鐘學(xué)才，胡希，張溥亮，呂鸝，彭歡，劉輝

（株洲市環(huán)境監(jiān)測中心站，湖南株洲412000）

神龍湖水質(zhì)現(xiàn)狀及綜合評價(jià)

鐘學(xué)才，胡希*，張溥亮，呂鸝，彭歡，劉輝

（株洲市環(huán)境監(jiān)測中心站，湖南株洲412000）

2016年7月—12月對神龍湖開展了水質(zhì)調(diào)查，并采用綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)和內(nèi)梅羅指數(shù)對神龍湖的水環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行評價(jià)。結(jié)果表明，監(jiān)測期間TN和TP平均質(zhì)量濃度分別為1.71 mg/L和0.07 mg/L，分別是GB 3838—2002Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)的1.71倍和1.4倍。富營養(yǎng)化狀態(tài)為中營養(yǎng)，各營養(yǎng)指標(biāo)對富營養(yǎng)化貢獻(xiàn)依次為TP〉TN〉SD〉chla〉CODMn。重金屬指標(biāo)內(nèi)梅羅指數(shù)評價(jià)結(jié)果為輕度污染，重金屬污染較輕。

水質(zhì)評價(jià)；湖泊；富營養(yǎng)化

城市湖泊不僅是休閑娛樂的場所，也是城市生態(tài)環(huán)境的重要組成部分。城市湖泊一般為中小型，受外界因素干擾明顯。隨著人口規(guī)模大幅度增加，工業(yè)和農(nóng)業(yè)的迅速發(fā)展，城市湖泊的污染問題愈來愈嚴(yán)重，尤其是富營養(yǎng)化污染。據(jù)2015年中國環(huán)境狀況公報(bào)，全國62個(gè)重點(diǎn)湖泊中，30.6%的湖泊為輕度污染及以上，23.0%的湖泊為富營養(yǎng)化狀態(tài)[1]。因此，開展對城市湖泊的水質(zhì)調(diào)查，并選擇合適的評價(jià)方法對水質(zhì)進(jìn)行評估，為湖泊的治理提供針對性的建議十分必要。

神龍湖是人工湖，總面積約22 hm2，平均水深不足5 m，位于神龍城景區(qū)中心，是集休閑、娛樂和文化于一體的城市開放空間，也是湖南省“十三五”大型湖泊水質(zhì)監(jiān)測點(diǎn)。目前，用于水質(zhì)綜合評價(jià)和營養(yǎng)化評價(jià)的方法繁多，有單因子評價(jià)[2]、水質(zhì)標(biāo)識指數(shù)法[3]、模糊綜合評價(jià)法[4]、內(nèi)梅羅指數(shù)法[5]和營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法[6]等。其中內(nèi)梅羅指數(shù)法綜合考慮了各影響指標(biāo)對環(huán)境狀況的貢獻(xiàn)，還突出了污染最大的影響指標(biāo)。綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法包含了5種水質(zhì)富營養(yǎng)化指標(biāo)，且計(jì)算過程對質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)限值不作要求[7]。

筆者于2016年7月—12月對株洲市神龍湖進(jìn)行水質(zhì)采樣分析，研究湖泊的水質(zhì)現(xiàn)狀，并分別用綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)和內(nèi)梅羅指數(shù)對湖泊營養(yǎng)化指標(biāo)和重金屬指標(biāo)進(jìn)行科學(xué)評價(jià)，旨在揭示神龍湖水質(zhì)現(xiàn)狀并為湖泊環(huán)境管理提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究方法

1.1 采樣設(shè)置及方法

依據(jù)《地表水和污水監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》（HJ/T 91—2002），湖泊只設(shè)監(jiān)測垂線，且當(dāng)水深不足5 m時(shí)，僅在水面下0.5 m處設(shè)監(jiān)測采樣點(diǎn)。2016年7月—12月在神龍湖布設(shè)一個(gè)采樣點(diǎn)，連續(xù)6個(gè)月每月一次對神龍湖水質(zhì)進(jìn)行采樣分析。分析指標(biāo)包括富營養(yǎng)化指標(biāo)——總磷、總氮、高錳酸鹽指數(shù)、透明度、葉綠素a，重金屬指標(biāo)——硒、砷、汞、鉻（六價(jià)）、銅、鎘、鋅、鉛。

1.2 評價(jià)方法

1.2.1 綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法

綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)包括影響水富營養(yǎng)化的常見指標(biāo)，并根據(jù)不同指標(biāo)對富營養(yǎng)化貢獻(xiàn)不同賦予不同權(quán)重值，其計(jì)算公式如下：

式中：TLI（ε）為綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)；Wj為第j種指標(biāo)的營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)的相關(guān)權(quán)重；TLI（j）代表第j種指標(biāo)的營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)。

綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)分級標(biāo)準(zhǔn)見表1。各指標(biāo)的營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)計(jì)算及相應(yīng)權(quán)重見表2。

表1 湖泊綜合營養(yǎng)狀態(tài)分級

表2 不同指標(biāo)營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)及權(quán)重

1.2.2 內(nèi)梅羅指數(shù)

內(nèi)梅羅指數(shù)法應(yīng)用較廣，是一種兼顧了極值和平均值的多因子環(huán)境質(zhì)量綜合指數(shù)，具體計(jì)算公式如下：

式中：P為內(nèi)梅羅指數(shù)；ci為指標(biāo)的實(shí)測質(zhì)量濃度；si為指標(biāo)的質(zhì)量濃度限值，文中選取《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838—2002）中Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)[8]；為所有指標(biāo)）最大值；為所有指標(biāo)）平均值。

表3 內(nèi)梅羅污染指數(shù)等級劃分標(biāo)準(zhǔn)

2 結(jié)果與分析

2.1 神龍湖水質(zhì)現(xiàn)狀

神龍湖水功能區(qū)規(guī)劃為城市景觀內(nèi)湖，執(zhí)行GB 3838—2002Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)。監(jiān)測期間神龍湖水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果見表4、表5。

表4 神龍湖水質(zhì)富營養(yǎng)化指標(biāo)監(jiān)測結(jié)果

富營養(yǎng)化指標(biāo)除TN和TP外，其他項(xiàng)目均能達(dá)到GB 3838—2002Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)（chla，SD無質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)）。就TN而言，神龍湖水體平均質(zhì)量濃度為1.71 mg/L，是GB 3838—2002Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)的1.71倍，水質(zhì)類別達(dá)到V類。監(jiān)測期間約67%的時(shí)間超過Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)，其中最大超標(biāo)率達(dá)到2.2倍。水體中TP總平均質(zhì)量濃度為0.07 mg/L，是GB 3838—2002Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)的1.4倍，水質(zhì)達(dá)到Ⅳ類。監(jiān)測期間約50%的時(shí)間超過Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)，最大超標(biāo)倍數(shù)達(dá)到2.6倍。CODMn在監(jiān)測期間均未出現(xiàn)超標(biāo)現(xiàn)象。從監(jiān)測數(shù)據(jù)可知，神龍湖富營養(yǎng)化指標(biāo)出現(xiàn)超標(biāo)現(xiàn)象，主要是TN、TP兩項(xiàng)指標(biāo)，從超標(biāo)頻率看，TN〉TP〉CODMn。

表5 神龍湖水質(zhì)重金屬指標(biāo)監(jiān)測結(jié)果mg/L

重金屬指標(biāo)所有項(xiàng)目均達(dá)到GB 3838—2002Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)，且監(jiān)測期間未出現(xiàn)超標(biāo)情況。

總體上看，神龍湖水質(zhì)沒有達(dá)到Ⅲ類水質(zhì)規(guī)劃的要求，富營養(yǎng)化指標(biāo)超標(biāo)。

2.2 神龍湖水質(zhì)評價(jià)

2.2.1 營養(yǎng)狀態(tài)評價(jià)

神龍湖營養(yǎng)化評分結(jié)果見表6。整個(gè)監(jiān)測期間神龍湖水質(zhì)綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)為38～42，營養(yǎng)狀態(tài)均為中營養(yǎng)水平，富營養(yǎng)化狀態(tài)整體較為穩(wěn)定。從單個(gè)指標(biāo)來看，各指標(biāo)營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)大小依次為：TLI（TP）〉TLI（TN）〉TLI（SD）〉TLI（chla）〉TLI（CODMn），TP營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)為75.93，占綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)比重超過30%，TN營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)為58.47，占綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)比重為25%，兩者占綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)比重接近70%，表明神龍湖水體富營養(yǎng)化污染以TP和TN為主，且TP對富營養(yǎng)化的貢獻(xiàn)更大。

表6 神龍湖水質(zhì)綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)

2.2.2 重金屬指標(biāo)綜合評價(jià)

重金屬指標(biāo)內(nèi)梅羅指數(shù)評價(jià)結(jié)果見表7。神龍湖重金屬污染風(fēng)險(xiǎn)較輕，內(nèi)梅羅污染指數(shù)均在0.1以下，屬于輕度污染。這可能與湖泊水質(zhì)重金屬本身濃度較低，且沒有其他含重金屬廢水排入有關(guān)。相對而言，汞、鎘、六價(jià)鉻和鉛對水體重金屬污染貢獻(xiàn)較大。

表7 神龍湖重金屬指標(biāo)內(nèi)梅羅指數(shù)

圖1 神龍湖重金屬指標(biāo)分擔(dān)率

3 結(jié)論

本研究對神龍湖的水質(zhì)現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，并對水質(zhì)進(jìn)行了科學(xué)評價(jià)。結(jié)果表明，監(jiān)測期間神龍湖整體水質(zhì)較穩(wěn)定，但沒有達(dá)到水功能區(qū)規(guī)劃要求，超標(biāo)項(xiàng)目為TP和TN，水體呈中營養(yǎng)狀態(tài)。神龍湖為城市景觀內(nèi)湖，本身流動(dòng)性較差，自凈能力不強(qiáng)，水體一旦受到污染便迅速惡化。因此，需要對神龍湖加強(qiáng)監(jiān)測和管理，制定有針對性的水質(zhì)保障措施，防止水環(huán)境質(zhì)量進(jìn)一步惡化。

[1]國家環(huán)境保護(hù)部.2015年中國環(huán)境狀況公報(bào)[EB].[2016-06-02]. http：//www.cnemc.cn/publish/totalWebSite/news/news_48571.html.

[2]郭勁松，王紅，龍騰銳.水資源水質(zhì)評價(jià)方法分析與進(jìn)展[J].重慶環(huán)境科學(xué)，1999，21（6）：1-3，9.

[3]徐祖信.我國河流單因子水質(zhì)標(biāo)識指數(shù)評價(jià)方法研究[J].同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2005，33（3）：321-325.

[4]勞期團(tuán).城市總體環(huán)境質(zhì)量的模糊綜合評價(jià)[J].中國環(huán)境科學(xué)，1990，10（2）：93-98.

[5]王書錦，劉云根，侯磊，等.基于內(nèi)梅羅指數(shù)的陽宗海湖濱濕地水環(huán)境質(zhì)量評價(jià)[J].環(huán)境污染與防治，2016，38（8）：6-9，14.

[6]于光金，商博，王桂勛，等.濟(jì)寧南四湖水質(zhì)富營養(yǎng)化評價(jià)及防治對策研究[J].中國環(huán)境管理干部學(xué)院學(xué)報(bào)，2013，23（6）：54-56.

[7]國家環(huán)境保護(hù)部.地表水環(huán)境質(zhì)量評價(jià)辦法（試行）[EB/OL]. [2011-03-09]（2017-03-15）.http：//www.zhb.gov.cn/gkml/hbb/ bgt/201104/t20110401_208364.htm.

[8]國家環(huán)境保護(hù)總局，國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.GB 3838—2002地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)[S].北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，2002.

（編輯：程?。?/p>

The Status and Comprehensive Evaluation of Water Quality of Shenlong Lake

Zhong Xuecai,Hu Xi*,Zhang Puliang,Lv Peng,Peng Huan,Liu Hui
（Zhuzhou Environmental Monitoring Station,Zhuzhou Hunan 412000,China）

The investigation of water quality in Shenlong lake was carried out between July and December,2016.Comprehensive nutritive index and Nemerow index methods were applied to evaluate the water environmental quality in Shenlong lake.The results showed that TN and TP concentrations during the monitoring period were 1.71 mg/L and 0.07 mg/L on average,which were 1.71 times and 1.4 times of these in GB 3838—2002 ClassⅢstandard,respectively.The eutrophication status of Shenlong lake was mesotropher.The order of nutritional indexes for lake eutrophication was TP,TN,SD,chla,CODMn.The heavy metal indexes evaluated by Nemerow index were mild contamination and the heavy metal pollution situation was lighter.

water quality assessment,lake,eutrophication

X824

A

1008-813X（2017）04-0065-04

10.13358 /j.issn.1008-813x.2017.04.17

2017-05-08

鐘學(xué)才（1969-），男，湖南益陽人，畢業(yè)于湘潭大學(xué)化學(xué)工程專業(yè)，高級工程師，主要從事環(huán)境保護(hù)工作。

*通訊作者：胡希（1986-），女，湖南常德人，畢業(yè)于中南大學(xué)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)，碩士，工程師，主要從事環(huán)境保護(hù)工作。