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“引黄入京”工程南输水线水源水质分析评价 刘 苗

放大字体  缩小字体 发布日期:2016-03-14  浏览次数:144
核心提示:“引黄入京”工程南输水线水源水质分析评价 2016-03-14 刘 苗  中国给水排水
中国给水排水2026年城镇污泥处理处置技术与应用高级研讨会(第十七届)邀请函暨技术报告论文征集启事 (同期召开固废大会、工业污泥大会、循环经济发展大会、渗滤液大会、高浓度难降解工业废水处理大会)

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“引黄入京”工程南输水线水源水质分析评价

2016-03-14 刘 苗  中国给水排水收藏,稍后阅读

 

 

 编者按
为解决供水资源紧张的问题,北京构建了一系列饮用水水源保障措施,“引黄入京”工程就是其中之一。作者分析评价了引黄工程南输水线的水源水库水质,包括:综合污染指数、健康总风险和致癌风险强度,并与密云水库水进行了比较,指出了可能引发的水质问题和防范措施。

 作者简介:刘苗(1984 —) ,女,山东济南人,硕士,工程师,研究方向为给水处理。 
水库水质基本情况
“引黄入京”工程的南线输水渠道为:从小浪底水库下游某水库引水,引水渠道在温县境内与南水北调中线干渠连接,调水经河南省、河北省,最后进入北京市大宁水库。

为了解水源水库的水质特点,选择一年中有代表性的水质季节转换节点4月、6月、8月和11月份从库区表层取水,并于5月和9月,利用HJ-CCD影像对水源水库的叶绿素a、悬浮物和透明度进行遥感监测。监测结果如下。 

图1    水源水库叶绿素a分布


图2    水源水库透明度分布


图3   水源水库悬浮物分布
1
浊度、嗅味、透明度
水源水库水质随季节变化明显,4月和6月的水流平缓,水样浊度在5NTU以下;而到8月份降雨量大时,水体浑浊发黄,浊度可达97NTU,嗅和味达到土腥味四级。随着雨季结束,入库径流减少,11月份时浊度下降到8NTU左右。遥感监测显示,5月份和9月份90%以上面积的透明度在70cm以上,库区周边以及上游河段透明度较低,悬浮物浓度较高,综合一年的监测结果来看,水样土腥味和鱼腥味较重,2-MIB和土臭素检出浓度较低,大部分小于检出限,只有在8月份时2-MIB达到11ng/L,因此,如果此水库做为饮用水源,应注意特殊时期对嗅味物质的去除。
2
硫酸盐和氯化物
含量范围分别为157.1~197.0 mg/L和97.7~113.0 mg/L,4、6月份的含量基本稳定,8月份丰水期后含量均有明显下降。两项指标多次检测值均符合Ⅲ类水的要求,但是仍然处于含量较高的水平,若作为北京饮用水水源,要注意采取措施防范管网黄水问题。
3
TOC、TN、TP等
TOC平均含量为2.3mg/L,其中6月份检测浓度为1.6mg/L,其它月份基本稳定。 CODMn符合《地表水环境质量标准》Ⅲ类水的要求,而COD的11月数据升高至21mg/L,略高出Ⅲ类水限值。

总磷在8月升高明显,含量为0.25 mg/L,不能满足Ⅲ类水的要求,其它月份含量较低,未超出限值,总体呈现丰水期高,枯水期低的规律。从全年四次检测数据来看,总氮浓度均大于2 mg/L,枯水期时最高,最大能达到4.90mg/L,丰水期时达到最低2.63mg/L,根据《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)中总氮的标准限值,水库总氮含量均已超出Ⅴ类水标准限值(总氮≤2.0 mg/L)。
4
藻类数量
藻类数量为22.11~61.25万个/升,按数量分,主要藻类依次为硅藻、绿藻和蓝藻。从遥感监测图上可以看出,能够反映富营养化程度的叶绿素a五月份时86%水体面积的含量低于1.2mg/m3,库区周边浓度大,但到了9月份,一半面积的叶绿素a含量高于1.2 mg/m3,接近大坝的水体含量最高。由此看来,虽然藻类的数量较少,但是氮磷含量较高,说明水体潜在一定水体富营养化风险,在后续的评价中,会进一步量化水体富营养化程度。
5
细菌学指标
所取水样中粪大肠菌群的数量远远低于限值要求,也未检出贾第鞭毛虫和隐孢子虫,因此传染性致病菌群危险性较小。
6
其他指标
对《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)中的29项和饮用水标准中106项等指标进行检测的结果显示,标准中所涉及的重金属类、有机农药类以及其它致癌物质浓度均为微量或在检出限以下。
饮用水水源地水质安全状况评价
水质状况指数分为五个等级,分别以指数1、2、3、4、5表达,分别对应优、良、中、差、劣5类水质状况。从统计结果可以看出,黄河水的富营养化指数超过了3,富营养化类污染物含量相对较高,造成富营养化的风险较大。相比北京现有地表水源密云水库,富营养化程度更为严重,若将此类水引入北京,一旦来水在受纳水体中停留时间过长,水质会进一步恶化,所以应在引水时采取措施,防止富营养化问题加重。
表1   各水库综合污染指数

水质指数

黄河水库

密云水库

一般污染物指数

2

2

有毒污染物指数

2

2

富营养化指数

4

3

综合污染指数

3

2

健康风险评价
1
单一物质的健康风险评价
健康风险应控制在10-5的数量级或该数量级以下,密云水库总风险为2.598E-05,为安全水源。但黄河水总风险大于10-4,说明存在一定健康风险,尤其是放射性风险较高,水源水需经过针对性处理以降低通过食入途径而导致的健康风险。
表2    各水源健康风险评价结果

指标

黄河水库

密云水库

致癌性风险

评价结果a-1

3.117E-05

2.597E-05

非致癌性风险

评价结果a-1

9.968E-10

1.043E-09

放射性风险

评价结果a-1

1.157E-04

4.744E-09

总风险

1.468E-04

2.598E-05

2
基于umu遗传毒性效应的致癌风险评价

水源的直接致癌风险毒性测试显示为阳性,表明水中有致癌物质存在,而致癌强度为1.51×10-7,化学污染物的致癌风险根据其致癌证据的充分程度和各国实际社会经济水平,致癌风险控制标准一般在10-6至10-4的范围内,在评价饮用水致癌风险时以10-5为基准,当检测值达到基准的10%,即致癌风险水平达到10-6时,应对水质指标予以重视和控制。依据此标准来看,该水源致癌强度远低于10-5,风险较低,处于安全水平。

 

表3    umu遗传毒性测试法评价结果

指标

结果

S9-(直接致癌风险)

阴性/阳性

阳性

TEQ(4NQO) µg/L

0.0123

P致癌强度

1.51E-07

S9+(间接致癌风险)

阴性/阳性

阴性

生物安全性评价
黄河水源水库中生长有大量的沼蛤,其繁殖速度惊人,会导致输水管有效管径缩减,引起管道堵塞。另外,沼蛤能分泌一种酸液,对混凝土有一定危害。沼蛤死亡会产生腐臭,也增加了检修难度入。再者,存有大量沼蛤的水引入北京后,会对受纳水体的生态平衡造成威胁,也会对水厂的生产带来一定阻碍.下图为大量沼蛤堵塞一级提升泵的进水流量计及过滤网的情景。
 图4    沼蛤堵塞流量计及过滤网
结论

(1)黄河水综合污染指数为3,黄河水健康总风险处于10-4数量级,存在一定健康风险,尤其是放射性风险较高,水源水需经过针对性处理以降低通过食入途径而导致的健康风险。umu遗传毒性测试结果表明,致癌风险强度为1.51×10-7,致癌风险较低。

(2)若将黄河水作为水源,需考虑泥沙沉降以及输送渠道泥沙清除的问题。还应注意特殊时期嗅味物质2-MIB的去除。

 (3)黄河水硫酸盐和氯化物含量高,所以管网出现黄水的风险较大,需采取措施降低出厂水两者含量。虽然黄河水库的藻类数量低于密云水,但由于氮、磷含量高,所以造成富营养化的潜在风险仍然不能忽视,应从源头、输水过程及终端水处理等多种途径进行控制。沼蛤广泛生长于黄河水库中,但北京水源中并不存在,此生物对输水管道、水质、受纳水体和水厂生产都会产生不良影响,必须重视对它们的防除。

(4)在沿途输水过程中,应注意上游河段、引水水库以及整条输水线的沿途保护问题,制定保护方案,防止引水水质恶化。
更多内容参见《中国给水排水》杂志2016年4月第7期:“引黄入京”工程南输水线水源水质分析评价,作者:刘苗、王敏、顾军农、金红、林爱武(北京市自来水集团水质监测中心),刘金瀚(北京市水务局)。

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《中国给水排水》是面向全国给水排水和环境工程界的专业性科技期刊,具有较高的理论导向性和较强的工程实践性,被称为中国水行业的“首席杂志”、中文核心期刊、“中国百强科技期刊”中国精品科技期刊、中国科学引文数据库来源期刊(CSTP)。

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