淀山湖底泥污染物特性及分布研究

石磊

摘要 為全面了解淀山湖底泥中污染物特性，采集了淀山湖12個點(diǎn)位底泥，分析研究淀山湖底泥中有機(jī)質(zhì)、總磷、總氮的空間分布特征。結(jié)果表明：底泥中有機(jī)質(zhì)含量多12.0～27.6 g/kg，總氮含量為678～2 376 mg/kg;總磷含量為481～1072 mg/kg，其空間分布均為湖區(qū)北部、西南部，入湖河口區(qū)域較高，湖區(qū)南部、出湖河口區(qū)域較低。綜合污染指數(shù)與有機(jī)質(zhì)污染指數(shù)表明，淀山湖底泥環(huán)境質(zhì)量整體較好，污染指數(shù)隨深度增加呈降低趨勢，湖區(qū)北部及西南部氮磷污染較嚴(yán)重，主要受入湖河道外源污染影響。

關(guān)鍵詞 淀山湖;底泥;總磷;總氮;有機(jī)質(zhì)

中圖分類號：X524 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095–3305（2020）07–0–02

DOI：10.19383/j.cnki.nyzhyj.2020.07.064

Characteristics and Distribution of Pollutants in Sediment of Dianshan Lake

SHI Lei （Qingpu sub center of Shanghai water environment monitoring center， Shanghai 201700）

Abstract In order to fully understand the characteristics of pollutants in the sediments of Dianshan Lake， the sediments at 12 locations of Dianshan Lake were collected， and the spatial distribution characteristics of organic matter， total phosphorus and total nitrogen in the sediments of Dianshan Lake were analyzed and studied. The results show that the organic matter content in the bottom mud is 12.0-27.6 g/kg more， the total nitrogen content is 678-2 376 mg/kg; the total phosphorus content is 481-1072 mg/kg， and its spatial distribution is in the north and southwest of the lake area. The estuary area of the lake is higher， and the southern part of the lake area and the estuary area of the lake are lower. The comprehensive pollution index and organic pollution index show that the overall environmental quality of the sediments of Dianshan Lake is good， and the pollution index shows a decreasing trend with increasing depth. The northern and southwestern parts of the lake area have serious nitrogen and phosphorus pollution， which is mainly affected by external pollution from the river into the lake.

Key words Dianshan Lake; Sediment; Total phosphorus; Total nitrogen; The organic matter

淀山湖是太湖流域第二大省際湖泊，橫跨上海市青浦區(qū)和江蘇省昆山市，地處太湖下游，黃浦江上游，屬陽澄淀泖區(qū)，吞吐型弱感潮平原淺水湖泊，水域面積59.2 km2，平均水深1.94 m。長期以來其治理與保護(hù)一直是上海和江蘇兩省市湖泊治理的工作重點(diǎn)之一，近年來，淀山湖及其主要入湖河道水質(zhì)狀況正逐步改善，總磷、總氮、氨氮等指標(biāo)濃度下降趨勢明顯，但總氮濃度依然較高，水質(zhì)類別基本維持在劣Ⅴ類，湖泊富營養(yǎng)化問題依然突出。

湖泊底泥是生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，是水土界面物質(zhì)交替帶，是水土界面各類物質(zhì)的緩沖載體，是營養(yǎng)物質(zhì)的聚集庫，不僅能反映水體的污染情況，而且底泥在外界因素的影響下能夠向上水釋放營養(yǎng)成分，影響湖體水質(zhì)。

在淀山湖選取12個采樣點(diǎn)，研究底泥中有機(jī)質(zhì)、總磷、總氮含量及其空間分布特征，從而分析底泥中污染物的分布狀況，對了解淀山湖水環(huán)境質(zhì)量具有重要意義。

1 綜合污染指數(shù)法評價

采用綜合污染指數(shù)法，綜合考慮氮、磷共同對沉積物的影響，評價淀山湖底泥污染程度[1]。單項(xiàng)污染指數(shù)計算公式為：

Si=Ci/Cs（1）

式中，Si為單項(xiàng)評價指數(shù)或標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)，Si大于1表示含量超過標(biāo)準(zhǔn)值;Ci為評價因子i的實(shí)測值;CS為評價因子i的標(biāo)準(zhǔn)值，根據(jù)文獻(xiàn)資料;CS（TN）=0.55 g/Kg，CS（TP）=0.60 g/Kg;F為n項(xiàng)污染物污染指數(shù)的平均值;Fmax為最大單項(xiàng)污染指數(shù);FF為綜合污染指數(shù)[2]。

根據(jù)監(jiān)測點(diǎn)底泥綜合污染指數(shù)評價結(jié)果顯示，監(jiān)測區(qū)域表層底泥污染程度較高，全湖整體評價達(dá)到4級。從空間分布來看12個監(jiān)測點(diǎn)位中，6#、8#、12#綜合污染指數(shù)較高，且這3個點(diǎn)位在主要入湖河口位置，受外源污染物影響較大。而位于出湖河口位置的3#、4#點(diǎn)綜合污染指數(shù)最小，污染相對較輕，湖區(qū)北部高于湖區(qū)中部、南部（圖1、表1）。

垂直方向上，監(jiān)測區(qū)域基本表現(xiàn)為底泥綜合污染指數(shù)隨深度增加而降低。在0～10 cm及10～20 cm垂直方向上，底泥綜合污染指數(shù)數(shù)值基本不變;在20～30 cm的深度上，污染指數(shù)有所降低。淀山湖南部區(qū)域在0～10 cm的深度上為Ⅲ級，在10～30 cm的深度上污染等級降低為Ⅱ級，污染情況相對較輕。

2 有機(jī)質(zhì)污染指數(shù)評價

淀山湖沉積物富營養(yǎng)化最主要的原因是有機(jī)物、氮和磷的含量較高，采用有機(jī)質(zhì)污染指數(shù)法對淀山湖沉積物污染狀況進(jìn)一步評價，此方法充分考慮有機(jī)質(zhì)和有機(jī)氮，充分體現(xiàn)淀山湖底泥中的有機(jī)污染現(xiàn)狀。有機(jī)質(zhì)污染指數(shù)法的公式如下：

OI=OC（%）×ON（%）（3）

ON=TN（%）×0.95（4）

OC=OM（%）/1.724（5）

式中：OC為有機(jī)碳;ON為有機(jī)氮;有機(jī)指數(shù)OI評價標(biāo)準(zhǔn)（表2）。

評價結(jié)果顯示（圖2、表3），淀山湖全湖底泥有機(jī)污染指數(shù)為Ⅱ級，淀山湖北部（12#），西北部（11#）以及西南部（6#）區(qū)域有機(jī)質(zhì)污染評價等級為Ⅲ級，污染較重;其他地區(qū)污染等級均為Ⅱ級，有機(jī)質(zhì)污染程度較低。有機(jī)質(zhì)污染指數(shù)評價結(jié)果與綜合污染指數(shù)評價結(jié)果一致，均顯示淀山湖北部及西南部入湖河口區(qū)域污染較為嚴(yán)重。從監(jiān)測底泥深度來看，監(jiān)測區(qū)域底泥有機(jī)質(zhì)污染指數(shù)基本表現(xiàn)為隨深度增加而降低趨勢。在0～20 cm底泥深度中，淀山湖北部12#、1#和6#有機(jī)質(zhì)污染評價等級為Ⅲ級;在10～20 cm底泥深度中，這些區(qū)域有機(jī)質(zhì)污染評價等級為Ⅲ級;在20～50 cm底泥深度中，各監(jiān)測點(diǎn)有機(jī)質(zhì)污染情況均有所好轉(zhuǎn)，評價等級均等于或優(yōu)于Ⅱ級。

3 結(jié)論與建議

根據(jù)本次底泥調(diào)查獲取的大量翔實(shí)可靠的監(jiān)測數(shù)據(jù)，得出以下分析成果：

（1）淀山湖北部及西南部區(qū)域綜合污染較嚴(yán)重，主要污染物在河流入湖口區(qū)域沉積較為明顯，污染物含量較高，淀山湖南部污染情況相對較輕，污染程度小于入湖和湖心位置。初步分析，與其處于入湖河口位置受到大量的外源污染物有關(guān)。

（2）底泥中各營養(yǎng)物質(zhì)指標(biāo)分布規(guī)律基本一致，表現(xiàn)為湖區(qū)南部區(qū)域指標(biāo)含量相對較低，有機(jī)質(zhì)污染程度較輕;湖區(qū)北部及西南部區(qū)域指標(biāo)含量相對較高，有機(jī)質(zhì)污染較嚴(yán)重，也與大量的外源污染有關(guān)。

值得注意的是，淀山湖的底泥基本處于還原狀態(tài)（氧化還原電位呈負(fù)值），研究表明，當(dāng)?shù)啄唷缑娉蔬€原狀態(tài)時，底泥中的氮磷等元素具備向水體釋放的可能，底泥的釋放可能是淀山湖水體富營養(yǎng)化的內(nèi)源之一。在本次采樣監(jiān)測中發(fā)現(xiàn)，淀山湖水生植物分布較少，采樣區(qū)域基本未發(fā)現(xiàn)沉水植物。有研究表明，沉水植物覆蓋區(qū)域氧氣可以滲透至沉積物（底泥）表層20 mm處，而無沉水植物則僅能滲透4 mm。在缺氧環(huán)境下，底泥呈還原性狀態(tài)，氮磷等營養(yǎng)物質(zhì)易釋放到水體中，成為內(nèi)源因素之一。沉水植物作為初級生產(chǎn)者在水生態(tài)系統(tǒng)中起重要作用，建議在淀山湖湖區(qū)選取適合的區(qū)域，開展重建沉水植物群落結(jié)構(gòu)修復(fù)富營養(yǎng)化水體的研究。

參考文獻(xiàn)

[1] 王佩，盧少勇，王殿武，等.太湖湖濱帶底泥氮、磷、有機(jī)質(zhì)分布與污染評價[J].中國環(huán)境科學(xué)，2012（4）：703–709.

[2] 耿琳瑛，卜獻(xiàn)衛(wèi).六橫大香附近海域環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀評價[J].東海海洋，1991，17（1）：66–71.

責(zé)任編輯：黃艷飛