于光金，商 博，王桂勛，劉 菁

（山東省環(huán)境監(jiān)測中心站，山東 濟南 250101）

濟寧南四湖水質(zhì)富營養(yǎng)化評價及防治對策研究

于光金，商 博，王桂勛，劉 菁

（山東省環(huán)境監(jiān)測中心站，山東 濟南 250101）

以2012年南四湖水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)為依據(jù)，采用修正的卡森指數(shù)法（TSIM）對南四湖水質(zhì)進行評價。結(jié)果表明，修正卡森指數(shù)的評價結(jié)果為TSIM=56.04，南四湖已達到富營養(yǎng)化的標準。根據(jù)評價結(jié)果，從工業(yè)廢水、生活污水排放、底質(zhì)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、漁業(yè)養(yǎng)殖的影響方面分析了水體富營養(yǎng)化的原因，從減少外源污染物、應(yīng)用生物措施和發(fā)展健康水產(chǎn)養(yǎng)殖模式三個方面提出了南四湖水體富營養(yǎng)化的防治對策。

南四湖；湖泊富營養(yǎng)化；修正的卡森指數(shù)法；評價

Abstract：Based on the monitoring data of Nansi Lake in 2012,the water quality of Nansi Lake was evaluated using the modified Carson index(TSIM).The results showed that the modified Carson indexes of evaluation results are TSIM=60.08,Nansi Lake has reached the standards of eutrophication.According to the evaluation results,the causes of water eutrophication were analyzed from the industrial wastewater,domestic sewage discharge,agricultural production and aquaculture,proposed the control measures from the three aspects of reducing exogenous pollutants,adopting biological measures and developing a healthy aquaculture model.

Key words： Nansi Lake； lake eutrophication； Carson index correction； evaluation

水體富營養(yǎng)化已成為世界范圍內(nèi)普遍存在的環(huán)境問題已引起世界各國的普遍關(guān)注，水體富營養(yǎng)化不僅會使水體喪失其應(yīng)有功能，而且會嚴重破壞水體的生態(tài)平衡，使水質(zhì)惡化，從而使水體不能滿足生產(chǎn)功能和生活需要，制約人類社會和經(jīng)濟的發(fā)展[1]。南四湖位于山東省濟寧市境內(nèi)，是我國北方最大的淡水湖，也是南水北調(diào)東線輸水干線。南四湖流域?qū)儆诨春恿饔蜚暨\水系，流域總面積31 700 km2，通過河流匯集蘇、魯、豫、皖4省32個縣市區(qū)的來水。南四湖是一個多用途的水體，具有飲用水源、洪水控制、水產(chǎn)水運、污水排放、農(nóng)業(yè)水源等作用。多年來，由于沒有對生態(tài)保護與環(huán)境治理和綜合開發(fā)進行統(tǒng)籌考慮，廢污水大多未經(jīng)任何處理直接或間接排入入湖河道，造成部分河道和湖區(qū)的部分水域污染，并且湖泊內(nèi)水環(huán)境出現(xiàn)了不同程度的富營養(yǎng)化現(xiàn)象。因此，研究南四湖水環(huán)境富營養(yǎng)化狀況，提出相應(yīng)的防治措施具有重要的社會意義。

1 評價方法

水體富營養(yǎng)化評價，即通過與水體營養(yǎng)狀況有關(guān)系的葉綠素、總氮、總磷、透明度以及高錳酸鹽指數(shù)等指標以及這些指標之間的相互關(guān)系對水體的營養(yǎng)狀況進行準確、客觀的評價。我國水體富營養(yǎng)化評價的主要方法有：參數(shù)法、營養(yǎng)狀況指數(shù)法（卡爾森營養(yǎng)狀況指數(shù)法TSI）、特征評價法、修正的營養(yǎng)狀況指數(shù)法、中國環(huán)境監(jiān)測總站發(fā)布的綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法（TSI）以及營養(yǎng)度評分法等[2]。根據(jù)南四湖流域的水質(zhì)特征以及評價標準，本研究采用修正的卡森指數(shù)法（TSIM）來進行南四湖水體富營養(yǎng)化的分析和評價。

修正的卡森指數(shù)法（TSIM），就是通過以葉綠素a的濃度作為營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)的基準，采用0～100之間的數(shù)值對湖庫水體的營養(yǎng)狀況進行分級。其中，指數(shù)值小于30的為貧營養(yǎng)，30～50之間的為中營養(yǎng)，50～100之間的即為富營養(yǎng)。指數(shù)值處于同一營養(yǎng)級的情況下，數(shù)值越高，富營養(yǎng)化程度就越嚴重。

修正的卡森指數(shù)計算公式如下：

2 結(jié)果與評價

2.1 南四湖水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果

2012年，南四湖水體水質(zhì)年均值各點位的監(jiān)測值見表1。由表1可知，南四湖水體的TN含量在1.504～1.811 mg/L之間，平均值為1.666 mg/L，超過地表水Ⅳ類水質(zhì)標準；TP含量在0.06～0.079 mg/L之間，平均值為0.07 mg/L，超過地表水Ⅲ類水質(zhì)標準；CODMn含量在4.85～5.55 mg/L之間，平均值為5.158 mg/L，為地表水Ⅲ類水質(zhì)標準。將所測得的各項水環(huán)境指標數(shù)據(jù)與湖泊營養(yǎng)類型標準相對照（見表2），可以發(fā)現(xiàn)南四湖水體的總氮含量已超過重富營養(yǎng)的標準，超標0.28倍；總磷達到富營養(yǎng)化的標準，超標0.01倍；CODMn在中營養(yǎng)型的標準內(nèi)。

表1 南四湖水質(zhì)狀況

表2 湖泊營養(yǎng)類型標準 mg/L

2.2 修正的卡森指數(shù)評價結(jié)果

由表3可知，南四湖水體5個監(jiān)測點位的TSIM（SD） 在68.95～73.76之間，平均為71.24；TSIM（chl） 在47.66～49.76之間，平均為48.88；TSIM（TP）在45.34～49.87之間，平均為48.01。其中，TSIM（chl）和TSIM（TP）符合中營養(yǎng)的標準，TSIM（SD） 達到富營養(yǎng)化的標準。TSIM在53.98～57.73之間，平均為56.04，說明南四湖水質(zhì)已達到富營養(yǎng)化標準，5個監(jiān)測點位的富營養(yǎng)化程度依次為南陽＞前白口＞大捐＞島東＞二級壩。

表3 修正的卡森指數(shù)（TSIM）評價結(jié)果

3 水體富營養(yǎng)化的原因分析

3.1 工業(yè)廢水、生活污水的大量排入

南四湖周邊城市集中，人口密集，經(jīng)濟發(fā)展迅速，多年延續(xù)的高消耗、高污染的粗放型經(jīng)濟增長方式，使得南四湖流域內(nèi)結(jié)構(gòu)性污染嚴重，部分工業(yè)有機廢水經(jīng)處理后直接或間接排入南四湖，造成湖泊局部水質(zhì)污染。特別是城市、農(nóng)村大量生活污水的排放最終匯入南四湖，點源、面源污染造成湖泊水體中氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)不斷富集，使南四湖水體中營養(yǎng)物質(zhì)的負荷量增加。

3.2 南四湖水體底質(zhì)的影響

南四湖水體深度相對較淺，陽光的穿透性較好，水溫適宜，營養(yǎng)物質(zhì)易釋放。含氮、磷的營養(yǎng)物質(zhì)進入湖泊后，使某些藻類爆發(fā)性生長，經(jīng)過不斷代謝，湖底積累大量淤泥。受風浪影響，底泥被攪動，懸浮物被快速釋放。逐年的積累，使得底質(zhì)中的營養(yǎng)鹽物質(zhì)成為引起南四湖水體富營養(yǎng)化的原因之一。

3.3 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和漁業(yè)養(yǎng)殖的影響

在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動中，南四湖流域化肥和農(nóng)藥使用量及畜禽養(yǎng)殖廢棄物日漸增加。化肥主要為氮肥和磷肥，農(nóng)藥主要為有機磷、聚脂類和有機氮等，通過降雨徑流沖刷和滲透作用，氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)最終輸送到南四湖。養(yǎng)殖戶在湖泊中清除水草，大片圈占湖泊進行水產(chǎn)養(yǎng)殖，在一定程度上給南四湖的富營養(yǎng)化創(chuàng)造了條件。漁業(yè)養(yǎng)殖的發(fā)展、人為投放的魚餌以及魚類的排泄物給湖泊水體帶來了大量的氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)。

4 防治對策

采用修正的卡森指數(shù)法和綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)評價的結(jié)果都表明，南四湖水域水質(zhì)已經(jīng)達到輕度或中度富營養(yǎng)化狀態(tài)。湖庫富營養(yǎng)化的防治是水污染治理中一個十分棘手的問題，目前主要是從控制外源污染物的輸入和減少內(nèi)源營養(yǎng)物質(zhì)負荷兩方面來控制湖庫的富營養(yǎng)化[3]。針對南四湖特點，為控制和減少南四湖水體污染，改善水體生態(tài)環(huán)境，對南四湖水體富營養(yǎng)化的防治提出以下對策和建議：

4.1 減少外源污染物的輸入

主要是從入湖河流污染物、沿湖面源污染物和湖泊養(yǎng)殖區(qū)污染物的控制這三個方面入手。對于入湖河流污染物的控制，主要途徑是改變沿河兩岸的工業(yè)、礦業(yè)生產(chǎn)方式，積極推行清潔生產(chǎn)。沿湖面源污染物主要由湖邊農(nóng)田施肥或者噴灑農(nóng)藥所致。在降雨過程中，田中的化肥、農(nóng)藥一部分隨地表徑流匯入湖中，是造成湖泊水體富營養(yǎng)化的主要原因之一。因此，要減少這種面源污染，控制農(nóng)藥和化肥的使用量，同時適當將部分農(nóng)田退耕還林、還草。南四湖是山東省重要的淡水漁業(yè)基地之一，素有“生態(tài)寶庫”的美稱。養(yǎng)殖過程中，魚料施用過量不僅浪費，而且造成水體污染。所以應(yīng)該適當用料，并定期對養(yǎng)殖區(qū)進行打撈，從而保持養(yǎng)殖區(qū)的清潔。

4.2 應(yīng)用生物措施

有選擇地引進優(yōu)良水生植物品種，利用水生植物生長過程中吸收磷、氮等營養(yǎng)物質(zhì)的方法，來控制水體富營養(yǎng)化，如利用菹草、鳳眼蓮、菱、伊樂藻等來吸收磷、氮[4-6]。應(yīng)用浮床陸生植物治理水體富營養(yǎng)化是一種新的技術(shù)路線，可通過利用陸生植物浮床水稻、花卉、蔬菜等的根系，吸收、降解、富集營養(yǎng)物質(zhì)[7，8]。研究當?shù)赜幸嫖⑸镏苿?，通過降解水體中有機污染物來凈化養(yǎng)殖水體，修復(fù)養(yǎng)殖水域的生態(tài)環(huán)境[9]。以上生物措施都能很好地起到控制水體富營養(yǎng)化、凈化水質(zhì)的作用。

4.3 發(fā)展健康水產(chǎn)養(yǎng)殖模式

根據(jù)南四湖特點，建立適合南四湖的生物鏈有機養(yǎng)殖模式，實現(xiàn)生態(tài)養(yǎng)殖。同時，加強湖區(qū)水產(chǎn)養(yǎng)殖管理，合理控制養(yǎng)殖規(guī)模，制定南四湖水產(chǎn)養(yǎng)殖發(fā)展規(guī)劃等，從而減少水產(chǎn)養(yǎng)殖污染，凈化養(yǎng)殖水體，控制南四湖水體富營養(yǎng)化。

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（編輯：程 ?。?/p>

Research on Eutrophic Evaluation and Control Measures for Nansi Lake

Yu Guangjin,Shang Bo,Wang Guixun,Liu Jing
（Environmental Monitoring Central Station of Shandong Province,Jinan Shandong 250101,China）

X824

A

1008-813X（2013）06-0054-03

10.3969 /j.issn.1008-813X.2013.06.016

2013-09-06

國家科技重大專項子課題《全國湖泊富營養(yǎng)化區(qū)域差異性調(diào)查及其演化規(guī)律研究》（2009ZX07106-001-001）

于光金（1983-），男，山東萊蕪人，畢業(yè)于山東師范大學環(huán)境科學專業(yè)，碩士，助理工程師，主要從事環(huán)境監(jiān)測工作。