水库水体锰污染原因分析及保护对策

段星悦

【摘要】随着社会和经济的发展，在水资源严重缺乏的形势下，饮用水水质的安全和人民健康息息相关，加强饮用水源的保护，才能为人们提供更加安全的水资源。独木水库是曲靖市的重要水源地之一，文章结合工作实际，以2022年锰含量监测数据为基础，从多方面探讨和分析独木水库水体中锰含量变化趋势，探究影响锰含量的因素，提出了相应的治理对策及措施。保护独木水库生态环境，完成“水清、岸绿、景美”的总目标。

【关键词】独木水库; 锰含量; 饮用水源; 影响因素; 治理

引言

水是一种特殊的资源，支撑着所有的生命，它既是基础性资源又是战略性资源，也是整个国家经济的命脉。随着人口增长、社会经济发展，对水资源的需求量不断增加，水资源短缺和水环境污染问题日益突出，严重困扰着人类的生存和发展[1]。独木水库作为曲靖中心城市“三横三纵、十余库联供”现代水网规划的重要饮用水水源地，水源地位于曲靖市麒麟区、富源县、罗平县交界处，属珠江流域珠江水系南盘江支流篆长河河流源头段，现有取水口3个，高位输水涵洞位于大坝右岸，低位输水涵洞位于大坝右岸高位输水涵洞右侧山体内，中涵输水隧洞进口布置在库区东部的顾家村前，水质安全关系中心城市经济社会发展，加强水源地保护，确保水库水质安全稳定事关重大。

1、锰的性质

锰在自然界中广泛存在，同时也是人体必需的微量元素之

一，对骨骼生长发育、脑功能、糖及脂肪代谢等有着重要作用，但摄入过量可导致神经递质紊乱从而产生神经毒素作用。世界卫生组织将0.4mg/L作为饮用水锰含量健康标准，我国《地表水环境质量标准》（GB3838－2002)[4]中规定集中式生活饮用水水源中锰标准限值为0.1mg/L。

锰原子核内含有25个质子，在铁元素的前面一个位置，位于元素周期表的第四周期，第VIIB族，能够存在于水体中。由于结构特殊导致锰元素能够在不同情况下失去电子，因此锰可以表现出多重化合价，而且化学性质极其活泼，不但自身价态之间可以发生歧化反应或者归中反应等氧化还原反应，还能与对方元素的不同价态物质之间发生化学反应，因此造就了水环境中各种价态的锰元素的存在形态。锰在地球中存在形式与铁类似,在自然水体中锰也是能够以溶解性锰和难溶解性锰的形式存在,难溶性主要包括氧化物、氢氧化物等。可溶性的锰则主要以 Mn2＋、Mn3＋、Mn4＋形式存在，Mn 2＋主要存在于水体中,一般都能够单独存在,但在盐浓度较大的地区也会与氯离子形成络合物。在碱性没有太强的溶液中,一般 pH＞8,溶解氧且充足时, Mn2＋氧化为 MnO2沉积于沉积物表层。 若氧化剂的量并不是很多而软碱比较多的时候,则Mn 2＋易与CO3 2-、S 2-形成难溶于水的化合物沉积到底泥表层。也就是说，pH、溶解氧、软碱的浓度是影响铁锰化合物之间的相互转化的重要因素[2] 。

通过国内外学者的调查研究，发现水库的的锰受到温度，气候等各种因素的影响，锰分布特征与季节、水温分层变化有一定的关系。翁国永等[3]分析了浙江省长潭水库锰季节性超标原因，得出了影响底泥中铁锰释放的主要因素有溶解氧、pH、温度、微生物、外界扰动等。

2、检测结果分析

独木水库在2022年12月7日开展月常规水质采样和监测工作，锰含量监测结果为0.316 mg/L，超过集中式生活饮用水地表水源地补充项目标准限值（0.1 mg/L）。12月13日对独木水库水样进行复测核实，重新采集水样开展监测工作，监测结果为0.519 mg/L，仍然超过集中式生活饮用水地表水源地补充项目标准限值（0.1mg/L）。12月15日再次复取水样，利用快艇在库区不同位置取样12组：经检测结果显示有10个点锰含量超标准限值0.1mg/L。其中大坝附近表层和深层锰含量均大于0.6mg/L，且肉眼可见水体发黄发黑，最严重的点为新村小河马场湿地处锰含量达到了1.65mg/L。12月23日再次在水库不同位置取样3组：结果显示新村小河湿地锰含量2.62mg/L，坝中坝位置（中涵进口附近）锰含量0.11mg/L，大坝附近锰含量0.19mg/L（明显降低）；2023年1月5日的月常规水质采样和监测中，大坝附近锰含量0.04mg/L（小于集中式生活饮用水地表水源地补充项目锰含量标准限值0.1 mg/L），已满足集中式生活饮用水地表水源地锰含量限值标准[5]。检测成果见表1：

表1 独木水库2022年12月及2023年1月锰指标监测结果

                                          （单位：mg/L）

日 期 取水点	12月7日	12月13日	12月15日	12月23日	1月5日
普冲旧屋基			<0.010
墨红与普冲交叉口			0.023
普冲偏坡			0.166
新村入汇口			0.213
禾草必			0.185	0.11
新村马场桥			0.152
余家冲			0.328
水库库中心			0.319
大坝高涵表层	0.316	0.519	0.624	0.19	0.04
大坝高涵深层			0.633
低涵			0.610
新村小河（湿地）			1.65	2.62

3、探究水体中猛含量的影响因素

3.1 水温对水体中猛含量的影响因素

水温是最基础的水质指标，影响酶的活性，从而影响化学反应平衡和速率，还和水生物的新陈代谢有关，非常重要。在气温变化较大时，表层水温较低，深层水温相对较高，近坝深水区水体垂直温差较大，上下对流更强，沉积库底的含锰物质充分混入水体，导致大坝附近水体颜色发黄发黑且锰含量超标。根据下表近5年检测结果显示，每年的冬春季节水温较低，锰含量检测结果显示不同程度的偏高（见表2）。

表2 独木水库近5年（2018年至2022年）锰指标监测结果

单位：mg/L

年 月	2018年	2019年	2020年	2021年	2022年
一月	0.161	0.130	0.055	<0.010	<0.010
二月	0.141	0.025	< 0.010	<0.010	<0.010
三月	0.177	<0.010	0.016	<0.010	<0.010
四月	0.057	<0.010	<0.010	<0.010	<0.010
五月	0.049	<0.010	<0.010	<0.010	<0.010
六月	0.061	0.014	<0.010	<0.010	<0.010
七月	<0.010	<0.010	<0.010	<0.010	<0.010
八月	0.022	<0.010	<0.010	<0.010	<0.010
九月	0.067	0.021	<0.010	<0.010	<0.010
十月	0.140	<0.010	<0.010	<0.010	<0.010
十一月	0.347	<0.010	<0.010	<0.010	<0.010
十二月	0.217	0.063	<0.010	<0.010	0.316

3.2 水库库容对猛含量的影响

自汛限水位调整后，独木水库截止2022年11月10日8时蓄水8968.0万m³，占年度蓄水计划的109.4%（蓄水任务为8200万m³），与2021年同期7253万m³相比增加1715万m³，与多年同期7743.2万m³相比增加1224.8万m³。2022年蓄水达同期历史最高值，导致淹没区有未及时抢收的农作物和从未长时间浸泡过水的煤矸石等，同时农作物秸秆和大量漂浮物聚集在大坝附近，也是导致水体颜色异常和部分元素超标的原因。

3.3 排水对猛含量的影响

2022年12月10日至26日，独木水库从溢洪道下泄水量1700万m³，改善下游河道水环境和增加阿岗水库蓄水量，因从溢洪道排水，溢洪道堰顶2002.73m高程以上表层水体拉动较快，存在新村小河高锰含量水体快速补充至溢洪道附近，也是导致大坝附近12月份锰含量超标的一个因素。

3.4 来水对猛含量的影响

独木水库库区周边曾长期存在煤矿开采情况，库区和库底锰物质客观存在，只要锰物质显现条件具备，水样检测就会出现类结果，如新村小河湿地周边曾存在大量煤炭企业，其来水水质检测锰含量较高。

3.5 结论

本文通过独木水库2022年水质监测数据结合理论依据，发现水温、排水、来水以及库容对水体中锰含量存在一定的影响,但是本文只研究了独木水库,并不代表所有水库数据,可能对其他水库存在误差。

4、独木水库饮用水源保护建议

4.1 加强水质检测、库区巡查

建立健全环境监测系统是把饮用水水源环境保护做好的关键措施。常态化从水库库区不同位置、不同水层、不同时间段多维度取样检测，及时发现处置水质存在的问题，制定切实可行的措施，保障水库水质安全稳定。同时加大库区巡查执法和监督管理力度，其它相关行业部门和属地政府按照《云南省曲靖独木水库保护条例实施细则》对应条款的规定，各司其职，联合发力，多措并举，确保曲靖市中心城区人民群众饮水安全。

4.2 加大库区农村环境综合整治

以乡村振兴、农村人居环境整治为契机，进一步增强面源污染防治，结合实施镇村布局规划和村庄建设规划，抓好农村生活污水、垃圾的处理，对库区周边集镇污水和垃圾处理污染，实施改水及生活垃圾定点存放集中处理，积极推进集镇污水收集管网向集镇周边村庄延伸覆盖，严格控制农村生活污染，实现集镇生活污水处理达标排放和垃圾无害化处理。

4.3 加强小流域综合治理

对汇入独木水库的麒麟区东山镇境内阿基红小河、阿楚克小河、新村河，富源县墨红镇境内的玉麦河四条主要河流，进行综合治理，适时进行河道清淤治理，有效保护流域周边的生态环境。特别加大对阿基红入库河流的治理工作，对阿基红河流上游私挖乱采矿区开展植树造林、水土保持治理工作；对关闭、废弃矿井渗水井口进一步关严填实，对设置的截污坝进行水体沉淀沉积处理，并采取生物防治，吸收水体污染物，逐步恢复阿基红河流自然生态，确保饮用水源水质稳定达标。

参考文献：

[1]陆渝荣.地球水环境学[M].南京：南京大学出版社，1999.

[2]周 炎.水库水质铁锰指标监测及其变化规律研究[M].大连理工大学，2016.

[3]翁国永.长潭水库铁锰超标原因分析及防治对策[J]. 科技信息，2007，11：509.

[4]GB 3838-2002.地表水环境质量标准[S].

[5]SL 219-2013.水环境监测规范[S].