在我国，水库水源地锰超标属于较为常见的水质问题，尤其在地质富锰区和夏季高温时期更易出现。不同地区的超标率差异显著，但多数监测报告均提示需加强常规监测和针对性治理。

水库水源地铁锰超标的原因主要有：

①自然因素（地质背景、降雨冲刷）提供了“底层金属库”。

②人为因素（农业、生活污水、工业排放）往往加剧有机负荷，导致溶解氧快速下降。

③水库自身的水动力与管理（分层、低水位、取水口位置）是金属从底泥向取水口迁移的关键通道。

④季节与气候（低温、降雪、强降雨）常在短时间内触发底泥释放，形成突发性超标。

一、自然地质背景：区域岩层、土壤中本身含铁、锰量高，导致水体基准值偏高。风化作用把岩石中的 Fe、Mn 释放到地下水或地表径流，进入水库。铁锰是自然界中存在较多的一种元素，土壤岩石中都含有铁和锰。金光水库位于奥陶系牯牛潭组地层，该地层岩性为瘤状泥质灰岩，锰元素背景值较其他地层相对较高，形成水库后水体中锰元素含量较其他地层也会相对增高。

世界卫生组织的统计资料表明,土壤中锰平均含量约为 500~900mg/kg。当土壤的酸度较低时,其中的铁和锰通过氧化还原反应变成溶解性的Fe 和Mn，再经雨水冲刷，很容易进人水库，并沉积在库区底层。库底沉积物中铁锰的释放，造成水库水体中铁锰超标。

在天然水体中，铁和锰是同时存在的，且存在形式几乎完全相同，锰超标的原因主要有区域地质环境高锰背景值、pH 下降导致内源锰释放、水土流失导致泥沙颗粒态锰经地表径流输入水体等。梅州市兴宁市部分湖库型水源地铁锰超标，原因可能为地质环境污染，天然背景值较高。

二、底泥释放（内源污染）：底部沉积物中富集的 Fe、Mn 在缺氧或酸性条件下被还原为可溶的二价离子，进入上层水体。

水库分层、底层缺氧（夏季热分层或冬季低温导致溶解氧下降）；低水位运行使底泥更易与取水口接触；pH 下降加速还原反应。

在冬季及初春时气温低，水体溶解氧较高在氧化条件下，铁、锰通过氧化还原反应最终生成Fe(0H)3和 Mn02两者都不溶于水，在水库底部富集，不易向上层水体释放；夏季至初秋，水体产生明显的分层，底部溶解氧较低，耗氧性有机物浓度增大，加速了溶解氧的消耗，使水库底部逐渐形成厌氧环境。在厌氧条件下,不溶于水的 Fe(0H)3和 Mn02还原为溶解性二价铁和二价锰，并且通过上下层浓度差异，向表层水体扩散。

 三、降雨径流冲刷：大雨或融雪把含铁、锰的泥沙、颗粒物冲入水库。泥沙携带颗粒态 Fe、Mn，沉积后在后续缺氧条件下再次释放。山口岩水库表层水体锰均高于下层水样，这说明山口岩水库还存在着伴随强降水的外源污染。尤其在汛期结束后，水库水位逐步降低，周边岩石裸露，在出现降雨过程时，河网汇流时对周边岩石冲刷力度较大，引入了杂质，更易引起表层锰升高，甚至高于10～20 m处锰含量。所以山口岩水库表层锰来源沉积物内源释放和外源污染引入。

通常深层湖库会有明显热分层效应。库区锰含量均超标后，下层锰可因重力作用或沉积吸附作用逐渐聚集至库底，而中层及表层无法对流至下层，随着表层锰逐渐被氧化沉积降低后，中层浓度变化较少，于是便呈现出这种纺锤体浓度分布规律。这种分层的存在将使中层保持长时期的较高浓度，对表层水质带来了隐患与威胁。

四、 农业面源污染：化肥、农药不当使用导致土壤中Fe、Mn溶解度升高；富营养化促进藻类大量繁殖，藻类死亡分解消耗溶解氧，进一步加剧底层缺氧，促进 Fe、Mn 释放。水库周边农村地区化肥、农药的不科学使用，以及生活污水、垃圾随意丢弃不能集中治理，间接导致铁锰值超标与降雨径流冲刷水库运行多年后沉积物的污染释放及水库低水位的运行影响有关。

五、生活污水、畜禽养殖废水：农村生活污水、畜禽粪污直接或经渗流进入水库。有机物增加耗氧，形成厌氧环境；同时部分废水本身含 Fe、Mn。

六、工业排放及其他人为排污：近岸工业企业废水、采矿、造纸等行业的含 Fe、Mn 废水泄漏。直接向水库输入高浓度金属离子。

2024年2月2日，长沙市生态环境局宁乡分局执法人员在巡查中发现白玉河水质异常，经溯源确定为湖南宁乡某公司污水外排导致，其中锰超标112倍（113mg/L）。白玉河是浏阳河源头的主要支流之一。根据 2015 年《泉州应急水源地调查评价报告》分析，除上游外其余的惠安、泉州市区、南安、晋江这四个中下游调查评价区里都出现了不同程度的锰离子或铁锰离子超标现象，根据分析结果显示: Fe 和 Mn 的含量除了与本底值较高有关外，还受 PH 值、河流上游开采矿山等污染企业的排污废水影响。

2008年8月22日，一顿简单的早餐后，昆明市昆沙路上一家木业公司的50多名职工相继出现呕吐、头晕、腹泻等症状；23日早晨，30名居民在农贸市场的一家餐馆用过早餐后，也出现同样症状。记者从昆明市卫生局了解到，大普吉地区部分群众发生肠道疾病症状原因已经查明：是水源污染，锰铁超标所致。

七、水库运行管理因素：低水位、取水口设置在底层、库容波动、闸门放水方式不当。低水位使底泥扰动、取水口直接抽取富含 Fe、Mn 的底层水；水位波动加速沉积物与水体的交换。

进行水体置换 , 有效降低水中锰的浓度。水库是一种半封闭的生态系统，水体流动性较低，因此更新水体所需的时期较长。如果二价锰元素超标，它会在水库内滞留很长时间，并逐渐积累，难以排出。因此，在汛期，如果条件允许，应定时开启水闸实行水体替换，以有效地减少水体中锰的含量。

在水库中安装扬水曝气器，以提高水体中溶解氧的含量，使水体处于一种有利的氧化环境，从而有效地将低价锰转化为高价态，并将其沉淀至底泥中，从而有效降低水中锰的浓度。

水库低水位运行也会导致水体铁锰超标，蓄水量与锰之间存在着显著的负相关性，水库低水位运行时，覆水较浅，促使底部沉积污染物释放的铁锰更容易进入表层，加之水库在夏季藻类容易生长，藻类一，方面可能隔绝水汽交换，促使下层溶解氧降低，另一方，面藻类死亡后沉降至库底，其分解也将消耗大量的溶，解氧， 从而使得库底溶解氧含量降低，也促进了沉积，物污染的释放， 因此低水位运行会加重水体铁锰异常问题。

八、温度、pH 与溶解氧的季节性变化：冬季低温、低 pH、溶解氧下降时 Fe、Mn 更易还原并进入水体；夏季高温导致分层加剧同样影响。温度影响氧溶解度，pH 影响金属离子的溶解度与氧化还原平衡。

通常情况，水库pH 处于中性条件，锰以微溶的氧化物和氢氧化物固体形式存在，具有较高的稳定性，可以有效地保护水体的环境和生态系统。冬季，温度较低，水体上部与下部温度不同（下部温度相应较高），产生了一个致密屏障作用，使得水体上部与下部被温跃层分隔，缺乏对流运动，这时水体溶解氧降低，构成了还原环境，库底沉淀物中的四价锰被还原成可溶性的二价锰离子，从而使得水体中二价锰含量大幅度提高，水库取样分析发现锰元素超过了限值。但随着天气变暖气温升高，温跃层消失，水体流动，溶解氧升高，二价锰离子再次被氧化成四价锰藏于库底沉积物中，不被检出。极端天气常伴随气温的骤变，同时低温降水过程可促进表层水体水温骤降，引发上下层水体强对流的产生，加之历次表层水质锰含量超标均发生在山口岩水库水位下降期，水位相对偏低，给底部内源污染物对流扩散提供了良好的条件。水库表层锰超标应为低温、低水位、降雪等极端天气多因素共同作用造成的。

久旱后出现强降雨、水库水位达到局部较低值、前期气温骤降，这3个因素均对表层水体锰污染均有不利影响。水库水位较低时，常伴随周边土岩暴露情况，在长期干燥风化作用下，土壤中的锰转为易释放的可溶颗粒物，而短期内强降水携带含锰土壤颗粒物进入库区，加之气温骤降，表层水温降低，产生密度流，导致底层高本底的含锰沉积物侵入表层水体，进而引发水库表层水体锰含量超标现象。

九、 库区生态与垃圾堆积：库区枯枝落叶、生活垃圾等有机物沉积，分解消耗氧气。同样导致底层缺氧，促进金属释放。

一般饮用水源地水量主要靠降水补给，因此进入水库的水量多是以大流量的洪水形式输入，而取用水多以满足供水要求的小流量均匀的从上层取水输出，长此以往导致随着洪水过程进入水库的柴草"泥沙"废物的污染物及其次生污染物越来越多地累积在库中，较大颗粒的悬浮物逐渐沉淀，中小颗粒则吸附絮凝在一起悬浮在水库的下层水体中。

大连理工大学水环境研究所团队对松树水库沉积物进行采样分析研究结果表明，松树水库沉积物呈深黑色沉积物厚度均超过80CM并且沉积物样品中平均锰含量高达1264mg/kg，在厌氧条件下，沉积污染物具有较大的释放潜力，容易导致水库水体铁锰超标。

思考：

我国水库普遍存在老龄化的问题，超过50年的有7万多座，建设的时候仅从水利角度考虑，以“防洪、灌溉、发电”为核心，属于“水利工程”，对水质及水生态关注度不够。数十年来，流域内农业、生活污染物随径流进入水库，沉积在底泥中，形成了巨大的“污染底泥库”。其中富含的氮、磷和铁、锰等金属物质，在厌氧条件下会持续释放。水库设计时未考虑生态调度，缺乏水温、鱼类洄游等生态因素的考量，导致水体自净能力弱，生态系统脆弱，并且生态系统逐渐退化。

发达国家应对水库水源地铁锰超标的做法，通常遵循“法规限值 → 流域源头控制 → 多级技术组合”的路径。比如欧盟饮用水中锰的限值为 50 µg/L（0.05 mg/L）。欧盟《水框架指令》（WFD）要求成员国通过流域整体管理，实现所有水体的“良好状态”，并对锰等指示性参数设定排放限值。