上海青草沙水库水质调查与评价_周超

关键词：水库；水 质 评 价；水 质 调 查；有 机 物；水 污 染 指 数
法
中 图 分 类 号 ：ＴＵ９９１
文 献 标 识 码 ：Ａ
生 活、工 业 和 农 业 的 快 速 发 展 需 求 充 足 的 水 量 和良好的水 质［１］，而 近 年 来 过 量 的 生 活 和 工 业 污 水 排放已 严 重 超 出 河 水 的 自 净 能 力，使 自 然 水 质 恶 化［２］，危害公共健康［３］．由 水 污 染 导 致 的 水 资 源 短 缺 已成为限制 可 持 续 发 展 的 至 关 重 要 因 素［４］．目 前 上 海市 自 来 水 厂 以 黄 浦 江 为 主 要 饮 用 水 源，长 江 为 辅 助水源．由于上海地处太湖流域下游，所 以 黄 浦 江 上 游水质不仅受江苏、浙江来水的影响，还 受 上 海 市 大 量生活 和 工 业 污 水 污 染，水 质 仅 为 Ⅲ 到 Ⅳ 类．因 此， 上海被列为全国３６个水质型缺水城 市 之 一，更 是 联
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ； ｗａｔｅｒ ｑｕａｌｉｔｙ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ； ｗａｔｅｒ ｑｕａｌｉｔｙ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ；ｏｒｇａｎｉｃ ｍａｔｔｅｒｓ；ｗａｔｅｒ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ｉｎｄｅｘ （ＷＰＩ）
合国预测２１世纪饮用水缺乏的世界 六 大 城 市 之 一． 长江 水 质 相 对 优 于 黄 浦 江，上 海 市 有 关 部 门 投 入 巨 资修建了避 咸 蓄 淡 的 青 草 沙 水 库，容 积 达 ７ 亿 ｍ３， 作为上海市新水源地，具有淡水资源 充 足、水 质 优 良 稳定、水源易 保 护、运 行 成 本 低 等 优 势［５］，建 成 后 供 水规模占全市原水 供 应 的 ５０％ 以 上，受 益 人 口 超 过 １０００万人．其水质好 坏 直 接 关 系 到 人 民 群 众 的 生 命 健康，因此全面进行上海青草沙水库 水 质 调 查，对 水 库水质进行评价具有非常重要的现实意义．
０．１ 和 ２．０ ｍｇ·Ｌ－１以 下 ，而 总 氮 质 量 浓 度 在 ０．５～ ２．５ ｍｇ·Ｌ－１ 之 间 ，总 磷 质 量 浓 度 均 在 ０．２ ｍｇ·Ｌ－１ 以下． ２．２ 水 库 水 质 评 价
水质评价是 按 照 评 价 目 标，选 择 相 应 的 水 质 参 数、水质标准和评价方法，对水体的质 量 利 用 价 值 及 水的 处 理 要 求 作 出 评 定．其 目 标 在 于 能 准 确 地 指 出 水体 的 污 染 程 度，了 解 掌 握 主 要 污 染 物 对 水 体 水 质 的影 响 程 度 以 及 将 来 的 发 展 趋 势，为 水 资 源 的 保 护 和综合应用提供原则性的方案和依据．
上海青草沙水库水质调查与评价
周 超１，高 乃 云１，赵 世 嘏１，２，楚 文 海１
（１．同济大学 污染控制与资源化研究国家重点实验室 ，上海 ２０００９２；２．苏州市自来水公司，江苏 苏州 ２１５０００）
摘要：分别从常规理化指标、有机物指标、藻类和营养盐指 标 ４个方面对上海新水 源 地 青 草 沙 水 库 进 行 水 质 调 查，并 采 用 水污染指数法对 其 进 行 水 质 评 价．结 果 表 明，各 指 标 变 化 均 与水中藻类生 长 有 关．包 括 总 氮 评 价 时，５ 号 点 水 质 为 劣 Ⅴ 类，水库水质整体为 Ⅳ 类；不 包 括 总 氮 评 价 时，５ 号 点 水 质 在 Ⅲ类以上，３号点水 质 在 Ⅱ 类 以 上，水 库 水 质 整 体 为 Ⅱ 类．青 草沙水库水质满足作为饮用水水源的要求．
上海青草沙水库由中央沙 库 区、青 草 沙 库 区、水 库弃泥区３个部分组成，水域面积 ６６．２６ｋｍ２，其 中 中央沙库区面积 １４．２８ｋｍ２；青草沙库区面积 ５１．９８ ｋｍ２（含 青 草 沙 垦 区 ２．１８ｋｍ２）；弃 泥 区 面 积 ４．６０ ｋｍ２；环库大堤总长４８．７９ｋｍ．水库设计有 效 容 积 为 ４．３５亿 ｍ３，总 容 积 为 ５．２４ 亿 ｍ３，供 水 规 模 为 ７１９ 万 ｍ３·ｄ－１．采样站点布设如图１所示，其中２，３，４， ５，６，７ 号 点 位 为 库 内 监 测 点 ，采 样 方 法 依 据 国 家 环 保 总 局 《地 表 水 和 污 水 监 测 技 术 规 范 》（ＨＪ／Ｔ９１— ２００２）进 行 现 场 采 样 ．
第 ４０ 卷 第 ６ 期 ２０１２ 年 ６ 月
同 济 大 学 学 报（自 然 科 学 版） ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＴＯＮＧＪＩ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ（ＮＡＴＵＲＡＬ ＳＣＩＥＮＣＥ）
Ｖｏｌ．４０ Ｎｏ．６ Ｊｕｎ．２０１２
文 章 编 号 ：０２５３－３７４Ｘ（２０１２）０６－０８９４－０６
ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．０２５３－３７４ｘ．２０１２．０６．０１６
收 稿 日 期 ：２０１１－０３－２２ 基 金 项 目 ：国 家 科 技 重 大 专 项 （２００８ＺＸ０７４２１－００２，２００８ＺＸ０７４２１－００４）；国 家 “八 六 三 ”高 技 术 研 究 发 展 计 划 （２００８ＡＡ０６Ａ４１２）；住 房 和 城
乡 建 设 部 科 技 计 划 项 目 （２００９－Ｋ７－４） 第 一 作 者 ：周 超 （１９８５— ），男 ，博 士 生 ，主 要 研 究 方 向 为 水 处 理 理 论 与 技 术 ．Ｅ－ｍａｉｌ：ｚｈｏｕｃｈａｏｌｚｘｍ＠１６３．ｃｏｍ 通 讯 作 者 ：高 乃 云 （１９４９— ），女 ，教 授 ，博 士 生 导 师 ，工 学 博 士 ，主 要 研 究 方 向 为 水 处 理 技 术 及 建 筑 给 排 水 技 术 ．
图 ５ 各 点 位 藻 类 密 度 随 时 间 的 变 化 Ｆｉｇ．５ Ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｏｆ ａｌｇａｅ ｄｅｎｓｉｔｙ ｗｉｔｈ ｔｉｍｅ ｉｎ
ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｓｉｔｅｓ
周金金等 对 ［６］ 青草沙水 库 中 氮 磷 质 量 浓 度 的 研 究表 明，水 库 水 氨 氮 质 量 浓 度 较 低，在 ０．４５ ｍｇ· Ｌ－１以下，亚硝酸盐氮 与 ［７］ 硝酸盐氮质量浓度分别在
０．１２×１０７ 个 ·Ｌ－１．从 ７ 月 开 始，由 于 温 度、光 强 等 因素适合藻类生长，５ 号 点 藻 类 密 度 大 幅 增 加．而 从 其他点数据 看，藻 类 含 量 也 有 增 加，但 增 幅 不 大，均 在０．６×１０７ 个 ·Ｌ－１以 下．表 明 水 库 整 体 藻 类 密 度 相对较小．
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图 １ 采 样 站 点 布 设 图［５］ Ｆｉｇ．１ Ｐｉｃｔｕｒｅ ｏｆ ｓａｍｐｌｉｎｇ ｓｉｔｅｓ
２ 结果与讨论
２．１ 水 质 调 查 结 果 ２．１．１ ｐＨ 值
如图 ２ 所 示，各 监 测 点 的 ｐＨ 值 均 处 在 碱 性 范 围，且变化趋势大致相同，１１ 月开始，ｐＨ 显著 下 降． 藻类生长旺盛时，光 合 作 用 消 耗 的 ＣＯ２ 使 水 中 氢 离 子减少，ｐＨ 值升高．而 １１ 月 后，温 度 不 适 合 藻 类 生 长，故水中 ＣＯ２ 量增加，ｐＨ 值降低． ２．１．２ 高 锰 酸 盐 （ＣＯＤＭｎ）指 数
Ｅ－ｍａｉｌ：ｇａｏｎａｉｙｕｎ＠ｓｉｎａ．ｃｏｍ
第６期
周 超 ，等 ：上 海 青 草 沙 水 库 水 质 调 查 与 评 价
物指 标、藻 类 和 营 养 盐 指 标 ４ 方 面 对 水 库 水 质 进 行 调查．采 用 国 家 环 境 监 测 站 推 荐 的 地 表 水 水 质 评 价 方法———水污染指数法（ＷＰＩ）对 上 海 青 草 沙 水 库 各 取样点在监测期内的水质进行评价．
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｗａｔｅｒ ｑｕａｌｉｔｙ ｓｕｒｖｅｙ ｗａｓ ｄｉｖｉｄｅｄ ｉｎｔｏ ｆｏｕｒ ｐａｒｔｓ ｓｕｃｈ ａｓ ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ ｐｈｙｓｉｃａｌ ａｎｄ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｉｎｄｉｃａｔｏｒｓ， ｏｒｇａｎｉｃ ｍａｔｔｅｒｓ， ａｌｇａｅｓ ａｎｄ ｎｕｔｒｉｅｎｔｓ ｉｎｄｉｃａｔｏｒｓ． Ｗａｔｅｒ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ｉｎｄｅｘ （ＷＰＩ）ｗａｓ ａｄｏｐｔｅｄ ｔｏ ｅｖａｌｕａｔｅ ｔｈｅ ｗａｔｅｒ ｑｕａｌｉｔｙ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｉｎｄｉｃａｔｏｒ ｃｈａｎｇｅｓ ａｒｅ ａｌｌ ｌｉｎｋｅｄ ｔｏ ｔｈｅ ｇｒｏｗｔｈ ｏｆ ａｌｇａｅｓ ｉｎ ｗａｔｅｒ．Ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇ ｔｏｔａｌ ｎｉｔｒｏｇｅｎ， ｗａｔｅｒ ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ｓｉｔｅ ５ ｉｓ ｅｖｅｎ ｕｐ ｔｏ Ⅴ ｉｎｆｅｒｉｏｒ ｃｌａｓｓ，ｔｈｅ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ ａｓ ａ ｗｈｏｌｅ ｆｏｒ Ⅳ ｃｌａｓｓ；ｗｉｔｈｏｕｔ ｔｏｔａｌ ｎｉｔｒｏｇｅｎ， ｗａｔｅｒ ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ｓｉｔｅ ５ｉｓ ａｂｏｖｅⅢ ｃｌａｓｓ，ｗａｔｅｒ ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ｓｉｔｅ ３ ｉｓ ａｂｏｖｅ ⅡＣｌａｓｓ，ｔｈｅ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ ａｓ ａ ｗｈｏｌｅ ｆｏｒ Ⅱ ｃｌａｓｓ．Ｔｈｅ Ｑｉｎｇｃａｏｓｈａ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ ａｓ ａ ｄｒｉｎｋｉｎｇ ｗａｔｅｒ ｓｏｕｒｃｅ ｃａｎ ｆｕｌｌｙ ｍｅｅｔ ｗａｔｅｒ ｑｕａｌｉｔｙ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ．
Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｏｆ Ｗａｔｅｒ Ｑｕａｌｉｔｙ ｉｎ Ｑｉｎｇｃａｏｓｈａ Ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ ｏｆ Ｓｈａｎｇｈａｉ
ＺＨＯＵ Ｃｈａｏ１，ＧＡＯ Ｎａｉｙｕｎ１，ＺＨＡＯ Ｓｈｉｊｉａ１，２，ＣＨＵ Ｗｅｎｈａｉ１
（１．Ｓｔａｔｅ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ ａｎｄ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｒｅｕｓｅ， Ｔｏｎｇｊｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０００９２，Ｃｈｉｎａ；２．Ｓｕｚｈｏｕ Ｃｉｔｙ Ｗａｔｅｒ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｓｕｚｈｏｕ ２１５０００，Ｃｈｉｎａ）
由图４可看出，水库水ρ（ＢＯＤ５）长 年 在 ４ ｍｇ· Ｌ－１以 下，对 应 《地 表 水 环 境 质 量 标 准 》中 的 Ⅲ 类 水 质 ．５，６，７ 号 点ρ（ＢＯＤ５）值 较 大 ，水 质 相 对 较 差 ．９ 月
至１１月间ρ（ＢＯＤ５）有上升阶段，原因 在 于 藻 类 死 亡 后其 组 织 残 体 氧 化 消 耗 了 大 量 氧．由 于 上 海 青 草 沙 水库外围保护较好，不存在工业污染，故 推 断 藻 类 生 长是影响其水质的主要因素之一． ２．１．４ 藻 类
由图５ 可 知，２００９ 年 水 库 藻 类 高 峰 出 现 在 ８ 月 至１０ 月，与 前 面 有 机 物 指 标 值 升 高 相 对 应．调 查 期 间，藻类 含 量 最 高 为 ７．６９×１０７ 个 ·Ｌ－１，最 低 为
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同 济 大 学 学 报（自 然 科 学 版）
第 ４０ 卷
１ பைடு நூலகம்验内容与方法
本试验研究目的是通过对上海青草沙水库水质 的调 查 和 评 价，为 其 作 为 饮 用 水 水 源 的 水 处 理 工 艺 选择 及 饮 用 水 安 全 保 障 技 术 研 究 提 供 参 考 依 据．实 验内 容 包 括：对 上 海 青 草 沙 水 库 水 质 变 化 情 况 进 行 检测，时间为２００９年４月到 １２ 月．分 别 从 水 库 的 库 首、库中、库尾取样，以期反映水库 的 整 体 情 况．采 样 频率为每月一次，其中７，８，９ 三个月 加 密 监 测，每 月 实测２ 次，共开展１２次监测．从常规理化指标、有机
由 图 ３ 所 示 ，高 锰 酸 盐 指 数 峰 值 出 现 在 ８ 月 至 １０ 月 ．５ 号 点 的 有 机 物 质 量 浓 度 明 显 高 于 其 他 点 位 ，表 明 其 水 质 最 差 ．水 库ρ（ＣＯＤＭｎ）最 大 时 超 过 ６ ｍｇ·Ｌ－１， 对 应 《地 表 水 环 境 质 量 标 准 》Ⅳ 类 水 质 ． ２．１．３ 五 日 生 化 需 氧 量 （ＢＯＤ５）