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典型燃煤電廠大氣污染物沉降對周邊水源地的影響及貢獻(xiàn)研究

2024-01-22 07:50蔡春霞賈曉丹鮑國臣曹競心黃博雅王忠臣
西北地質(zhì) 2024年1期
關(guān)鍵詞:水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)燃煤電廠

蔡春霞,賈曉丹,鮑國臣,曹競心,黃博雅,王忠臣

(1.北京國寰環(huán)境技術(shù)有限責(zé)任公司,北京 100012;2.中國地質(zhì)調(diào)查局西安地質(zhì)調(diào)查中心/ 西北地質(zhì)科技創(chuàng)新中心,陜西 西安 710119)

中國作為世界上最大的煤炭生產(chǎn)國和消費(fèi)國,盡管能源結(jié)構(gòu)在不斷調(diào)整,燃煤消耗逐年減少,但燃煤仍是現(xiàn)階段的主要能源,2022 年中國煤炭消費(fèi)量占能源消費(fèi)總量的56.2%(國家統(tǒng)計(jì)局,2023)。電力和熱力生產(chǎn)是燃煤消費(fèi)的最主要渠道之一,燃煤電廠的主要污染物包括SO2、NOx、煙等,可導(dǎo)致區(qū)域大氣環(huán)境污染和酸雨等(徐鋼等,2016;王永英,2019)。此外,燃煤電廠生產(chǎn)過程中也會釋放一定含量的重金屬(如As、Cd、Cr、Cu、Pb、Hg 等)(車凱等,2022;顧晨等,2022),這些污染物一般會吸附于顆粒物并隨之以沉降的方式進(jìn)入河、湖、渠、庫等地表水環(huán)境以及農(nóng)田、林地等土壤環(huán)境,進(jìn)而可能引起水體、土壤等污染問題,從而破壞水體和土壤生態(tài)系統(tǒng)平衡(郝素華等,2022;曹佰迪等,2022;蔣起保等,2022)。因此,燃煤電廠也是影響區(qū)域生態(tài)環(huán)境的重點(diǎn)固定污染源。對于水環(huán)境而言,電廠燃煤過程中排放的SO2、NOx等污染物可影響水體中的硫化物、硝酸鹽、氨氮等指標(biāo)的含量,顆粒物沉降至水體中的重金屬含量也可能加重水體中重金屬的含量(潘莎等,2019)。

黃壁莊水庫是一座以防洪為主,兼顧城市用水、灌溉、發(fā)電等綜合利用的大(I)型水利樞紐工程,是海河流域河北段的重要控制性工程。同時(shí),該水庫承擔(dān)著區(qū)域農(nóng)業(yè)灌溉用水的任務(wù),也是河北省重要的大型水庫型水源地(王瑤等,2020)。黃壁莊水庫是崗南水庫向南水北調(diào)應(yīng)急供水的唯一途徑,其對于城市供水安全具有舉足輕重的作用(康文忠,2022)。為了保護(hù)黃壁莊水庫飲用水水源地,石家莊市先后出臺了多項(xiàng)文件和政策以明確石家莊黃壁莊水庫飲用水水源保護(hù)區(qū)的保護(hù)級別、范圍和水質(zhì)保護(hù)目標(biāo)。本研究中的燃煤電廠位于黃壁莊水庫西側(cè)約2km,區(qū)域主導(dǎo)風(fēng)向的上風(fēng)向。

本研究聚焦于某典型燃煤電廠相關(guān)大氣污染物對于黃壁莊水庫的沉降貢獻(xiàn),通過調(diào)查“源”的排放強(qiáng)度和“受體”的水環(huán)境質(zhì)量,厘清并分析電廠大氣污染物沉降與黃壁莊水庫相關(guān)污染物的響應(yīng)關(guān)系和累積效應(yīng),為科學(xué)判定燃煤電廠大氣沉降入庫污染負(fù)荷和影響程度提供支撐依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

1.1 燃煤電廠概況

該燃煤電廠始建于20 世紀(jì)90 年代,電廠現(xiàn)有4×330 MW 和2×600 MW 機(jī)組,總裝機(jī)容量合計(jì)2 520 MW,是當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)裝機(jī)容量最大的火力發(fā)電廠之一,亦是河北省內(nèi)重要的電源支撐點(diǎn)之一。

1.2 水庫概況

黃壁莊水庫位于石家莊市西部鹿泉區(qū)黃壁莊村附近的滹沱河干流上,水面面積約為4 094 萬m2,集水面積約23 030 km2。庫區(qū)流域范圍屬于溫帶季風(fēng)氣候,太陽輻射季節(jié)性變化顯著,地面高低氣壓活動頻繁,四季分明,夏秋多雨,年內(nèi)降水主要集中在7~9 月份,占年總降水量的70%~80%。區(qū)內(nèi)多年平均降水量484.4 mm,最大降水量1 211.0 mm,最小降水量220.0 mm。黃壁莊水庫匯水范圍內(nèi)海拔1 000 m 左右,水源地保護(hù)區(qū)制高點(diǎn)為駝梁山,海拔2 281 m。黃壁莊水庫上游區(qū)域主要植被類型為經(jīng)濟(jì)林、農(nóng)田耕地、草場草地、灌木叢等(董文鵬等,2022)。黃壁莊主要入庫河流為滹沱河(崗黃區(qū)間段)與冶河。黃壁莊水庫位于崗南水庫下游,崗南水庫下泄水量經(jīng)滹沱河(崗黃區(qū)間)入黃壁莊水庫,因此崗南水庫是黃壁莊水庫的重要水源補(bǔ)給。冶河長39.4 km,上游有綿河和甘陶河兩條支流,其中僅綿河常年有水,兩條支流于北橫口處匯合。黃壁莊水庫的主要流域匯水范圍包括滹沱河、冶河、牧馬河、綿河、清水河、烏河、松溪河、陽武河、云中河、永興河、龍華河、南甸河、溫河、桃河、南川河、甘陶河。研究區(qū)位置見圖1。

圖1 研究區(qū)位置圖Fig.1 The location of the study area

2 材料與方法

2.1 樣品采集與測試

對2008~2020 年黃壁莊水庫入口和中心監(jiān)測點(diǎn)位的水質(zhì)進(jìn)行逐月監(jiān)測,主要監(jiān)測指標(biāo)包括pH 值、溶解氧、高錳酸鹽指數(shù)、生化需氧量、氨氮、揮發(fā)酚、總磷、化學(xué)需氧量、陰離子洗滌劑、石油類、硫化物、銅、鋅、總氰化物、氟化物、總砷、總汞、六價(jià)鉻、總鉛、總鎘和硒等21 項(xiàng),主要的測試方法以X 射線熒光光譜法(XRF)、原子熒光光譜法(AFS)和電感耦合等離子體質(zhì)譜法(ICP-MS)為主。

燃煤電廠污染物排放數(shù)據(jù)來自2008~2020 年在線監(jiān)測數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)來源符合《固定污染源煙氣(SO2、NOx、顆粒物)排放連續(xù)監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》(HJ75-2017)和《固定污染源煙氣(SO2、NOx、顆粒物)排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)要求及檢測方法》(HJ76-2017)。

2.2 相關(guān)性分析

由于Spearman 相關(guān)分析模型對數(shù)據(jù)條件的要求較低,適用范圍較廣,可滿足數(shù)據(jù)條件(周永江等,2020)。因此,相關(guān)性分析首先采用SPSS 22 軟件中的Spearman 相關(guān)分析模型對電廠排放大氣污染物總量與對應(yīng)黃壁莊水庫水質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)性分析,具體計(jì)算公式如下:

式中:ρ 為相關(guān)系數(shù),di為兩個(gè)隨機(jī)變量的第i個(gè)取值的差值,即di=Xi-Yi,1≤i≤n;n為樣本容量。若ρ介于0~1 之間,則變量間存在正相關(guān)關(guān)系;若ρ 介于-1~0 之間,則變量間存在負(fù)相關(guān)關(guān)系。ρ 的絕對值越接近1,表明變量之間的相關(guān)性越強(qiáng)。

2.3 CALPUFF 模型

由于該燃煤電廠排放的大氣污染物SO2、NO2進(jìn)入大氣后轉(zhuǎn)化成中間污染物硫酸鹽和硝酸鹽,因此本次預(yù)測需模擬中間產(chǎn)物硫酸鹽、硝酸鹽沉降量(于洋,2012;馮紫艷,2013);結(jié)合本次模擬干濕沉降及預(yù)測范圍(城市尺度)等預(yù)測特征,故選擇CALPUFF 模型。CALPUFF 模擬系統(tǒng)包括診斷風(fēng)場模型CALMET、高斯煙團(tuán)擴(kuò)散模型CALPUFF 和后處理軟件CALPOST 等3 部分。CALMET 利用質(zhì)量守衡原理對風(fēng)場進(jìn)行診斷,輸出包括逐時(shí)風(fēng)場、混合層高度、大氣穩(wěn)定度(PGT 分類)、微氣象參數(shù)等;CALPUFF 模式可運(yùn)用于靜風(fēng)、復(fù)雜地形等非定常條件;CALPOST 為計(jì)算結(jié)果后處理軟件,對CALPUFF 計(jì)算的濃度進(jìn)行時(shí)間分配處理,并計(jì)算出干(濕)沉降通量、能見度等(盧燕宇等,2017)。

CALPUFF 基本原理為高斯煙團(tuán)模式,利用在取樣時(shí)間內(nèi)進(jìn)行積分的方法來節(jié)約計(jì)算時(shí)間,輸出主要包括地面和各指定點(diǎn)的污染濃度;煙團(tuán)分裂利用采樣函數(shù)方法對煙團(tuán)的空間軌跡、濃度分布進(jìn)行描述;煙云抬升采用Briggs 抬升公式(浮力和動量抬升),考慮穩(wěn)定層結(jié)中部分煙云穿透,過渡煙云抬升等因素(鄒偉等,2010)。

2.4 貢獻(xiàn)濃度計(jì)算

2.4.1 污染物大氣沉降-水體轉(zhuǎn)化系數(shù)

假設(shè)水庫垂直上空大氣中的污染物在整個(gè)水體為均勻分布,則大氣沉降的污染物通量轉(zhuǎn)換到水體中的濃度CT可按如下公式計(jì)算:

式中,CT(mg/L)為大氣沉降的污染物通量轉(zhuǎn)換到水體中的濃度;Ft(mg/(m2·d))為總沉降通量;Sw(km2)為水域面積;V(m3)為水庫庫容;Tn(無量綱)為轉(zhuǎn)換系數(shù),按照大氣污染物與水污染物分子量折算,n 為SO2、NO2、NH3、重金屬(Hg、As、Pb、Cd、Cr、Cu、Zn)等。

2.4.2 污染物土壤-水體轉(zhuǎn)化系數(shù)

依據(jù)對浙江省老虎灘水庫流域的研究建立的源頭溪流一維水質(zhì)模型(金樹權(quán),2008),并以此為基礎(chǔ)建立了入河系數(shù)多目標(biāo)優(yōu)化模型。水質(zhì)模型見下式。

式中,Le為段末污染物月平均輸入負(fù)荷(kg/mon);k為單位河段污染物平均綜合降解系數(shù)(1/km);l為河段總長度(km);li為第i 個(gè)點(diǎn)源污染排放口離河流段末的長度(km);qi為第i 個(gè)點(diǎn)源污染物月排放量(kg/mon);Ln為流域內(nèi)面源污染物月入河量(kg);Cb為污染物環(huán)境背景濃度(mg/L),Qe為河流月累計(jì)流量(m3/mon)。

本研究只考慮面源污染項(xiàng)Ln/kl*(1-e-kl)。根據(jù)該研究建立的模型,面源污染物輸入負(fù)荷受污染物綜合降解系數(shù)和面源污染物入河量的影響(宋保平等,2013)。本研究按沉降到黃壁莊水庫補(bǔ)給河流全部匯水區(qū)域的污染物經(jīng)地表徑流、補(bǔ)給方式全部進(jìn)入黃壁莊水庫考慮,忽略水污染物在遷移過程中的衰減。

3 結(jié)果與討論

3.1 大氣沉降污染物排放狀況

根據(jù)河北省地方標(biāo)準(zhǔn)《燃煤電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(DB 13/2209-2015)和《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3838-2002),以常見的燃煤電廠大氣污染物為主要指標(biāo),結(jié)合地表水環(huán)境和燃煤中均包含的重金屬元素(王毓秀等,2019),通過煙塵、SO2、NOx、NH3、Hg、Cu、Zn、As、Cd、Pb、Cr 等排放量明確大氣沉降污染物的排放狀況。電廠污染物排放數(shù)據(jù)采用在線監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測數(shù)據(jù)。2008~2020 年該電廠的煙塵、SO2、NOx、NH3、Hg、Cu、Zn、As、Cd、Pb、Cr 年均排放量(圖2)分別為1 271.00 t/a、4 649.81 t/a、11 411.30 t/a、68.50 t/a、0.21 t/a、0.22 t/a、4.86 t/a、0.15 t/a、1.27 kg/a、0.42 t/a、0.07 t/a,電廠的煙塵排放量在2009 年之后逐年降低,SO2和NOx排放量在2012~2017 年有所降低,2008~2020 年電廠煙塵、SO2和NOx的排放量整體呈下降趨勢,2015~2020 年NH3的排放量呈波動狀態(tài)。電廠Cu、Zn、As、Cd、Cr 和Pb 的排放量均于2009 年達(dá)到峰值之后逐年下降,Hg 排放量于2009 年達(dá)到峰值后,呈現(xiàn)總體下降的趨勢,2011 年、2016~2017 年和2020 年出現(xiàn)了略微回升,但整體削減量可觀(圖3)。2015 年電廠通過加裝濕式電除塵器完成了煙氣“超低排放”改造,煙塵排放量得到大量削減(煙塵排放削減量為2 292.6 t/a);此外,2015 年起煙氣中重金屬(Cu、Zn、As、Cd、Cr 和Pb)排放量也出現(xiàn)了明顯下降。2000 年之后,國家在煤行業(yè)采取的一系列措施在SO2、NOx和PM2.5排放量的減排等方面均取得了一定的成效,全國煤電行業(yè)SO2和NOx的排放量由千萬噸級降至百萬噸級(顧晨等,2022)。

圖2 2008~2020 年燃煤電廠大氣污染物(煙塵、SO2、NOx、NH3、Hg、Cu、Zn、As、Cd、Pb、Cr)排放量統(tǒng)計(jì)圖Fig.2 Emissions of soot,SO2,NOx,NH3,Hg,Cu,Zn,As,Cd,Pb and Cr from power plants from 2008 to 2020

圖3 2008~2020 年燃煤電廠大氣污染物排放量變化圖Fig.3 Change in emissions of atmospheric pollutants from power plants from 2008 to 2020

3.2 地表水水質(zhì)情況

2008~2020 年黃壁莊水庫入口和中心處的21 項(xiàng)水質(zhì)監(jiān)測指標(biāo)中,高錳酸鹽指數(shù)、氨氮、TP、COD 和Cu 等5 項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3838-2002)II 類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),其余16 項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)均可達(dá)到I類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)(圖4)。黃壁莊水庫入口處的高錳酸鹽指數(shù)僅在2019 年達(dá)到I 類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),其余年份均為II 類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn);中心處的高錳酸鹽指數(shù)在2008~2017 年達(dá)到II 類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),2018~2020 年可達(dá)I 類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),黃壁莊水庫入口和中心處的NH3-N 在2009 年、2015年和2017 年達(dá)到II 類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),其余年份均達(dá)到I 類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。除黃壁莊入口和中心處2010 年的TP 達(dá)到I 類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)外,各點(diǎn)位其余年份的TP 均達(dá)到II類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。各監(jiān)測點(diǎn)位的COD 僅2008 年為II 類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),2009~2020 年均達(dá)到I 類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。2009年黃壁莊水庫中心處Cu、Zn、Cd、Pb 和Hg 濃度達(dá)到了峰值,分別為0.02 mg/L、0.02 mg/L、0.000 05 mg/L、0.000 5 mg/L 和0.000 04 mg/L,除Cu 滿足II 類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)外,其余重金屬濃度均滿足I 類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。其中,Zn、Cd、Pb 和Hg 濃度遠(yuǎn)低于《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3838-2002)規(guī)定分析方法的檢出限(分別為0.05 mg/L、0.001 mg/L、0.01 mg/L 和0.000 05 mg/L),即2009~2020 年黃壁莊水庫中心水體中Zn、Cd、Pb 和Hg 的濃度處于極低的水平并呈持續(xù)降低趨勢。2013 年起,黃壁莊水庫水體中Cu 濃度均未超過0.002 5 mg/L,滿足I 類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),且遠(yuǎn)低于《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3838-2002)規(guī)定分析方法的最低檢出限0.001 mg/L,2013 年之后水體Cu 含量亦呈現(xiàn)整體持續(xù)降低的趨勢,水質(zhì)持續(xù)轉(zhuǎn)好。

圖4 2008~2020 年黃壁莊水庫入口和中心處的水質(zhì)統(tǒng)計(jì)圖Fig.4 Water quality at the entrance and centre of the reservoir from 2008 to 2020

3.3 電廠排放與水源地水質(zhì)狀況相關(guān)性分析

以燃煤電廠排放的典型大氣污染物為基礎(chǔ),同時(shí)結(jié)合該電廠燃煤成分、燃煤煙塵中的化學(xué)組分和《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3838-2002)中涉及的水質(zhì)因子(王毓秀等,2016),采用Spearman 相關(guān)性分析方法對電廠排放的大氣污染與水庫對應(yīng)水質(zhì)指之間的關(guān)系進(jìn)行分析(圖5)。相關(guān)性分析結(jié)果顯示,黃壁莊水庫入口處水體重金屬(Hg、As、Pb、Cd、Cr6+、Cu、Zn)和電廠排放的大多數(shù)煙塵重金屬Hg、As、Pb、Cr6+、Zn 之間呈顯著相關(guān)性(p<0.05),其中水庫入口處水體中Hg 與電廠煙塵其他重金屬呈顯著負(fù)相關(guān);電廠排放煙塵中Cd 和Cu 與水庫入口處水體中重金屬基本無顯著相關(guān)性。黃壁莊水庫中心處水體重金屬(Hg、As、Pb、Cd、Cr6+、Cu、Zn)和電廠排放的大多數(shù)煙塵重金屬Hg、As、Pb、Cd、Cu、Zn 之間呈顯著相關(guān)性(p<0.05),其中水庫中心處水體中Hg 與電廠煙塵其他重金屬呈顯著負(fù)相關(guān);電廠排放煙塵中Cr6+與水庫中心處水體中重金屬基本無顯著相關(guān)性。然而,2016年起黃壁莊水庫中Zn 和Pb 濃度出現(xiàn)了略微回升,電廠煙塵重金屬的排放量仍在下降,即電廠煙塵重金屬的排放對黃壁莊水庫水質(zhì)的影響可能有所降低。已有研究顯示,燃煤電廠周邊河流中的重金屬含量隨著樣點(diǎn)與電廠距離的增加而減?。ɡ钚竦龋?022),因此,燃煤電廠雖在一定程度上可影響周邊水體中重金屬的含量,但在本研究中影響較小。

圖5 燃煤電廠大氣污染物和庫區(qū)水質(zhì)的相關(guān)性分析圖Fig.5 Correlation analysis of atmospheric pollutants of power plants and water quality in reservoirs

3.4 電廠大氣沉降對水源地的影響預(yù)測

采用CALPUFF 模型對該電廠排放的大氣污染物在黃壁莊水庫的沉降量進(jìn)行分析,結(jié)果顯示,因該電廠大氣污染物排放導(dǎo)致的黃壁莊水庫中水體SO2、SO42-、NOx、NO3-、NH3、Hg、As、Cd、Cr、Cu、Pb、Zn沉降量分別為955.48 kg/a、81.23 kg/a、1.87 t/a、119.49 kg/a、151.11 kg/a、173.00 g/a、6.14 kg/a、0.35 g/a、351.00 g/a、100.00 g/a、44.00 g/a、4.02 kg/a;電廠排放的大氣污染物沉降到補(bǔ)給源(崗南水庫、滹沱河、冶河、牧馬河、綿河、清水河、烏河、松溪河、陽武河、云中河、永興河、龍華河、南甸河、溫河、桃河、南川河、甘陶河等)水體中的SO2、SO42-、NOx、NO3-、NH3、Hg、As、Cd、Cr、Cu、Pb、Zn 總沉降量分別為4.51 t/a、638.53 kg/a、3.70 t/a、1.19 t/a、575.22 kg/a、604.00 g/a、21.41 kg/a、1.65 g/a、1.22 kg/a、348.00 g/a、154.00 g/a、14.03 kg/a;電廠排放大氣污染物沉降到補(bǔ)給源周邊陸域的SO2、SO42-、NOx、NO3-、NH3、Hg、As、Cd、Cr、Cu、Pb、Zn 總沉降量分別為87.49 t/a、16.49 t/a、67.12 t/a、22.71 t/a、10.37 t/a、10.85 kg/a、384.91 kg/a、22.00 g/a、22.02 kg/a、6.27 kg/a、2.77 kg/a、252.26 kg/a。黃壁莊水庫水面、補(bǔ)給源水面與陸域-水體沉降量的SO2、SO42-、NOx、NO3-、NH3、Hg、As、Cd、Cr、Cu、Pb、Zn 總沉降量為22.97 t/a、4.02 t/a、18.99 t/a、5.85 t/a、2.79 t/a、2.95 kg/a、104.53 kg/a、6.00 g/a、5.98 kg/a、1.70 kg/a、752.00 g/a、68.50 kg/a。

該電廠排放污染物轉(zhuǎn)化為水污染物的指標(biāo)率見圖6。排放的SO2、SO42-、NOx、NO3、NH3、Hg、As、Cd、Cr、Cu、Pb、Zn 沉降到黃壁莊水庫水體中轉(zhuǎn)化生成的水污染物SO42-、HNO3-、NH3-N、Hg、As、Cd、Cr6+、Cu、Pb、Zn 貢獻(xiàn)濃度分別為3.35×10-3mg/L、5.86×10-3mg/L、5.88×10-4mg/L、3.73×10-7mg/L、1.32×10-5mg/L、7.46×10-10mg/L、7.56×10-7mg/L、2.16×10-7mg/L、9.48×10-8mg/L、8.66×10-6mg/L,其濃度占標(biāo)率分別為1.34×10-3%、5.86×10-2%、0.12%、0.75%、2.65×10-2%、1.49×10-5%、1.51×10-3%、2.16×10-5%、9.48×10-4%、8.66×10-4%,各項(xiàng)污染物的占標(biāo)率的大小排序?yàn)镠g >NH3-N>HNO3>As>Cr6+>SO42->Pb>Zn>Cu>Cd,均滿足《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3838-2002)中II 類標(biāo)準(zhǔn)限值要求。電廠排放的污染物沉降到黃壁莊水庫水面、補(bǔ)給源水面以及陸域的污染物最終進(jìn)入水庫中轉(zhuǎn)化生成的水污染物SO42-、HNO3-、NH3-N、Hg、As、Cd、Cr6+、Cu、Pb、Zn 貢獻(xiàn)濃度分別為3.11×10-2mg/L、2.62×10-2mg/L、3.91×10-3mg/L、2.27×10-6mg/L、8.03×10-5mg/L、4.88×10-9mg/L、4.60×10-6mg/L、1.31×10-6mg/L、5.78×10-7mg/L、5.27×10-5mg/L,濃度占標(biāo)率分別為0.01%、0.26%、0.78%、4.53%、0.16%、9.76×10-5%、9.19×10-3%、1.31×10-4%、5.78×10-3%、5.27×10-3%,各項(xiàng)污染物的占標(biāo)率的大小排序?yàn)镠g >NH3-N>HNO3>As>SO42->Cr6+>Pb>Zn>Cu>Cd,各污染物濃度均滿足《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3838-2002)中Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)限值要求。已有研究結(jié)果表明,燃煤電廠生產(chǎn)過程中排放的含Hg 廢氣和粉塵是環(huán)境中Hg 的重要來源,也是導(dǎo)致周邊水體中Hg 含量較高的一個(gè)原因(劉瑞平等,2017;李昌鑫等,2020;劉昭等,2021)。電廠排放的Hg 及其化合物直接沉降到黃壁莊水庫水體以及沉降到黃壁莊水庫水面、補(bǔ)給源水面和陸域最終間接進(jìn)入水庫中轉(zhuǎn)化生成的水污染物Hg 在各水污染物中濃度占標(biāo)率最高,但分別為0.75%和4.53%,水平極低,表明電廠排放的Hg 對黃壁莊水庫水質(zhì)的影響很小。

4 結(jié)論

(1)2008~2020 年該燃煤電廠的大氣污染物(如煙塵、SO2、NOx、重金屬等)排放量整體呈降低趨勢,在此期間,黃壁莊水庫的水質(zhì)均滿足《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3838-2002)中Ⅱ類及以上水體限值要求,大部分水質(zhì)指標(biāo)達(dá)到了I 類標(biāo)準(zhǔn)。

(2)相關(guān)性分析結(jié)果證明了電廠排放煙塵中的重金屬Hg、As、Pb 和水庫入口處、中心處水體中對應(yīng)重金屬含量之間有顯著相關(guān)性,Cd 和Cu 與水庫入口處水體中對應(yīng)重金屬基本無顯著相關(guān)性,Cr6+與水庫中心處水體中對應(yīng)重金屬基本無顯著相關(guān)性。

(3)電廠排放的大氣污染物直接沉降到黃壁莊水庫水體后轉(zhuǎn)化生成的各水污染物中對水庫水質(zhì)影響最大的污染物是Hg 及其化合物,其進(jìn)入水體轉(zhuǎn)化生成的水污染物Hg 的濃度占標(biāo)率在各水污染物中最大,但也僅為0.75%,水平極低,對水庫水質(zhì)的影響很小。

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