暮底河水库总氮含量的分析及预测 吴明雪
摘要：饮用水源地水质的保护是一项关乎供水范围内居民安全用水的重要工作，暮底河水库作为文山市饮用水源地，根据实测资料对暮底河水库的总氮超标进行讨论，并按照年、月、水期和季节时空顺序对总氮变化阐述分析，并通过2013-2018年总氮含量变化趋势对其进行预测，为暮底河水库水环境保护提供了科学依据。
关键词：总氮；含量；变化；水质类别
众所周知水是生命之源，也是不可再生资源。然而随着经济的发展，水污染日益凸显，水污染事件频发，水体污染类型多种多样，其中，总氮超标也较为常见。以文山州暮底河水库为例子，该水库是文山市的主要集中式重要水源地，承担着该市居民生活用水的供水任务。根据水质实测结果表明，在总氮不参与评价的情况下暮底河水库水质良好，当总氮参评时，水质类别明显下滑，且总氮是水库水体富营养化评价的重要因素。因此，本文主要通过探讨总氮的污染情况进行讨论，并提出相应的治理措施。 1.材料与方法 1.1水库基本概况
暮底河水库位于云南省文山壮族苗族自治州州府所在地文山市城区西北部，盘龙河右岸一级支流暮底河下游河段，隶属红河流域泸江水系,是集农业灌溉、水利发电、城市工业用水，生活用水为一体的三等中型水库工程，兼顾城市防洪和下游电站枯期补偿枯流等功能。依据《云南省水功能区划》（2014年修订）以及《文山州地表水功能区划》（2015年修订），暮底河水库属于暮底河水库文山开发利用区（二级区：暮底河水库文山饮用、工业用水区），水域面积1.5km2，水质保护目标为Ⅱ类。 1.2水质分析背景
氮是所有生物体必需的营养元素，也是引起水体富营养化的主要元素之一［1］，水库中氮超标会使水生态失衡，最终导致水环境恶化。水中氮是无机氮和有机两种形式氮存在，二者之和称为总氮。根据实测结果按照综合营养状态指数法对暮底河水库进行评价，自2013年起暮底河水库均为中营养状态，超标项目为总氮、总磷，其中总氮超标率高达100%，说明总氮是暮底河水库营养状态的关键因素，因此本文主要分析水库水体中总氮的时空变化特征。 1.3分析方法
资料来源：本文采用2013-2018年云南省水环境监测中心文山州分中心的水质监测月成果，水期、季度、年成果以月为基础计算平均值得出。
采样：按《水环境监测规范》［2］（SL219-2013）监测点布设原则，监测点位于水库中心，水面下0.5米采样，每月月初完成取样。
测定方法：HJ 636-2012碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法测定总氮，方法检测限为0.05mg/L；纳氏试剂分光光度法（HJ535-2009）测定氨氮，方法检出限为0.025mg/L；离子色谱法测定硝酸盐氮方法检出限为0.016mg/L。 2水库总氮的变化情况分析
2.1水库中总氮、硝酸盐氮、氨氮的年变化情况
文山州分中心对含氮的监测项目主要包括总氮、氨氮和硝酸盐氮，由（图1）可以看出2013年总氮浓度为0.58mg/L到2018年变为0.96mg/L，硝酸盐氮浓度为0.36mg/L，到2018年变为0.81mg/L；氨氮浓度为0.058mg/L，到2018年变为
0.091mg/L；无论总氮还是硝酸盐氮、氨氮的变化都出现了先升高后降低再增加又降低，但整体都呈现升高的趋势。其中，总氮浓度均超过《地表水环境质量标准》［3］Ⅱ类标准限值，处于Ⅲ类水质水平，甚至个别年处于Ⅳ类。这种变化规律的出现，可能是由于水库复杂的生态系统中氮元素转换过程受很多因素的影响和制约。
水中的有机氮通过氧化和微生物活动可转化为氨氮，氨氮在好氧情况下又能被硝化细菌氧化成亚硝酸盐氮和硝酸盐氮。亚硝酸盐氮是氨硝化过程的中间产物，水中亚硝酸盐含量高，最终转化为稳定的硝酸盐氮（NO3-），成为植物的氮营养源。由2013-2018年氨氮、硝酸盐氮和总氮的含量变化曲线（图1）可以看出，水库中的氮形态存在主要是以硝酸盐氮酸盐氮（NO3-）形式存在。
2.2 水库中总氮的水期变化情况
由（图2）可以看出2013-2018年期间，汛期和非汛期都变化规律一致，2013到2015年先上升后下降，2015年到2017年保持上升，且幅度相对较大，2017到2018有所回落。汛期最高值出现在2017年，最低值出现在2013年，含量分别为0.960mg/L、0.466mg/L，水质类别分别为Ⅲ类和Ⅱ类，非汛期最高值出现在2017年，最低值出现在2013年，含量分别为1.11mg/L、/0.686mg/L，水质类别分别为Ⅳ类和Ⅲ类。
2.3水库中总氮的月变化情况
经查阅资料可知2013-2015年间，总氮含量在Ⅱ-Ⅲ类水质范围内，自2016-2018年起总氮的月变化情况有所改变（图3），参照评价标准，可知除去2016年7月和2017年7月总氮为Ⅱ类水质以外，其他月份总氮含量均在Ⅱ-Ⅳ类水质范围内，总氮浓度都超过《地表水环境质量标准》Ⅱ类标准值，其中2016年有9个月为Ⅲ类，3个月为Ⅳ类；2017年有5个月为Ⅲ类，7个月为Ⅳ类；2018年有7个月为Ⅲ类，5个月为Ⅳ类，其中最大值出现在2017年8月含量为1.49mg/L，超标倍数为1.98，处于Ⅳ类，呈现倾向劣Ⅴ的趋势。 2.4水库中总氮的季节变化情况
从图4可以看出，在2015年春季总氮含量降低，在其他年份的春季均保持增长；在2013-2017年夏季总氮含量保持缓慢增长，2018年有所降低；在2013-2017年秋季总氮含量保持增长，2018年出现大幅降低；2013-2018年冬季总氮的含量均大于其他季节，最大值依然出现在2017年冬季，含量为1.24mg/L，水质类别为Ⅳ类，最小值为2015年春季0.648 mg/L，水质类别为Ⅲ类。 3.结果分析及预测 3.1结果分析
根据2013-2018年对暮底河水库的总氮、硝酸盐氮、氨氮的数据分析可以得出，该水库硝酸盐氮与氨氮之和占总氮的比例超过95%，可以通过对硝酸盐氮和氨氮输入控制总氮的增长，从而对水库富营养化起到一定的抑制作用。从总体上来看，枯水期总氮含量平均都大于丰水期，由于文山州汛期降水量远远大于非汛期，库容在汛期明显增加，说明汛期水量增多，水库的稀释降解能力增强。但在2013-2018年中，总氮含量最高出现在2017年8月份，经查阅相关资料，这是由于取样之前连续下雨，大水将农田和水生活用水冲到水库中致使总氮含量增高。
3.2总氮趋势预测
总氮含量变化无论是年、水期、季度变化趋势上来看，2013年到2017年整体是在增长，虽然在2018年有所回落，但降幅不明显，水质类别为Ⅲ，有变为Ⅳ类的风险，如果不采取相应措施，预计未来水质类别为Ⅳ类的可能性较大。 参考文献：
[1]章茹，周文斌，金可礼.深圳茜坑水库小流域非点源污染负荷估［J］江西师范大学学报:自然科学版，2008，32(5):627-630
[2]中华人民共和国水利部行业标准，水环境监测规范(SL219-2013)，北京，中国水利水电
出版社, 2014，87～90.
[3] GB3838-2002，地表水环境质量标准[S].北京：中国标准出版社，2002.
暮底河水库总氮含量的分析及预测 吴明雪
