国家先污染后治理的道路，先污染后治理将花费我们很多的人力、物力和宝贵的时间，只有环境治理与经济同步发展，才能使水资源得到可持续利用。石河流域保持健康的水生态环境还需要我们长期、不懈的努力。
关键词 石河流域；水环境；水质变化；主要污染源及水体富营养化的主要成因；治理措施；保护措施
中图分类号 TV211.1 文献标识码 C 文章编号 1727-5123(2009)04-062-03
1 概述
石河是位于河北省东北部沿海的一条独流入海河流，发源于抚宁县驻操营镇长城以北的马岭根，在山海关田庄附近注入渤海。石河全长67.5公里，流域面积625平方公里，流域多年平均降雨量683mm，多年平均径流量1.68亿立方米，百年一遇洪峰流基5140m3／s，千年一遇洪峰流量8350m3／S。
石河水库位于石河中下游小陈庄北，距离山海关城六公里。石河水库于1972年4月动工兴建，1975年6月竣工投入运用，工程等级为三等，主要永久建筑物为三级，水库按百年洪水设计，千年洪水校核。水库坝址以上控制面积为560平方公里，水库总库容7000万立方米，死库容240万立方米，兴利库容5163万立方米，是～座以城市供水为主，兼顾防洪、发电、旅游等多项功能的中型水利枢纽。且前石河水库每年向秦皇岛市供水，占整个秦皇岛市用水量的三至四成左右，是秦皇岛市主要水源地之一。
2 石河水库主要污染物及水质变化情况
依据秦皇岛市引青工程水质监测中心2006年、2007年的监测资料进行水质评价，分析石河水库水质的变化特征。水质评价依据《环境质量综合评价技术导则》，总氮、总磷不参加水质类别的评价，只作为评价水体营养状况的指标。水质类别评价标准采用国家《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)标准，评价方法采用单因子评价，评价因子为PH值、高猛酸盐指数、溶解氧、五日生化需氧璧、铜、砷、汞、六价铬、氰化物、挥发酚、粪大肠菌群、氨氨等十二个。
从表2中可以看出2007年全年水质类别均维持在Ⅱ类，个别时段最高达到Ⅲ类水质。主要影响因子为氨氮、总磷、高猛酸盐指数，说明氯化物、硝酸盐氮两项集中式生活饮用水地表水源地补充项目全年均符合国家标准限值。目前能够满足作为秦皇岛市的主要供水水源地的水质要求。
虽然总体来看，石河水库的水质满足其作为秦皇岛市的水源地功用。但我们从表1和表2中看到水库已出现的宦营养化所需的营养盐条件，特别是总氮(湖、库以氮计)标准限值为1.0mg／L，V类水体标准限值为2.0mg／L，而石河站往全年各站点总氮测定值均在2.0mg／L以上，虽然水质类别为Ⅱ类，富营养化营养状态也仅处于中营养阶段，但评价过程中发现，如果总氦参与单因子评价，则水质类别均会达到劣V类，超标倍数达0.84～1.98倍，而且总氮的营养状态指数TLI(TN)全年均维持在76-78，即重度富营养阶段，并且从表1与表2、表3与表4中2006年水质与2007年水质对比变化能够看出，2007年的富营养状态和水质指数明显高于2006年的。在日益剧烈的人类活动影响下，水库水体污染有逐年加重的趋势，加上近年来夏季相对干旱、少雨、高温的气候条件，也加了速水库的重度富营养化进程。一旦水流、气温、光照以及其它自然条件适合，极有可能出现水体异味、藻类爆发等富营养化表征，水体生态系统及城市用水功能将被进一步破坏，因此，加强水源地保护工作，控制氮、磷等营养物质进入水库水体，应引起我们的高度重视。
3 石河流域主要污染源及水体富营养化的主要成因
石河水库主要污染源除了上游煤矿、电厂和水泥厂向河道排放的工业废水和村镇生活污水及旅游开发造成的污染外，还有沿河两岸农田施用大量的化肥、农药随汛期雨水淋溶后汇入水库，给水库带来了大量的氮、磷营养物质，这是石河水库水体富营养化的成因。
4 针对石河流域目前的环境状况，应采取以下治理措施
4.1 当地政府应给水源地保护区域环境治理工作在政策和财政上给予更多的支持。建议给环境治理好的污染企业给予政策和税收优惠，从而减轻企业环境治理的经济负担。给予生态农村建设的村镇财政补贴，促进区域内生态绿色农业的发展建设。
4.2 做好宣传工作，提高水资源保护意识。应积极争取当地政府的配合，确实有效地保护水库及周边环境，充分利用各种媒体，对全社会进行保护水资源的法律、法规的宣传、教育，让人们清楚地认识到水资源短缺，水污染的严重性和危害性以及保护水资源的重要性，实现人水和谐共处。
4.3 建立健全规章制度，加大执法力度，对污染源加大监管力度。要使石河水库水质维持在地表Ⅱ类水质标准之上，减少水体富营养化。必须尽快建立健全水资源保护和水污染管理办法，并加大执法力度。
4.4 加强污染源治理，实行排污总量控制，特别控制氨、磷等营养盐是水库治理的关键。
4.4.1 工业污染控制。主要入库工业污染源以煤矿、电厂、水泥厂为主，最好是在排污口建立排污权帐户，实施排污权交易，确保氨、磷排放量在允许范围内。同时，由水行政主管部门提出限制水污染物入河总量的意见，落实到各工业企业，并按照国家环保要求，坚持治污设施的正常运行，大力推行清洁生产，改进生产工艺，循环利用水资源和废料，削减上游各企业污染物的排放总量，实现工业废水全面达标排放。
4.4.2 生活污染控制。建议加快建设大的村镇污水处理厂，将生活污水集中处理，有效去除污水中氮、磷含量，削减水体中的CODmn，降低有机有毒有害物质的污染成分，保证污水全面达标排放，减少水库的纳污量。
4.5 加快保护区域内新农村建设，调整农业产业结构，控制水土流失，从而有效控制面源污染。在水库上游地区，首先通过调整农业种植结构，推广绿色生态农业，减少化肥和农药的使用量，杜绝水库周边村民使用含磷洗涤剂产生的污水，以及生产生活中产生的污水，未经处理自行排放，随雨水进入水库中造成氮、磷污染：其次，正确引导农民植树造林，科学种植绿色生态经济林木，涵养水源，降低水土流失，改善生态环境。建议在入库口建立水生生态系统，利用水生植物吸收氮、磷等营养物质，缓解氨、磷八库量，从而有效控制面源污染，减轻水体富营养化，实现水资源保护与农村经济协调发展。
4.6 开展水库全水域规模化渔业增殖放流，取缔人工投料养殖。建立水库水生态环境与渔业产生良性循环的机制，取消人工投放饲料养鱼方式，减轻氨、磷污染负荷。在水库内有规划地放养滤食性鱼类，可以有效改善水质，修复生态环境。根据科学研究和长期实践证明，鲢鱼、鳙鱼、青鱼、草鱼、鲂鱼等都属于滤食性鱼类，分别生活在水中的上层、中层、底层，以浮游植物和浮游动物、水草为食，能够充分消耗水中的营养物质，减少水体氨磷含量。科学增殖这些鱼类，有助于恢复水库生态平衡，达到净化水质的作用，使水库水质长期保持清新状态。
4.7 进一步监测、调查、研究，建立能够比较全面、适时反映水库水量水质的监测网落。为更科学、全面地评价石河水库水体污染及富营养化，并对水库水质进行实时监测，以控制和掌握水库水质的变化。在全面控制水库库区和上游污染源的基础上，建立水质污染源预警预报系统，制定科学、可行的调蓄调度方案，重新分配丰水期的环境容量，改善水库和下游河段的水质，发挥石河水库潜在的环境效应。建议开展水环境容量、污染物迁移和降解、流域污染控制措施等方面的研究，为石河水库的科学管理、后继的生态修复、发挥效益提供基础依据。
5 保护措施与建议
针对流域内目前的污染状况，为使水源地水资源得到可持续利用，政府和有关部门在水资源开发利用中必须协调好流域上游发展和石河流域环境保护的关系，加强污染源的治理，有效控制面源污染，加强石河流域的水资源保护管理。我们不能走发达国家先污染后治理的道路，先污染后治理将花费我们很多的人力、物力和宝贵的时间，只有环境治理与经济同步发展，才能使水资源得到可持续利用。石河流域保持健康的水生态环境还需要我们长期、不懈的努力。