2020年至2021年合肥市董铺水库原水水质调查研究
王冰鑫 朱志诚 何苗(通讯作者)
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王冰鑫 朱志诚 何苗(通讯作者),. 2020年至2021年合肥市董铺水库原水水质调查研究[J]. 水资源研究进展,2023.1. DOI:10.12721/ccn.2023.157005.
摘要: 饮用水原水水质直接影响水厂制水工艺和出厂水品质,在制水供水系统中扮演十分重要的角色。本研究以合肥市城市饮用水的主要水源——董铺水库为研究对象,进行水样检测与统计分析,以对2020年至2021年董铺水库的原水水质的一般化学指标、微生物指标(水温、浑浊度、pH、高锰酸盐指数、锰含量、藻类数量)为基础,结合时空变化,详细展示合肥市城市饮用水的主要水源的水质状况,同时对各水库不同时期的优势藻种等进行研究。董铺水库水基本为地表水 II 类水,短期为 III 类水,夏季原水浑浊度、高锰酸盐指数、藻类数量略微上升,2021年原水水质整体质量水平与2020年接近且有所提升,为有针对性地保护原水和合肥市水原水治理、水厂制水生产提供支撑。
关键词: 水库型原水;浮游藻类;高锰酸盐指数;时空分布特征
DOI:10.12721/ccn.2023.157005
基金资助:

1 基本情况

1.1 董铺水库

董铺水库位于合肥市主城区西北,距离合肥市中心10公里,处于巢湖支流南淝河干流上游,是一座以防洪和城市供水为主的大型水库[1]。水库集水面积为207.5平方千米,总库容为2.49亿立方米,原水供应约占全市45%。董铺水库水是合肥市中心城区的主要水源之一,合肥市二水厂、三水厂、五水厂、七水厂的原水均来自于董铺水库[2]

2 研究方法

2.1 实验器材与方法

表2.1 原水水质调查实验器材和化学试剂一览表1.png表2.2 原水水质调查检测项目得所用方法2.png2.2 水质评价方法

水质评价采用单因子指数法[3],即将每个水质监测参数与《地表水环境质量标准》( GB3838-2002) 进行比较,确定水质类别,最后选择其中最差级别作为该区域的水质状况类别。

《地表水环境质量标准》未对水温、浑浊度、藻类数量做出限值要求,但浑浊度和藻类数量对制水工艺影响较大,掌握藻类数量变化规律有利于制水生产,水温对原水中的相当一部分指标会产生季节性影响,故对水温、浑浊度、藻类数量进行统计和分析。

表2.4 研究项目在地表水环境质量标准限值3.png3 结果与分析

3.1董铺水库2020年和2021年水质指标结果

表3.1.1董铺水库水2020年和2021年每月关键水质指标4.png3.2 董铺水库2020年和2021年水质指标分析

(1)水温:如图3.2.1(a)所示,董铺水库水2020-2021年的水温呈现“冬低夏高”的正常趋势,未有人为造成的环境水温变化情况发生,符合地表水《地表水环境质量标准》要求[4]

(2)pH:如图3.2.1(b)所示,董铺水库水2020年原水pH波动范围为【7.57,8.14】,均值为7.78,2021年原水pH波动范围为【7.53,7.80】,均值为7.66。2021年的原水pH值均值(7.67)小于2020年原水pH值(7.78),且波动范围更小。pH均符合地表水《地表水环境质量标准》Ⅰ类水标准。

(3)浑浊度:如图3.2.1(c)所示,董铺水库水2020年原水浑浊度,分别在7月和11月两次达到峰值,2021年浑浊度最大值出现在7月份(25.10),浑浊度均值(12.40)与2020年接近(12.10),浑浊度受气温较大影响,夏季持续高温,容易引起原水浑浊度上升。但同时2020年数据显示不仅要关注夏季原水浊度同时也要关注气温较低时原水浑浊度是否发生变化。

(4)高锰酸盐指数:又称耗氧量,可反映水体中有机及无机可氧化物质的污染程度[5]。如图3.2.1(d)所示,2020年和2021年的董铺水库水的高锰酸盐指数均在7、8、9月份较高。《地表水环境质量标准》Ⅱ类水的高锰酸盐指数为4mg/L,Ⅲ类水的高锰酸盐指数为6mg/L,2020年除8月份高锰酸盐指数达到4.27mg/L,原因为高温汛期水中有机物、氮磷等指标升高。其余所有月份和2021年全年高锰酸盐指数均小于4mg/L,水质优良,绝大部分时间属于Ⅱ类水。

(5)锰:当饮用水中锰的质量浓度超过0.1mg/L时,便会产生异味,当锰含量达到1.0mg时,水体色度增加,随之伴有令人不悦的明显金属味道,且人体中摄入过多锰会对心脏产生不利影响[6]。所以地表水中,锰限值为0.1mg/L。如图3.2.1(e)所示,2020年和2021年董铺水库水的锰含量全年均<0.1mg/L,2020年锰含量均值为0.056mg/L,2021年锰含量均值为0.036mg/L,符合《地表水环境质量标准》要求。

(6)藻类:合肥地区在七、八月份处于汛期,导致地面污染物及大颗粒物质在水流的冲刷下进入水库,水库水体受外界水体的冲击,浑浊度增大。伴随水量的增大和对水库的冲击,加上外来污染物的增加,水库水质富营养化加剧[7],给藻类的迅速的繁殖生长提供了有利的环境因素,藻类在八月份达到极值。2020年藻类数量在8月份达到最大值(3451万个/L),2021年藻类数量同在8月份达到最大值(1713万个/L),2021年藻类数量均值(683.1万个/L)较2020年藻类数量均值(1380.3万个/L)下降约二分之一,藻类数量下降说明董铺水库水的水质有所改善。

如图3.2.2(a)和(b)所示,董铺水库2020年优势藻种为伪鱼腥藻,2021年藻类优势藻种较2020年有明显变化,优势藻种新出现拟柱孢藻,该藻种属蓝藻[8],形状为细丝状,与微囊藻类似。当原水出现水质波动时,制水厂应密切关注原水水质的各种变化,对原水增加检测频次,做好嗅味、锰、色度。藻类等重点水质指标的控制。5.png6.png3.3结论

(1)通过对水质理化指标的时空变化特征进行分析,结果表明:2020年至2021年董铺水库的水温、浑浊度、pH、高锰酸盐指数、锰含量、藻类数量范围分别为【8.3,27.7℃】,【5.39,25.1NTU】,【7.53,8.14】【2.27,4.27mg/L】,【0.010,0.090mg/L】,【189.2,3451万个/L】。董铺总体水质较好,大部分时间满足《地表水环境质量标准》规定的Ⅱ水标准。

(2)董铺水库原水呈现“冬优夏劣、春秋随气候变化不定”的基本特征,即为冬季气温低时,浑浊度、浑浊度、高锰酸盐指数、藻类数量相对较低的特征,2021年原水水质整体质量水平与2020年接近且有所提升。

(3)董铺水库夏季藻类优势种2020年和2021年分别为伪鱼腥藻和拟柱孢藻。当水中藻类水量开始增加时,制水厂需加强原水水质监测力度,并科学调整净水原材料投加点位置及投加量,保证水质合格。

参考文献:

[1] 刘德刚.合肥董铺水库建设始末[J].江淮文史,2020(05):56-67.

[2] 陶若凌. 合肥市供水系统用水量预测与压力优化调控技术研究[D].浙江大学,2020.DOI:10.27461/d.cnki.gzjdx.2020.002652.

[3] 张辉,杨雄.单因子水质标识指数法在巢湖流域水质评价中的应用[J].安徽农学通报,2018,24(10):116-119+163.DOI:10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2018.10.047.

[4] 王以尧,王雅潞,唐洪,王照丽.地表水环境质量标准综述(一)——中国修订历程[J].四川环境,2022,41(02):267-272.DOI:10.14034/j.cnki.schj.2022.02.044.

[5] 兰静,吴云丽,娄保锋,王瑞琳,陈杰,卓海华.2004年以来长江中下游干流水体高锰酸盐指数时空变化分析[J].湖泊科学,2021,33(04):1112-1122.

[6] 李常勇,盛金芳,胡建江,汤兰娟.富阳市生活饮用水锰、氨氮污染的调查[J].中国卫生检验杂志,2007(01):130-131.

[7] 方旭东,张茜.饮用水中藻类污染及其控制技术[J].天津化工,2013,27(03):35-38.

[8] 任鹏飞,蒋白懿,何南浩,李振兴,唐曾晖,周午阳,孙志民.混凝/预氧化去除微污染水源水中拟柱孢藻的效能[J].中国给水排水,2019,35(11):21-25+32.DOI:10.19853/j.zgjsps.1000-4602.2019.11.004.

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