河套灌溉区干渠和乌梁素海污染特点 河套灌溉区干渠和乌梁素海污染特点 河套灌溉区干渠和乌梁素海污染特点 1研究区概况 1.2乌梁素海概况乌梁素海是内蒙古河套灌区排灌水系的重要组成部分,是农田灌溉退水和工业、生活废水的唯一承泄渠道,对河套灌区节水灌溉工程正常运行和控制土地盐碱化起着关键作用。乌梁素海接纳了河套灌区90%以上的农田排水[4],年入湖水量约0.7~0.9亿m3[5],是河套地区工业、生活废水的唯一承泄渠道。
乌梁素海流域的农田面源污染主要来自河套灌区的灌溉排水系统,灌区农田排水退水经红圪卜扬水站排入乌梁素海,在西山咀镇排入黄河。然而,每年汇入乌梁素海的各种营养盐加速了乌梁素海的沼泽化。
每年排入乌梁素海的总氮为1088.59t,总磷为65.5t[6],平均每年出湖总氮约759.9t,总磷约37.8t,每年留在湖中参与积累储备的总氮约328.7t,总磷约28.0t[7]。乌梁素海水体中氮储备量已达其临界负荷的14倍,使乌梁素海成为以大型水生植物过量生长为主要表征的草型富营养化湖泊[8]。
河套灌区排水渠系以及与乌梁素海和黄河位置关系示意图如图1所示。 2结果与讨论 2.2总排干沟沿程氮污染变化特征由图1所示,四支断面位于总排干的上游。
由图
4、图
5、图6可以看出,总排干四个断面中,四支断面氮污染程度相对较轻且氮污染多年较稳定,但总氮平均浓度在2.24mg/L以上,属Ⅴ类水,甚至在2003年4月和2004年4月总氮浓度达14.9mg/L和17.7mg/L,总氮浓度严重超标。银定图断面和美林断面除接纳农田退水还接纳该区域的工业污水和生活污水,所以氮污染相对较严重,总氮平均浓度分别在15.6mg/L和6.4mg/L以上,红个卜断面总氮平均浓度在9.17mg/L以上,总体上总排干四个断面氮污染严重,属Ⅴ类水。
农田退水在总排干流动的过程中,由四支断面到银定图断面受到工业和生活污染氮污染加重,由美林断面到红个卜断面沿途工业污染减少,氮污染有所减轻,因此农田退水在总排干沟受到工业和生活污染时污染加重,并且总排干沟具有一定的降解能力,2003年4月为例,四支断面、银定图断面、美林断面和红个卜断面总氮浓度分别为14.9mg/L、129mg/L、57.1mg/L和24.3mg/L。但因为总排干沿途受到多种污染物共同影响,氮浓度升高和降解没有明显规律。
总体来看总排干四个断面总氮浓度都1.5mg/L以上,四支断面属Ⅳ类水,其他断面均属于Ⅴ类水,近两年来水质虽有改善,但氮仍是超标的。 2.4乌梁素海不同监测点的污染特征如图
5、图
6、图7所示,乌梁素海湖中和出口4月、7月总氮和氨氮浓度较低且较稳定,10月份由于秋浇的影响,入口、湖中和出口氮变化较大。乌梁素海氮浓度在空间上分布出现由乌梁素海入口到湖中到出口逐渐降低的趋势,由于总排干渠带有的大量污染物质排入乌梁素海,所以高浓度区集中在总排干排入乌梁素海入湖口附近。
湖水在流动的过程中部分氮被芦苇、水草等大量水生植物会吸收、固定、降解,因此湖中和出口处氮浓度降低。以7月份为例,入口处总氮和氨氮年平均浓度分高达8.2mg/L和4.2mg/L,水质属Ⅴ类水。
湖水由入口向湖中和出口流动的过程中总氮和氨氮浓度逐渐减低,湖中总氮和氨氮年平均浓度分别为1.4mg/L和0.4mg/L,出口处总氮和氨氮年平均浓度为1.3mg/L和0.3mg/L,湖水由入口到出口总氮可降解80%左右,氨氮可降解90%左右。因此,乌梁素海具有一定的自净能力,根据我们的测定,每年收获其1/3的芦苇(约10万吨),即可移除950吨的N和200吨的P。
相当于乌梁素海年均3440吨N污染负荷的27.6%,以及全部的198吨/年P污染负荷[11]。但因为富营养化严重,自净能力有限,水体仍然没能摆脱严重污染的局面,这与李畅游[9]等的研究是相符的。
3结论
河套灌区总排干氮污染严重,总体上全年水质属Ⅴ类水。四支断面氮污染程度最低且年季变化较稳定,季节污染呈4月>7月>10月的规律,水质基本属Ⅳ类水。
银定图、美林和红个卜断面4月份氮污染最严重,但受多种污染因素共同影响,没有明显季节变化规律,全年水质属Ⅴ类水。乌梁素海受多种因素影响,年季变化规律不明显。
入口处受总排干的影响,氮污染严重,水质属Ⅴ类水,湖中和出口处水质好转,但仍属Ⅳ类水,整体上乌梁素海富营养化严重。