水质分析作业.doc

2 白石水库水源水质现状评价与预测分析在水源工程建设中，水源水质因素起着绝对性的控制作用。水源水质首先决定工程是否可行，同时也是选择净水工艺流程和工艺设计参数的依据。因此，在阜新市引白水源工程的前期工作中，一直将白石水库水质评价分析列为重点研究内容。在水库建设期间，沈阳建筑大学开展了“在建白石水库水源水质预测研究”，并通过了辽宁省科委组织的专家鉴定（辽科鉴字1998075号）；水库建成落闸蓄水后，辽宁省环境监测站于2003年1月21日和22日又进行了现状监测，以此为依据辽宁省环境科学研究院开展了“白石水库水源水质现状及水质预测评价”，并通过了辽宁省环境保护局组织的专家审查（辽环函2003115号）。从水库建成前的1997年到水库建成后的2006年，辽宁省水环境监测中心朝阳分中心对入库河流和水库进行了长期的监测。沈阳建筑大学在水库预留取水口处，从2004年5月到2005年6月的一个完整水文周期，每天进行一次水质监测。现依据上述监测和研究成果进行白石水库水源水质现状评价与水质预测分析，其目的在于分析确定以白石水库作为阜新市生活饮用水水源的净水工艺设计和本研究依据。2.1 白石水库水源水质评价概况2.1.1白石水库概况白石水库位于辽宁省北票市上圆镇大凌河干流上，是一座以防洪、灌溉和城市供水为主，兼顾发电、养鱼的综合领域水利枢纽。水库总库容16.45108m3；正常蓄水位127 m，相应库容10108m3，属大型水库。从1999年9月下闸蓄水后，采用低水位运行方式，水位为114 m，蓄水量2.3108m3。近年内，计划仍然采用低水位运行方式，本次水质评价分析依此为背景。2.1.2 评价范围水质监测评价的范围为白石水库入库干流（大凌河）和支流（牤牛河、凉水河）与大坝围成的区域。水质监测断面：大凌河B19处，牤牛河M7，凉水河L10处，水库中心区B5处，坝前取水口处B1。2.1.3 评价因子根据白水水库水质污染源性质、类型和有关饮用水水源水质控制项目，及其前期的大量调查的结果，确定主要的评价水质项目为三大类：一般化学性状指标、常规毒理学指标、微生物学指标和有机物共33项（见表2-1）。预测因子选择现状监测中超标的因子进行预测。2.1.4 评价依据根据国家及其有关部门对生活饮用水水源的有关标准和规定，选用的评价依据主要有：GB3838-2002地表水环境质量标准；CJ3020-93生活饮用水水源水质标准；GB5749-85生活饮用水水质卫生标准；卫法监发2001161号文生活饮用水水质卫生规范。根据评价因子，相应的标准值见表2-1。2.2 水源水质现状与评价分析2.2.1 入库河流水质现状与评价分析白石水库入库河流干流为大凌河，支流有牤牛河和凉水河。入库河流水质现状监测结果见表2-2。牤牛河：由表2-2可知，在所监测的28个项目中，PH、溶解氧、化学氧量、生化需氧量、氟化物、挥发酚、石油类、阴离子表面活性剂、硫化物、粪大肠菌群、铜、硒、砷、汞、镉、六价铬、铅、氰化物、高锰酸盐指数、氨氮、总磷、锌等22项监测指标符合GB3838-2002中I-II类水标准；硫酸盐、氯化物、硝酸盐、铁、锰等5项监测指标符合集中式生活饮用水地表水源地补充项目标准限值的要求。总氮符合水质标准的要求。表2-1 水源水质评价相关标准 单位：mgL（PH除外）序号评价因子（水质项目）标准值GB3838-2002类CJ3020-93二级GB5749-852001161饮用水标准饮用水水源1pH696.58.56.58.56.58.5感官性状指标和一般化学性状指标处理后应满足饮用水标准2总硬度4504504503铁0.30.30.30.34锰0.10.10.10.15铜1.01.01.01.06锌1.01.01.01.07挥发酚0.0050.0040.0020.0028阴离子表面活性剂0.20.30.30.39硫酸盐25025025025010氯化物25025025025011硫化物0.20.0212氟化物1.01.01.01.01.013氰化物0.20.050.050.050.0514砷0.050.050.050.050.0515硒0.010.010.010.010.0116汞0.00010.0010.0010.0010.00117镉0.0050.010.010.010.0118铬0.050.050.050.050.0519铅0.050.070.050.010.0120总磷（以P计）0.2(湖库0.05)21总氮（以N计）1.022氨氮1.01.023非离子氨24硝酸盐氮1020202025亚硝酸盐氮0.004(以N计辽宁省卫生厅)、0.1（以NO2计建设部2000年规划）26溶解氧527CODMn663(特殊5)28CODCr2029BOD5430石油类0.0531SS32细菌总数(cfumL)10010033粪大肠菌群(个L)1000010000034总大肠菌群(个L)3020000 表2-2 入库河流水质现状监测结果（辽宁省环境监测中心站） 单位：mgL（PH除外）序号项目牤牛河凉水河大凌河1PH7.05-7.357.55-7.627.34-7.582溶解氧12.810.07.373高锰酸盐指数2.8326.320.54化学需氧量1024235.45生化需氧量1.411.112.826氨氮0.385.291.967总磷0.020.010.228总氮0.8114.06.009铜0.020.020.0210锌0.080.100.1111氟化物0.461.071.4812硒0.0030.0040.00313砷0.000050.008050.0068814汞0.000020.000020.0000215镉0.00050.00050.000516六价铬0.0030.0080.00517铅0.0050.0050.00518氰化物0.0020.0020.00219挥发酚0.0010.0240.03620石油类0.020.480.0221阴离子表面活性剂0.020.360.1922硫化物0.010.010.0223粪大肠菌群3258000027524硫酸盐20.073.656.625氯化物15.449.330.926硝酸盐0.387.923.6027铁0.060.900.3828锰0.070.180.20注：1、 表示按GB3838-2002地表水环境质量标准类水质评价超标；2、牤牛河采样点上下游处河宽约20m，基本全部封冻，仅有一处有水流动，水体外观清澈透明；3、凉水河采样点处河宽约为26m，流速为0.3m/s；4、大凌河采样点河宽约为200m，流速为0.69m/s。凉水河：在对凉水河所监测的28个项目中，PH、溶解氧、生化需氧量、铜、硒、砷、汞、镉、六价铬、铅、氰化物、硫化物等12项监测指标符合GB3838-2002中I类水质标准；锌符合II类水质标准；总磷、氟化物、石油类符合IV类水质标准；高锰酸盐指数、化学需氧量、氨氮、总氮、挥发酚、阴离子表面活性剂、粪大肠菌群等7项监测指标为劣V类水质；硫酸盐、氯化物、硝酸盐、锰等4项监测指标符合集中式生活饮用水地表水源地补充项目标准限值的要求，而铁的监测值超出此要求。大凌河：在对大凌河的监测项目中PH、生化需氧量、铜、石油类、阴离子表面活性剂、硫化物、粪大肠菌群、硒、砷、汞、镉、六价铬、铅、氰化物等14项监测指标符合GB3838-2002中I类水质标准；溶解氧、锌符合类水质标准；氟化物符合类水质标准；化学需氧量、氨氮符合水质标准；高锰酸盐指数、总磷、总氮、挥发酚等4项监测指标为劣类水质；硫酸盐、氯化物、硝酸盐、锰等4项监测指标符合集中式生活饮用水地表水源地补充项目标准限值的要求，而铁的监测值超出此要求。由以上分析可知，目前入库三条河流中，牤牛河的水质能够达到地表水类水质要求，大凌河及凉水河已经超过地表水类水体，主要的超标污染物为CODcr、BOD5、氨氮、总氮以及铁、锰。2.2.2 水库中心区水质现状与评价分析白石水库中心区水质现状监测结果见表2-3和表2-4。由表10-3可知，在对白石水库中心区各个点位所监测的28个项目中，pH、溶解氧、化学需氧量、生化需氧量、石油类、阴离子表面活性剂、硫化物、粪大肠菌群、铜、硒、砷、汞、镉、六价铬、铅、氰化物、总磷、锌等18项监测指标符合GB3838-2002中-类水质标准；高锰酸盐指数、氨氮指标符合类水质标准；氟化物、挥发酚除各别点位超标外，总体也达到了类标准；总氮在水库中心区垂直线中层采样点位和右侧垂线上层采样点为类水质，其余的监测点符合类水质标准。硫酸盐、氯化物、硝酸盐、铁、锰5项监测指标符合集中式生活饮用水地表水源地补充项目标准限值的要求。 表2-3 白石水库库中心区水质现状监测结果（辽宁省环境监测中心） 单位：mgL（PH除外）项目左中右上中下上中下上下PH7.53-7.567.33-7.577.43-7.527.45-7.617.62-7.637.30-7.587.50-7.517.49-7.53溶解氧10.09.659.3611.711.511.011.611.2高锰酸盐指数4.434.734.824.534.924.764.755.27化学需氧量10.010.010.010.010.010.010.010.0生化需氧量1.001.001.002.042.281.452.101.47氨氮0.740.620.810.610.810.650.780.68总磷0.020.010.020.020.020.020.010.02总氮1.491.361.501.391.681.341.551.44铜0.020.020.020.020.020.020.020.02锌0.090.080.100.080.080.080.090.10氟化物0.940.590.780.580.600.800.600.92硒0.0030.0030.0040.0030.0030.0040.0030.003砷0.00050.000050.00050.000050.00050.000050.00050.00005汞0.000020.000020.000020.000020.000020.000020.000020.00002镉0.00050.00050.00050.00050.00050.00050.00050.0005六价铬0.0020.0020.0020.0020.0020.0020.0020.002铅0.0050.0050.0050.0050.0050.0050.0050.005氰化物0.0020.0020.0020.0020.0020.0020.0020.002挥发酚0.0040.0040.0050.0040.0040.0050.0040.004石油类0.020.020.020.020.020.020.020.02阴离子表面活性剂0.020.020.020.020.020.020.020.02硫化物0.010.010.010.010.010.010.010.01粪大肠菌群1020951010102010硫酸盐37.937.539.739.138.139.338.438.2氯化物27.828.027.727.827.227.427.427.2硝酸盐0.650.640.650.680.680.600.680.66铁0.050.050.060.050.060.050.060.05锰0.060.060.060.050.050.050.060.05注： 表示按GB3838-2002地表水环境质量标准类水质评价超标。表2-4 水库中心区水质现状分析 单位：mg/L（PH值除外）项目左中右数据范围均值超标率（%）PH7.33-7.577.30-7.637.49-7.537.30-7.630水温3.43.43.63.0-3.73.5溶解氧9.6811.411.49.33-11.8010.80高锰酸盐指数4.664.745.014.39-5.294.800化学需氧量10.010.010.010-12.810.00生化需氧量1.001.921.781.00-2.401.570氨氮0.720.690.730.44-0.970.710总磷0.020.020.020.01-0.040.02总氮1.451.471.501.20-1.691.47100铜0.020.020.020.050.020锌0.090.080.100.08-0.110.090氟化物0.770.660.760.58-1.290.7318.8硒0.0040.0030.0030.003-0.0040.0030砷0.000050.000050.000050.000010.000050汞0.000020.000020.000020.000050.000020镉0.00050.00050.00050.0010.00050六价铬0.0020.0020.0020.0040.0020铅0.0050.0050.0050.010.0050氰化物0.0020.0020.0020.0040.0020挥发酚0.0040.0040.0040.002-0.0060.00437.5石油类0.020.020.020.050.020阴离子表面活性剂0.020.020.020.050.020硫化物0.010.010.010.020.010粪大肠菌群(个/L)42101510-170220硫酸盐38.438.938.337.5-40.738.50氯化物27.927.527.327.1-28.527.60硝酸盐0.650.660.670.58-0.700.660铁0.060.060.060.05-0.060.060锰0.060.050.060.05-0.060.060注：1. 表左、中、右为监测两天上、中、下6个数据的平均值。均值为坝前区16个监测数据的平均值。2. 表示按GB3838-2002地表水环境质量标准III类水质评价超标。由表2-4可知，在对白石水库中心区各个点位所监测的28个项目中，以所有点位的均值评价水库中心区断面，其中pH、溶解氧、化学需氧量、生化需氧量、石油类、阴离子表面活性剂、硫化物、粪大肠菌群、铜、硒、砷、汞、镉、六价铬、铅、氰化物、总磷、锌等18项监测指标符合GB3838-2002中的-类水质标准；高锰酸盐指数、氨氮指标符合类水质标准的要求；按类水质标准评价，氟化物和挥发酚超标率分别为18.8%和37.5%；总氮符合类水质标准。硫酸盐、氯化物、氯化物、硝酸盐、铁、锰5项指标符合集中式生活饮用水地表水源地补充项目标准限值的要求。在对白石水库中心区各个点位所监测的28个项目中，除总氮为IV类水质外，其余项目均达到或优于III类水质，或者符合集中式生活饮用水地表水源地补充项目标准限值的要求。2.2.3 水库坝前区水质现状与评价分析白石水库坝前区水质现状监测结果见表2-5和表2-6。由表2-5可知，在对白石水库坝前区各个点位所监测的28个项目中，pH、溶解氧、氟化物、石油类、阴离子表面活性剂、硫化物、粪大肠菌群、铜、硒、砷、汞、镉、六价铬、铅、氰化物、总磷、锌等17项监测指标符合GB3838-2002中的-类水质标准；化学需氧量在水库前区的右侧垂线下层采样点为类水质，其余的点位符合-类水质标准；生化需氧量在水库坝前区的右侧垂线上层采样点为类水质，其余的点位符合-类水质标准；高锰酸盐指数在水库坝前区的左侧垂线上层采样点，中心垂线下层采样点、右侧垂线下层采样点为类水质，其余的点位符合类水质标准；氨氮在右侧垂线下层采样点为类水质，其余的点位符合-类水质标准；总氮在右侧垂线下层采样点为劣类水质，其余的点位符合类水质标准；挥发酚符合类水质标准的要求；硫酸盐、氯化物、硝酸盐、铁、锰等5项监测指标符合集中式生活饮用水地表水源地补充项目标准限值的要求 表2-5 白石水库坝前区水质现状监测结果（辽宁省环境监测中心站） 单位：mg/l（PH值除外） 项 目GB3838-2002III类左中右上中下上中下上中下PH697.26-7.337.48-7.587.25-7.587.57-7.597.31-7.587.58-7.637.17-7.347.24-7.417.30-7.45溶解氧510.710.59.9810.810.29.8910.910.410.0CODMn66.344.745.924.635.026.085.325.068.00CODCr2013.712.312.611.611.812.017.616.421.4BOD541.221.391.001.531.282.603.372.831.12氨氮1.00.560.520.760.520.480.500.550.591.37总磷0.050.010.010.020.020.020.020.020.020.02总氮1.01.311.261.501.281.201.121.321.342.17铜1.00.020.020.020.020.020.020.020.020.02锌1.00.080.100.080.120.100.100.100.100.08氟化物1.00.600.580.580.780.580.850.590.580.59硒0.010.0030.0040.0030.0030.0030.0030.0040.0040.003砷0.050.000050.000050.000050.000050.000050.000050.000050.000050.00005汞0.00010.000020.000020.000020.000020.000020.000020.000020.000020.00002镉0.0050.00050.00050.00050.00050.00050.00050.00050.00050.0005六价铬0.050.0020.0020.0020.0020.0020.0020.0020.0020.002铅0.050.0050.0050.0050.0050.0050.0050.0050.0050.005氰化物0.20.0020.0020.0020.0020.0020.0020.0020.0020.002挥发酚0.0050.0020.0020.0020.0020.0020.0020.0020.0020.002石油类0.050.020.020.020.020.020.020.020.020.02表面活性剂0.20.020.020.020.020.020.020.020.020.02硫化物0.20.010.010.010.010.010.010.010.010.01粪大肠菌群100001010101010101010250硫酸盐25037.937.438.038.937.739.838.437.839.0氯化物25027.627.227.327.827.127.827.427.627.6硝酸盐100.660.660.620.680.650.540.680.650.61铁0.30.060.060.050.060.060.060.060.060.06锰0.10.040.050.040.050.040.050.050.050.05注： 表示按GB3838-2002地表水环境质量标准III类水质评价超标。表2-6 水库坝前区水质现状分析单位 单位：mg/l（PH值除外） 项 目左中右数据范围均 值超标率（%）PH7.25-7.587.31-7.637.17-7.457.17-7.630水温3.53.43.73.0-3.93.5溶解氧10.410.310.59.86-10.910.40CODMn5.675.246.124.55-8.085.6838.9CODCr12.811.818.510.0-26.914.45.6BOD51.201.802.441.00-3.721.820氨氮0.610.500.840.32-1.670.6511.1总磷0.010.020.020.050.020总氮1.361.201.611.02-2.401.39100铜0.020.020.020.050.020锌0.090.100.100.08-0.120.100氟化物0.590.740.590.58-0.950.640硒0.0030.0030.0040.003-0.0040.0030砷0.000050.000050.000050.000010.000050汞0.000020.000020.000020.000050.000020镉0.00050.00050.00050.0010.00050六价铬0.0020.0020.0020.0040.0020铅0.0050.0050.0050.010.0050氰化物0.0020.0020.0020.0040.0020挥发酚0.0030.0030.0030.001-0.0040.0030石油类0.020.020.020.050.020表面活性剂0.020.020.020.050.020硫化物0.010.010.010.020.010粪大肠菌群(个/L)10109010-490370硫酸盐37.838.838.437.3-40.538.30氯化物27.427.627.527.1-28.027.50硝酸盐0.640.620.650.54-0.680.640铁0.050.060.060.05-0.060.060锰0.40.050.050.04-0.050.050注：1. 表中左、中、右为监测两天上、中、下6个数据的平均值。均值为坝前区18个监测数据的平均值。2. 表示按GB3838-2002地表水环境质量标准III类水质评价超标。由表2-6可知，在对白石水库坝前区各个点位所监测的28个项目中，以所有点位的均值评价水库坝前区断面水质，pH、溶解氧、化学需氧量、生化需氧量、氟化物、石油类、阴离子表面活性剂、硫化物、粪大肠菌群、铜、硒、砷、汞、镉、六价铬、铅、氰化物等17项监测指标符合GB3838-2002中I类水质标准；总磷、锌符合类水质标准；高锰酸盐指数、氨氮、挥发酚3项监测指标符合类水质标准；总氮符合类水质标准。硫酸盐、氯化物、硝酸盐、铁、锰符合集中式生活饮用水地表水源地补充项目标准限值的要求。在对白石水库坝前区各个点位所监测的28个项目中，除总氮为IV类水质外，其余项目均达到或优于III类水质，或者符合集中式生活饮用水地表水源地补充项目标准限值的要求。2.2.4 水源取水口处水质现状与评价分析阜新引白水源取水口位于坝前区的右侧，故水库坝前区水质基本代表了该取水口处的水质。但由于前述对水库坝前区水质监测时段较短，难以反映该水源水质的长期实际动态变化情况。因此，为了准确掌握取水口处的水质，从2002年6月到2003年6月，对取水口处水质进行了为期2年的长期动态定点监测，每月监测1次。监测断面在取水口处上、中、下三点。水质监测项目共30项，其中有25项为GB3838-2002地表水环境质量标准规定的项目。水源取水口水质监测结果见表2-7和表2-8。由表2-7和表2-8可知，PH、氟化物等8项指标符合GB3838-2002地表水环境质量标准中I-II类标准的要求。氨氮、溶解氧、CODMn、CODCr、BOD5、挥发酚、汞、磷、阴离子、氟化物、挥发酚12项指标，除各别点位和个别时段超标外，总体也达到或优于III类标准；石油类和磷超过III类标准。氯化物、硫酸盐和硝酸盐符合集中式生活饮用水地表水源地补充项目标准限值的要求，铁除各别点位和个别时段超标外，总体也符合，锰超过此限值。在对白石水库取水口各个点位所监测的项目中，除石油类和磷为IV类水22表2-7 白石水库取水口水质监测数据统计表（辽宁省水环境监测中心朝阳中心） 单位mg/ L（除pH值外）日期断面水温pHSS氟化物氯化物硫酸盐亚硝酸盐氮硝酸盐氮氨氮溶解氧高锰酸盐指数BOD5CODcr总硬度总砷油标准691.02502501.05.06.04.0200.050.052001年6.4上21.07.2755.00.852.650.40.1380.543.92.41.46.82790.0080.27中19.07.110.00.851.252.10.1460.430.414.54.53.215.62780.18下16.07.161.00.849.879.60.120.310.104.16.34.611.62740.32001年7.2上25.07.252.00.636.328.80.3660.440.216.16.43.112.52350.46中24.07.15.00.737.425.00.4150.360.144.36.21.023.62270.11下24.07.135.00.7035.925.80.4450.184.26.42.610.32290.132001年8.29上26.57.310.00.521.920.40.0520.447.04.20.720.01540.26中25.07.46.00.722.916.90.0330.40.605.84.20.421.61690.19下22.07.33.00.729.18.080.0270.293.47.93.126.82140.362001年10.30上13.07.225.00.727.337.90.0330.690.3110.55.12.613.21920.27中12.07.220.00.727.333.80.0310.530.169.04.81.614.81940.17下11.07.218.00.728.331.70.0330.470.258.54.81.216.62000.192001年11.29上4.57.5238.00.529.323.40.0210.860.218.04.62.112.62000.13中4.57.5108.00.529.381.00.021.180.179.34.42.510.41980.05下4.57.31500.529.328.30.0211.430.259.44.71.612.01980.112002年1.9上2.07.454.00.730.830.40.0231.50.3312.64.32.416.22020.15中4.07.331.00.831.928.60.0250.830.2812.34.32.420.62060.17下4.07.338.00.832.833.80.0350.780.812.15.42.338.82070.112002年2.3上3.07.316.00.797.630.00.0059.60.1810.85.42.420.62010.15中4.07.4120.799.934.30.0049.60.1910.55.12.441.22050.19下5.07.330.00.910031.40.00720.61.995.610.78.754.92050.172002年3.7上4.57.327.01.133.963.20.166.7810.15.736.022.81870.11中4.07.320.00.634.742.10.0518.280.489.05.52.118.82130.12下5.07.443.00.738.630.70.0612.651.028.36.64.426.02330.102002年4.8上8.07.230.00.836.238.30.03612.50.8610.95.82.214.42080.13中8.07.125.00.736.031.00.03813.20.849.85.31.813.62200.19下8.07.145.00.735.428.30.03814.00.867.76.73.315.22150.132002年5.9上13.57.130.00.737.425.50.03013.00.629.54.03.020.81930.21中12.07.114.00.737.434.80.02813.30.528.74.12.616.41930.15下12.07.189.00.737.421.70.02614.20.635.24.52.619.21890.192002年6.11上20.57.353.00.641.635.50.0121.070.496.97.52.518.4212中20.07.448.00.641.631.00.0121.000.475.57.52.018.8219下20.07.423.00.540.632.40.0071.070.434.27.72.919.72190.13注： 表示按GB3838-2002地表水环境质量标准III类水质评价超标。续表2-7 白石水库取水口水质监测数据统计表（辽宁省水环境监测中心朝阳中心） 单位mg/ L（除pH值外）日期断面氰化物挥发酚六价铬铜镉铅总汞大肠菌群锌总磷阴离子总铁总锰细菌总数非离子氨标准0.20.0050.051.00.0050.050.00011041.00.050.20.30.12001年6.4上0.0060.0350.0040.0000730.0440.060.2440.520.364900中0.0360.0040.00011180.1220.100.3560.750.1468000.003下0.0050.0350.0030.00012300.0050.260.20.341.0774000.0012001年7.2上0.0020.0470.0010.00004700.030.170.090.690.125200.003中0.0420.0010.010.00008920.030.040.180.106800.001下0.0060.0390.