山區(qū)水庫(kù)氮污染行為與控制技術(shù)研究——以田莊水庫(kù)為例.pdf

1、田莊水庫(kù)位于魯中南山區(qū)魯山山脈之間，是典型的山區(qū)水庫(kù)，也是淄博沂源縣潛在的大型飲用水源地，但由于受氮肥生產(chǎn)與氮肥使用的長(zhǎng)期影響，水庫(kù)氮素嚴(yán)重超標(biāo)，大大影響了水體的使用功能。隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展及人口的快速增長(zhǎng)，沂源縣水資源的供需矛盾日益突出。因此，迫切需要開(kāi)展田莊水庫(kù)氮污染行為與拉制技術(shù)研究，從而為水污染的預(yù)防與治理提供科學(xué)的依據(jù)。 本文在區(qū)域自然環(huán)境概況調(diào)查基礎(chǔ)上，通過(guò)河流水質(zhì)、水量調(diào)查，淋濾試驗(yàn)、粉煤灰氮素含量測(cè)定，沉

2、積物氮素釋放試驗(yàn)、沉積物孔隙水分析等方法確定了田莊水庫(kù)各主要污染源的氮素負(fù)荷；另外，通過(guò)沸石覆蓋、砂覆蓋及無(wú)覆蓋情況下的對(duì)比試驗(yàn)，測(cè)定覆蓋層-水界面氨氮濃度、上覆水混合濃度、孔隙水氨氮濃度，結(jié)合界面釋放通量、覆蓋層理論穿透時(shí)間計(jì)算等手段綜合評(píng)價(jià)沸石覆蓋對(duì)抑制沉積物氨氮釋放的有效性；最后，通過(guò)建立平面二維模型，就多污染源影響下不同水文年水庫(kù)氮素分布及沉積物局部覆蓋、粉煤灰堆移除、面源控制等對(duì)改善水庫(kù)水質(zhì)的效果進(jìn)行了預(yù)測(cè)。取得了一些新的認(rèn)識(shí)

3、和結(jié)論： (1)田莊水庫(kù)是一個(gè)常對(duì)流水庫(kù)，硝氮與氨氮濃度高；受氨氮超標(biāo)影響，田莊水庫(kù)屬于劣V類水體。 (2)沉積物是上覆水氨氮的重要來(lái)源，釋放通量在80-175rMg/(M2·d)之間；沉積物表層發(fā)生的反硝化作用是水庫(kù)硝氮重要的去除途徑，擴(kuò)散通量約40mg/(m2·d)。 (3)農(nóng)業(yè)面源負(fù)荷(604.8t/a.)占田莊水庫(kù)硝氮總負(fù)荷的96.9％，是最大的硝氮來(lái)源；內(nèi)源負(fù)荷(128.8t/a)占氨氮總負(fù)荷的7

4、6.0％，是氨氮的最大來(lái)源。 (4)各水文年水庫(kù)氮素模擬結(jié)果表明，氨氮只有在豐水年豐水期能夠達(dá)到《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)要求，枯水年枯水期超標(biāo)最嚴(yán)重，超標(biāo)倍數(shù)為1.00-1.67倍；同一水文年枯水期的氨氮濃度比豐水期高1.30-1.50mg/L，；田莊水庫(kù)中硝氮濃度在5.00-8.00mg/L之間，不同水文年的同期濃度相差不大。 (5)庫(kù)岸粉煤灰的堆放對(duì)其周邊水域硝氮濃度影響較大，粉煤灰移除前后，濃度相差0.2

5、0-0.50mg/L，粉煤灰應(yīng)從水庫(kù)岸邊清除；治理面源污染是降低水庫(kù)硝氮濃度的關(guān)鍵，面源負(fù)荷減少30％后，硝氮的模擬濃度比控制前降低了20％左右。 (6)同一種覆蓋材料的穿透時(shí)間與覆蓋層厚度平方成正比，沸石覆蓋層的穿透時(shí)間明顯長(zhǎng)于砂覆蓋層；同一種覆蓋材料的穩(wěn)態(tài)釋放通量與覆蓋層厚度成反比；15cm厚沸石+15cm厚砂構(gòu)成的復(fù)合覆蓋層對(duì)沉積物中氨氮釋放的抑制效果將優(yōu)于50cm砂覆蓋層。 (7)取水口區(qū)沉積物沸石覆蓋對(duì)改善出水水質(zhì)的