Knowledge Resource Center for Ecological Environment in Arid Area
| DOI | 10.27409/d.cnki.gxbnu.2021.001229 |
| 柴达木盆地绿洲农业区水质现状评价 | |
| 郭庆波 | |
| 出版年 | 2021 |
| 学位类型 | 硕士 |
| 学位授予单位 | 西北农林科技大学 |
| 中文摘要 | 水质状况及水环境污染风险评价研究对于被称为“亚洲水塔”的青藏高原的水资源保护有着极其重要的现实意义。柴达木盆地是青藏高原的重要组成部分,同时又是青海省重要的农牧业基地,但是当地绿洲农业区的水质状况以及农业生产活动对当地水环境的影响尚不清楚。因此,本研究以柴达木盆地绿洲农业区地表水和地下水为研究对象,对巴音河、格尔木河和察汗乌苏河3条河流中10个监测断面2016至2018年的水质监测数据进行分析评价,分析水中总氮、总磷等污染物指标变化情况,使用T-S模糊神经网络水质评价法分析3条河流的综合水质特征;在2019和2020年分别在德令哈市、格尔木市、都兰县3个县(市)9个典型乡镇耕地附近共采集包括河流、水库、灌溉水渠进出口等地的120个地表水样和28个地下水样,重点测定总氮、总磷、重金属和农药等指标,利用综合水质标识指数法分析了绿洲农业区不同乡镇地表水和地下水综合水质特征,并通过健康风险评价模型计算了不同乡镇水体重金属对人体的健康风险,为柴达木盆地农业面源污染关键区识别及防控提供参考。为了解青藏高原柴达木盆地绿洲农业区水质污染现状及农业种植对区域水质的影响提供理论依据和数据支撑。主要研究结果如下:(1)在2016至2018年间,巴音河总氮平均浓度为1.36 mg L~(-1),是Ⅲ类水标准的1.36倍,属于Ⅳ类水,其余指标平均浓度均未超Ⅲ类水标准,但总氮、总磷、氨氮、COD和BOD的最大浓度分别为Ⅲ类水标准的2.37倍、10倍、1.22倍、2.7倍和1.6倍,部分监测断面存在污染;格尔木河各指标平均浓度均未超过Ⅲ类水标准,总氮最大浓度为2.91 mg L~(-1),是Ⅲ类水标准的2.91倍,存在一定污染;察汗乌苏河总氮平均浓度为1.62 mg L~(-1),是Ⅲ类水标准的1.62倍,属于Ⅴ类水,总氮、氨氮、COD和BOD最大浓度分别为Ⅲ类水标准的2.63倍、1.04倍、1.05倍和1.55倍,存在一定污染;总氮为三条河流主要的污染物,巴音河和察汗乌苏河主要受氮素和有机物污染。(2)巴音河、格尔木河和察汗乌苏河在2016至2018年间的综合水质T-S模糊神经网络水质评价结果分别为2.04、2.01和2.10,均为《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)Ⅱ类水平,格尔木河水质优于巴音河和察汗乌苏河,巴音河和格尔木河下游监测断面的综合水质T-S模糊神经网络评价结果分别为上游监测断面的1.16倍和1.51倍,下游水质明显劣于上游;巴音河90%的监测断面枯水期水质优于平水期,80%的监测断面平水期水质优于丰水期,格尔木河所有监测断面的枯水期水质均优于平水期和丰水期,察汗乌苏河污染程度为平水期>丰水期>枯水期,巴音河和格尔木河在枯水期水质较好,察汗乌苏河在平水期水质较好。(3)柴达木盆地绿洲农业区地表水综合水质标识指数为3.210,属于《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)Ⅲ类水平,其中郭勒木德镇和香日德镇地表水综合水质标识指数分布为2.910和3.010,综合水质为Ⅱ类;除香日德镇外其余乡镇总氮均达到了Ⅴ类及劣Ⅴ类,格尔木东城区和香日德镇的总磷,柯鲁柯镇和怀头他拉镇的COD也都存在一定污染;地下水综合水质标识指数为3.910,属于《地下水质量标准》(GB/T 14848-2017)Ⅲ类水平,地下水TDS平均浓度为5.38 g L~(-1),在所有乡镇均达到劣Ⅴ类;怀头他拉镇、大格勒乡和察汗乌苏镇的氯化物分别为Ⅲ类水标准250 mg L~(-1)的2.49倍、1.07倍和1.07倍,柯鲁柯镇、怀头他拉镇和格尔木东城区的硫酸盐分别为Ⅲ类水标准250mg L~(-1)的1.08倍、2.02倍和1.54倍,存在超标情况;所有乡镇地下水中TDS均超过生活饮用水卫生标准1000 mg L~(-1),无法直接饮用。(4)农业耕作活动会造成农药残留,地表水中检测到啶虫脒、哒满灵、阿维菌素和毒死蜱存在,其中啶虫脒使用最为广泛,除柯鲁柯镇、怀头他拉镇和察汗乌苏镇外在其余乡镇均有分布,但浓度均远低于标准限值(0.1 g L~(-1))。施肥和灌溉会使水体中氮、磷及含盐量增加,总氮、总磷、硝酸盐氮、硫酸盐和氯化物在经过耕地灌溉后浓度均升高,分别升高了83%、66.67%、21.15%、60.91%和53.09%和,高锰酸盐指数升高了54.12%,电导率升高了40.4%;格尔木东城区温室大棚地下水硝酸盐氮平均浓度为其余乡镇的3.27倍,为地表水硝酸盐氮平均浓度的8.12倍,温室大棚的建设使用会造成地下水硝酸盐氮浓度明显增加。(5)柴达木盆地绿洲农业区地表水和地下水中重金属镉、铅、铜、锌和砷浓度未超过Ⅰ类水限值和生活饮用水卫生标准限值,浓度极低。主成分分析显示地表水中重金属镉和铬污染来源一致,铅、铜和锌污染来源一致,砷来源与其他重金属均不同;地下水中重金属镉、铬、铅和铜污染来源一致,锌和砷污染来源一致。柴达木盆地绿洲农业区致癌重金属镉、砷和铬的健康风险远大于非致癌金属铅、铜和锌,且重金属铬对人体健康风险最大,仅柯鲁柯镇的地表水和察汗乌苏镇的地下水健康风险值低于US EPA最大可接受风险水平,其余乡镇的健康风险均超过最大可接受风险水平,66.67%的乡镇地下水中致癌健康风险大于地表水。 |
| 中文关键词 | 柴达木盆地 ; T-S模糊神经网络 ; 综合水质标识指数 ; 健康风险评价 |
| 语种 | 中文 |
| 国家 | 中国 |
| 中图法分类号 | X824 |
| 资源类型 | 学位论文 |
| 条目标识符 | http://119.78.100.177/qdio/handle/2XILL650/373419 |
| 作者单位 | 西北农林科技大学 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 郭庆波. 柴达木盆地绿洲农业区水质现状评价[D]. 西北农林科技大学,2021. |
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