焦崗湖入湖水體營養(yǎng)狀態(tài)分析

楊婷+高良敏+宋廷林+謝士峰+張青亮

摘 要：近年來，焦崗湖濕地生態(tài)系統(tǒng)逐步退化，周邊溝渠污染嚴(yán)重。為解決該流域民生、生態(tài)和可持續(xù)發(fā)展問題，本研究對焦崗湖及入湖水體進(jìn)行定點(diǎn)監(jiān)測，通過高錳酸鹽指數(shù)、TP、TN、葉綠素a、透明度計(jì)算其綜合營養(yǎng)指數(shù)，評價(jià)其營養(yǎng)狀態(tài)。結(jié)果表明，夏季全湖入湖區(qū)域綜合營養(yǎng)指數(shù)全部大于70，均呈現(xiàn)重度富營養(yǎng)化狀態(tài)；冬季全湖入湖區(qū)域綜合營養(yǎng)指數(shù)大部分在60-70之間，整體呈中度富營養(yǎng)化狀態(tài)。

關(guān)鍵詞：焦崗湖；入湖水體；富營養(yǎng)化

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.05.171

焦崗湖位于淮河流域，橫跨安徽省淮南市毛集實(shí)驗(yàn)區(qū)與阜陽市潁上縣，是天然的淡水性湖泊，也是淮河中游最大的生態(tài)濕地，為國家級濕地公園，4A級旅游景區(qū)和國家水利風(fēng)景區(qū)[1]，另外，焦崗湖是安徽省重要的漁業(yè)生態(tài)基地和水資源調(diào)蓄地，還是國家級保護(hù)動(dòng)物斑頭雁、灰鶴和省級保護(hù)動(dòng)物白鷺的重要棲息地。因此，焦崗湖在安徽省區(qū)域經(jīng)濟(jì)、生態(tài)和社會(huì)效益間都發(fā)揮著重要作用[2]。焦崗湖是淮南市毛集實(shí)驗(yàn)區(qū)的備用引用水源地，自來水廠取水口設(shè)在湖東區(qū)元新村片，焦崗湖水質(zhì)也與毛集區(qū)及周圍地區(qū)居民的身體健康密切相關(guān)。然而，近幾年為促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)的增速，焦崗湖大力發(fā)展生態(tài)旅游業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)，導(dǎo)致湖水水質(zhì)嚴(yán)重下降，濕地面積大幅減少[3]。本研究通過對焦崗湖及入湖水體進(jìn)行監(jiān)測，分析其營養(yǎng)狀態(tài)，為湖泊治理提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

焦崗湖（32°35′N～32°37′N，116°34′E～116°39′E）水面面積約為53.28km2，流域面積497km2，常年蓄水量4億m3，橫跨安徽省淮南市和阜陽市，80%位于淮南市毛集實(shí)驗(yàn)區(qū)。其主要入湖口有丁家溝、便民溝和中心溝等，通過元新閘和淮河相連[4]。目前湖泊養(yǎng)殖的水生動(dòng)物以淡水魚為主，水生植物以蓮花、茭白、蘆葦、菱角等為主。焦崗湖正常年平均水深為1.8～2.2m，年平均水溫14℃。

1.2 樣品的采集與分析

根據(jù)焦崗湖自然環(huán)境、湖水流向等特點(diǎn)，在丁家溝、便民溝等入湖區(qū)域設(shè)置13個(gè)采樣點(diǎn)，于2016年8月25日與2017年1月10日分別采一次樣，采集湖面以下0.5m處的水樣進(jìn)行分析，監(jiān)測指標(biāo)包括高錳酸鹽指數(shù)、總磷、總氮、葉綠素a和透明度。水樣采集和分析均按國標(biāo)規(guī)定進(jìn)行。

1.3 數(shù)據(jù)處理

本研究采用綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理[5]，綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)公式為：

（以chla作為基準(zhǔn)參數(shù)）

式中：

TLI：為綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)；

Wj：第j種參數(shù)所占的營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)的相關(guān)權(quán)重；

TLI（j）：第j種參數(shù)的營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)；

rij：第j種參數(shù)與基準(zhǔn)參數(shù)chla的相關(guān)系數(shù)。

營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)計(jì)算式：

（1）TLI（chla）=10（2.5+1.086lnchla）

（2）TLI（TP）=10（9.436+1.624lnTP）

（3）TLI（TN）=10（5.453+1.694lnTN）

（4）TLI（SD）=10（5.118-1.94lnSD）

（5）TLI（COD）=10（0.109+2.661lnCODMn）

2 結(jié)果與分析

2.1 葉綠素a含量的分布

根據(jù)OECD富營養(yǎng)化單因子評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，葉綠素含量小于3mg/m3則為貧營養(yǎng)，3～11 mg/m3為中營養(yǎng)，11～78 mg/m3為富營養(yǎng)，大于78 mg/m3為嚴(yán)重富營養(yǎng)[6]。由表2和表3可知，夏季葉綠素a含量普遍在78mg/m3以上，呈嚴(yán)重富營養(yǎng)狀態(tài)，只有少數(shù)點(diǎn)位4、7、8號相對較低，但也呈現(xiàn)富營養(yǎng)狀態(tài)；而冬季葉綠素含量普遍在11～78mg/m3之間，為富營養(yǎng)狀態(tài)。因此，不管是夏季還是冬季，焦崗湖都處于富營養(yǎng)水平，亟需采取相應(yīng)措施改善生態(tài)環(huán)境。

2.2 綜合營養(yǎng)指數(shù)評價(jià)

采用營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法對湖泊水質(zhì)情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算，結(jié)果如下表所示（chla單位為mg/m3，其他指標(biāo)單位均為mg/L）。

一般采用0～100連續(xù)數(shù)字對湖泊營養(yǎng)狀態(tài)進(jìn)行分級，當(dāng)TLI小于30時(shí)為貧營養(yǎng)，在30到50之間時(shí)為中營養(yǎng)，大于50即達(dá)到富營養(yǎng)水平，TLI在50到60之間為輕度富營養(yǎng)，在60到70之間為中度富營養(yǎng)，大于70即為重度富營養(yǎng)[4]。由表2可以看出夏季所有采樣點(diǎn)的綜合營養(yǎng)指數(shù)均已達(dá)到70以上，呈嚴(yán)重富營養(yǎng)化水平；由表3可以看出冬季各采樣點(diǎn)綜合營養(yǎng)指數(shù)大部分都在60到70之間，呈中度富營養(yǎng)水平，只有少數(shù)采樣點(diǎn)，05號和06號綜合營養(yǎng)指數(shù)達(dá)到73，呈重度富營養(yǎng)水平?？傮w來說，夏季富營養(yǎng)程度比冬季嚴(yán)重。

3 討論

選取的采樣點(diǎn)為丁家溝、便民溝等入湖口，主要受到來自水產(chǎn)養(yǎng)殖、農(nóng)業(yè)污染和居民生活污染，導(dǎo)致氮、磷等營養(yǎng)元素過高。通過《全國水環(huán)境容量核定技術(shù)指南》、《第一次全國污染源普查 畜禽養(yǎng)殖業(yè)源產(chǎn)排污系數(shù)手冊》等進(jìn)行估算，各污染源對焦崗湖入湖口污染情況如下[7]：

3.1 水產(chǎn)養(yǎng)殖

養(yǎng)殖污染是焦崗湖水質(zhì)下降的一個(gè)主要原因，近年來，焦崗湖大力發(fā)展?jié)O業(yè)，有兩個(gè)漁業(yè)大隊(duì)，專業(yè)漁民287戶一千二百多人，主要魚類有草魚、鳙魚、鰱魚、鯉魚、花斑魚、青蝦、河蟹等。2011年焦崗湖因網(wǎng)箱和圍欄養(yǎng)殖增加的污染負(fù)荷為COD86.63噸/年、總氮62.72噸/年、總磷11.34噸/年。

3.2 生活污染

焦崗湖沿湖地區(qū)2011年年末總戶數(shù)為44530 戶，總?cè)丝?33453人，其中非農(nóng)業(yè)人口28618 人，農(nóng)業(yè)人口104835人。由于流域內(nèi)所有鄉(xiāng)鎮(zhèn)都沒有建立生活污水處理廠，所以生活污水中污染物考慮為直接排放。2011年焦崗湖沿湖地區(qū)城鎮(zhèn)生活污水排放量為177.57萬噸，COD、總氮、總磷和氨氮的排放量分別為699.85t、113.86t、8.15t和79.39t。

3.3 農(nóng)業(yè)面源污染

2011年毛集實(shí)驗(yàn)區(qū)全年氮肥（純氮）使用量4050噸，磷肥（純磷）使用量1192噸，鉀肥（純鉀）使用量1110噸，隨著湖區(qū)種植業(yè)的迅速發(fā)展，農(nóng)藥、化肥、農(nóng)膜等化學(xué)投入品過量及不合理使用，農(nóng)作物秸稈焚燒及丟棄等現(xiàn)象增多，農(nóng)業(yè)面源污染持續(xù)加重，將對焦崗湖水質(zhì)、生態(tài)環(huán)境及下游人民生產(chǎn)生活造成不利影響。2011年焦崗湖沿湖地區(qū)耕地面積為9933畝，農(nóng)田徑流中COD、總氮、總磷和氨氮的排放量分別為122.37t、47.24t、5.58t 和24.47t。

3.4 畜禽養(yǎng)殖污染

焦崗湖周圍畜禽養(yǎng)殖業(yè)并不發(fā)達(dá)，周圍沒有大規(guī)模的養(yǎng)殖場，但居民散養(yǎng)的雞、鴨、鵝、豬等家禽也對焦崗湖，特別是入湖水體造成一定程度的影響。2011年僅村民養(yǎng)殖的豬對其COD、總氮和總磷的排放量貢獻(xiàn)值分別為229.98t、38.81t、2.46t。

3.5 入湖口未定時(shí)清淤

經(jīng)過實(shí)地調(diào)查，焦崗湖入湖口常年堆積沖積物、水草等雜物，未及時(shí)清淤，對入湖水體的COD、TN、TP等也產(chǎn)生了一定程度的影響。

4 結(jié)語

焦崗湖是集灌溉、養(yǎng)殖、調(diào)蓄洪水等于一體的國家級生態(tài)濕地公園，也是淮南市毛集實(shí)驗(yàn)區(qū)的備用水源地，因此，做好焦崗湖的生態(tài)恢復(fù)和環(huán)境保護(hù)有十分重要的意義。通過對焦崗湖入湖口水體營養(yǎng)狀態(tài)進(jìn)行分析，焦崗湖已進(jìn)入比較嚴(yán)重的富營養(yǎng)化水平，所以亟需對其采取相應(yīng)的環(huán)保措施。

參考文獻(xiàn)：

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[2]陳飄雪，王變，孫慶業(yè).焦崗湖及入湖河流表層沉積物重金屬潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)[J].濕地科學(xué)，2016，14（01）：37-43.

[3]韋緒好，孫慶業(yè)，程建華等.焦崗湖流域農(nóng)田土壤重金屬污染及潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2015，34（12）：2304-2311.

[4]袁傳華，楊志生，王礦.沿淮焦崗湖流域洪澇災(zāi)害防治及水環(huán)境綜合治理研究[J].治淮，2008（06）：10-11.

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[6]王明翠，劉雪芹，張建輝.湖泊富營養(yǎng)化評價(jià)方法及分級標(biāo)準(zhǔn)[J]. 中國環(huán)境監(jiān)測，2002，18（05）：47-49.

[7]淮南市統(tǒng)計(jì)局.2011年淮南市統(tǒng)計(jì)年鑒[R].2011.

基金項(xiàng)目：中央引導(dǎo)地方專項(xiàng)資金科技惠民項(xiàng)目 “淮河焦崗湖溝渠入湖水體污染源控制技術(shù)集成與示范”（206080802D119）

作者簡介：楊婷（1993-），女，安徽人，碩士研究生，研究方向：水污染控制方向。

*為通訊作者