竹银水库建库前底泥氮磷释放模拟研究及应用Ⅰ

第34卷第4期2016年7月佛山科学技术学院学报（自然科学版）JournalofFoshanUniversity(NaturalSciencesEdition)Vol.34No.4Jul.2016文章编号：1008-0171(2016)04-0065-04竹银水库建库前底泥氮磷释放模拟研究及应用I刘红涛^吴艳龙2,招景添^袁士琪^吴孟李2(1.珠海市水资源中心，广东珠海519000;2.珠海市水质监测中心，广东珠海519020)摘要:以珠海竹银水库为研究对象，开展水库建设前库底底泥氮磷调查，通过模拟底泥氮磷释放实验分析蓄水前后入库水源氮磷含量的影响。结果表明，底泥中较高的氮磷负荷和释放存在水体富营养化和蓝藻水华的风险，应对库底采取清淤措施，以降低水库建成后运行时底泥中氮磷污染物的二次污染，保障水库饮用水源安全。关键词：水库;底泥;氮;磷中图分类号:TV697.2文献标志码:A竹银水库位于广东省珠海市斗门区六乡镇，西江流域内珠江三角洲磨刀门水道右岸，2009年4月开工建设，2011年4月19日竣工，总库容达4018万m3,是珠海境内最大的中型水库。水库控制集水面积2.99km2，因天然集水面积小，主要解决枯水期咸潮期间供水不足的矛盾，水库蓄水主要是从位于西江磨刀门水道抽水经输水管道人库。竹银水库库底状况较为复杂，建库前既有农田、水塘、果园苗圃和蜂场等农业区域，还有奶牛养殖场、养鸡场等有机污染较严重的区域。水库建成后水质污染的主要来源是水质污染及底泥释放。竹银水库新建初期，如果清库不彻底，在水库蓄水后，底泥中较高含量的氮磷营养进人水体后，就会增加水库蓄水后水质退化和蓝藻水华的风险。底泥是水库中重要的营养盐二次污染源[1]，在厌氧的环境下，底泥通常会产生氮磷释放现象，对中小型水库的富营养化关系密切[2]。本文对竹银水库建库前底泥氮磷进行模拟研究，以最大限度减少建库后背景底泥释放对水质的影响。1材料与方法1.1采样点位与采样时间根据现场实地查勘，底泥采样点主要布设在存在污染隐患较重的农田、养殖场、果场以及主库区主坝、副坝等区域土壤等区域，分别为：主坝(S1)、1号隧洞口前（S2)、1号隧洞口前(S3)、1号副坝前2(S4)、蒙牛养殖场1(S5)、蒙牛养殖场2(S6)、蒙牛养殖场3(S7)、二圣宫区前（S8)、二号副坝前（S9)、二号副坝前2(S10)共10个代表点位，如图1所示。2009年11月在水库库底采集了10个采样点的土壤样品，2010年4月再次采集10个采样点的土壤样品。图1竹银水库底泥采样点位(S1~S10)收稿日期：2016-01-15基金项目：珠海市科技局资助项目（2009071)作者简介:刘红涛(1965-)，女，广东增城人，珠海市水资源中心高级工程师66佛山科学技术学院学报（自然科学版)第34卷1.2实验设计实验设计应用Uwtec柱状采泥器(奥地利产)采集底泥，每个地点采集3个平行样。1.2.1底泥氮磷释放实验装置释放装置为内径10cm、高度50cm封闭的空心圆柱体，材料为PVC双向开口，共10个。根据蓄水系统的一般结构，主要分为基质和水体两大部分。释放装置以采得的底泥作为蓄水系统的基质，以洁净的蒸馏水作为水体部分，近似地模拟水库蓄水系统的情况，通过实验模拟研究底泥氮磷释放达到平衡时的总氮、总磷浓度，由此推断竹银水库蓄水后底泥营养盐释放强度及其对水质可能产生的影响。把采泥器中的泥样从释放装置底部压入至10cm泥样高度，添加蒸馏水至充满，通过通入氮气模拟厌氧环境，每隔2d取释放装置内液面下2/3处水样50ml，取水后补充水至充满状态，以免搅动底泥，测定水样总氮、总磷浓度。1.2.2氮磷释放量估算方法氮磷释放量估算表达式为q=[(Cn-C0)xF水]/V底泥，（1)其中，q为单位体积底泥中营养盐释放量，单位为pg•L-1;Cn、C。分别为抽取的水样的总氮或总磷浓度和注入的蒸馏水的总氮或总磷浓度，单位为为mg*L-1;Vjc为柱内液体体积;V底泥为采集的底泥体积。2实验结果2.1库底土壤中总氮和总磷含量库底土壤中总氮和总磷含量底泥营养盐含量如图2所示。底泥氮、磷分析结果表明，竹银水库库底土壤总氮(TN)含量在0.412〜2.338mg/g之间，均值为1.062mg/g，其中S9点位附近土壤总氮含量最低，S8点位的土壤总氮含量最高。S10点位的总氮含量普遍较低，含量在0.5mg/g左右，S8、S10两处基本为本底土壤。S4点位底泥总氮含量为2.254mg/g，S1点位总氮含量为1.585mg/g。总磷（TP)含量在0.195〜0.939mg/g之间，均值为0.413mg/g，含量最低为S7点位，最高点为S4点位。2.2底泥氮磷释放研究底泥氮磷释放研究S1S2S3S4S5S6S7S8S9S10采样点位图2底泥营养盐含量特征竹银