丹江口庫區(qū)及上游污染源解析和典型支流及庫灣水質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)特征研究.pdf

1、丹江口水庫是南水北調(diào)中線工程的取水處，其水質(zhì)狀況不僅是水庫生態(tài)環(huán)境問題，更直接關(guān)系到調(diào)水工程受水區(qū)水質(zhì)的安全問題。近年來，丹江口水庫尤其是入庫支流和庫灣接受著大量污染的輸入，面臨著營養(yǎng)鹽、重金屬等污染物帶來的巨大壓力，水庫的水質(zhì)安全存在著潛在的威脅。本文針對丹江口水庫水質(zhì)安全存在的問題，通過對丹江口庫區(qū)及上游COD和氨氮污染源解析，確定主要污染區(qū)域和重點(diǎn)污染行業(yè)，了解庫區(qū)水系外部污染輸入的主要驅(qū)動(dòng)力;在對丹江口水庫入庫支流及庫灣不同污染

2、類型劃分基礎(chǔ)之上，選取不同污染類型的支流和庫灣對其水質(zhì)、沉積物重金屬污染狀況及潛在風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行研究，并對沉積物中營養(yǎng)鹽釋放風(fēng)險(xiǎn)機(jī)制進(jìn)行探討和研究，辨識水庫水質(zhì)安全問題。在此基礎(chǔ)上完成對丹江口庫區(qū)典型庫灣及支流水體水質(zhì)潛在富營養(yǎng)化、重金屬污染及生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)和內(nèi)源營養(yǎng)鹽釋放風(fēng)險(xiǎn)的綜合診斷。主要研究結(jié)果如下:
　　 (1)對丹江口庫區(qū)及上游地區(qū)污染源解析最終確定了重污染區(qū)域（十堰市），識別重污染行業(yè)（石化、造紙、制藥等）。2010年丹江口庫區(qū)

3、及上游點(diǎn)源排放COD和氨氮主要來自工業(yè)源，工業(yè)源貢獻(xiàn)率分別為67％和57％。工業(yè)源COD、氨氮排放量分別為17919.7 t、2841.3 t，陜西COD、氨氮排放貢獻(xiàn)率分別為58.3％、80.6％，為陜西、湖北和河南3省中最高;十堰、漢中、商洛是丹江口庫區(qū)及上游COD和氨氮排放貢獻(xiàn)率最大的3個(gè)地級市。制藥、食品和石化為區(qū)域COD排放貢獻(xiàn)較高的行業(yè)，貢獻(xiàn)率分別為40％、19％和16％;而石化、采掘和冶金的氨氮排放貢獻(xiàn)率為45％、20％和

4、17％，為丹江口庫區(qū)及上游的高氨氮排放行業(yè)。
　　 (2)丹江口水庫部分典型支流及庫灣水體富營養(yǎng)化現(xiàn)象嚴(yán)重，對水庫的水質(zhì)安全有潛在的威脅。在研究期間內(nèi)，重污染神定河及其入庫河口水中TN濃度有明顯上升趨勢。神定河TN、TP濃度年均值分別為11.63 mg/L、0.93 mg/L，與參比區(qū)五龍池（TN為4.41 mg/L，TP為0.076 mg/L）相比分別超過3倍和12倍;中污染的大柏河TN、TP全年均值分別為4.79 mg/L、

5、0.15 mg/L，略高于五龍池。3條典型入庫支流都處于富營養(yǎng)化狀態(tài)，其中神定河及其入庫河口及大柏河處于重度富營養(yǎng)化狀態(tài)，大柏河入庫河口和五龍池處于中度富營養(yǎng)化狀態(tài)，東庫灣處于輕度富營養(yǎng)化狀態(tài)。
　　 (3)典型庫灣及支流沉積物部分重金屬存在一定程度的富集，有一定的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，Cd在支流沉積物中富集現(xiàn)象嚴(yán)重。各采樣點(diǎn)表層沉積物中Ni和Pb均未發(fā)生富集;而Cd、Cr、Cu和Zn平均富集系數(shù)分別為7.12、1.80、1.63和2.

6、84，均存在不同程度的富集，其中Cd在各點(diǎn)的富集系數(shù)均在3.0以上。沉積物中Ni和Pb含量主要來自于天然地球化學(xué)來源，而Cd、Cr、Cu和Zn則主要是受人為源的影響。以丹江口庫區(qū)土壤（黃棕壤）中重金屬背景值為參比，典型庫灣及支流表層沉積物總體處于高生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，以Cd生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)為主，參與評價(jià)的5種重金屬的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)程度順序?yàn)镃d＞ Cu＞ Cr＞ Zn＞ Pb。
　　 (4)三個(gè)丹江口水庫典型庫灣水-沉積物界面孔隙水中氨氮和磷酸鹽濃

7、度都遠(yuǎn)大于上覆水中的濃度。所有采樣點(diǎn)氨氮及磷酸鹽均表現(xiàn)為由沉積物向上覆水釋放，表明庫灣水體水質(zhì)存在潛在的內(nèi)源營養(yǎng)鹽（氨氮和磷酸鹽）釋放風(fēng)險(xiǎn)。神定河庫灣(SE)氨氮擴(kuò)散通量高達(dá)69.67 mg/(m2·d)，為三個(gè)庫灣樣點(diǎn)最高;老灌河庫灣(LE)和大柏河庫灣(DE)的氨氮擴(kuò)散通量分別為46.81 mg/(m2·d)和49.23 mg/(m2·d)，兩者較為接近。三點(diǎn)磷酸鹽擴(kuò)散通量分別為1.902 mg/(m2·d)、0.647 mg/(m