劉洪林 曲 玲

一、前言

大明湖歷史悠久，湖名見(jiàn)諸文字已有一千四百多年，至清代已形成“四面荷花三面柳，一城山色半城湖”的秀麗景色，是全國(guó)著名的風(fēng)景游覽區(qū)。由于歷史遺留原因，大明湖南岸每天約有7000m3未經(jīng)任何處理的生活污水排入湖內(nèi)，造成了大明湖水質(zhì)惡化。2007年10月濟(jì)南市政府決定對(duì)大明湖進(jìn)行擴(kuò)建和整治，歷時(shí)兩年，擴(kuò)建后總面積由74 hm2擴(kuò)大到103.4 hm2，新增水面 11.7 hm2、陸地 17.7 hm2，挖湖65.1 萬(wàn) m3，清淤 21.53 萬(wàn) m3，大明湖水生態(tài)環(huán)境有了初步好轉(zhuǎn)。但由于進(jìn)入大明湖的污水尚未徹底截留，大明湖整體環(huán)境還沒(méi)有達(dá)到預(yù)期效果。

本文收集整理了2004～2015年期間逐月的水環(huán)境監(jiān)測(cè)資料，經(jīng)過(guò)水環(huán)境質(zhì)量和營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)評(píng)價(jià)，分析了大明湖擴(kuò)建治理前后的水質(zhì)和水生態(tài)變化，并根據(jù)目前大明湖水環(huán)境質(zhì)量狀況，提出了維護(hù)大明湖水生態(tài)環(huán)境的治理措施。

二、水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)

1.水質(zhì)類別評(píng)價(jià)

大明湖水功能區(qū)劃為景觀娛樂(lè)用水區(qū)，水質(zhì)目標(biāo)為水環(huán)境質(zhì)量Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn)。依據(jù)《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》，對(duì)2004～2015年水質(zhì)進(jìn)行逐月和年均值類別評(píng)價(jià)，見(jiàn)表1。

表1 大明湖2004～2015年水質(zhì)類別評(píng)價(jià)結(jié)果表

由表1可見(jiàn)，大明湖擴(kuò)建治理前（2004～2008年）水環(huán)境質(zhì)量較差，超出水功能區(qū)目標(biāo)占監(jiān)測(cè)頻次的46.7%，其中Ⅴ類水質(zhì)占30.0%，劣Ⅴ類水質(zhì)占16.7%，劣Ⅴ類主要集中在汛期（7～9月）。治理后 2009～2015年水環(huán)境質(zhì)量有明顯好轉(zhuǎn)，水環(huán)境質(zhì)量符合Ⅳ類以上標(biāo)準(zhǔn)的頻次已由治理前的53.7%上升到76.2%。超出Ⅳ類水質(zhì)主要出現(xiàn)在2011年和2013年的非汛期（3～5月）。

大明湖主要超標(biāo)項(xiàng)目有總磷、五日生化需氧量（BOD5）和化學(xué)需氧量（COD）。說(shuō)明大明湖水環(huán)境的特征，即湖體水質(zhì)含磷、氮量較高，且具有一定的可生化性（即生化需氧量略高）。而工業(yè)和有機(jī)污染指標(biāo)（氨氮、化學(xué)需氧量、高錳酸鹽指數(shù)）基本符合相應(yīng)的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

2.富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)

按照《地表水資源質(zhì)量評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)程》（SL395-2007）中技術(shù)要求，選取總磷、總氮、葉綠素a和高錳酸鹽指數(shù)，采用指數(shù)法，對(duì)大明湖2004～2015年監(jiān)測(cè)資料進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)結(jié)果見(jiàn)表2。

由表2可見(jiàn)，大明湖擴(kuò)建治理前后水體營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)評(píng)價(jià)基本為中度富營(yíng)養(yǎng)，擴(kuò)建治理前營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)在65～70之間，擴(kuò)建治理后營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)略有下降，在60左右。

表2 大明湖2004～2015年?duì)I養(yǎng)狀態(tài)評(píng)價(jià)結(jié)果表

三、變化趨勢(shì)分析

1.主要污染物質(zhì)超標(biāo)倍數(shù)分析

由水質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果得出，大明湖主要超標(biāo)污染物總磷和五日生化需氧量，統(tǒng)計(jì)2004～2015年均值的超標(biāo)倍數(shù)變化，見(jiàn)圖1和圖2。

由污染物質(zhì)超標(biāo)倍數(shù)變化圖來(lái)看，大明湖擴(kuò)建治理前五日生化需氧量和總磷超標(biāo)倍數(shù)在0.7左右；擴(kuò)建治理后除2013年枯水年份之外，超標(biāo)倍數(shù)降至0.3以下，超標(biāo)倍數(shù)整體下降。

2.季節(jié)性Kendall趨勢(shì)分析

季節(jié)性Kendall檢驗(yàn)法是將歷年相同月份的水質(zhì)資料進(jìn)行比較，如果后面的值（時(shí)間上）高于前面的值記為“+”號(hào)，否則記作“-”號(hào)。如果加號(hào)的個(gè)數(shù)比減號(hào)的多，則可能為上升趨勢(shì)，類似地，如果減號(hào)的個(gè)數(shù)比加號(hào)的多，則可能為下降趨勢(shì)。分析結(jié)果可分為三類五級(jí)。三類為上升、下降和無(wú)趨勢(shì)；五級(jí)為高度顯著上升、顯著上升、無(wú)趨勢(shì)、顯著下降和高度顯著下降。

圖1 大明湖五日生化需氧量超標(biāo)倍數(shù)變化圖

圖2 大明湖總磷超標(biāo)倍數(shù)變化圖

圖3 大明湖營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)變化圖

表3 大明湖2004～2015年趨勢(shì)分析Kendall檢驗(yàn)結(jié)果表

選取溶解氧、高錳酸鹽指數(shù)、化學(xué)需氧量、五日生化需氧量、氨氮、總磷、總氮、銅、鋅、氟化物、硒、砷、汞、鎘、鉻（六價(jià)）、鉛、氰化物、揮發(fā)酚、陰離子表面活性劑、硫化物、硫酸鹽、氯化物、硝酸鹽氮、鐵、錳（25項(xiàng)），采用季節(jié)性Kendall檢驗(yàn)方法對(duì)大明湖擴(kuò)建治理前2004～2008年和治理后2009～2015年監(jiān)測(cè)資料主要監(jiān)測(cè)參數(shù)分別進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)結(jié)果見(jiàn)表3。

評(píng)價(jià)結(jié)果顯示大明湖擴(kuò)建治理前五年2004～2008年，氨氮、氯化物和陰離子表面活性劑是高度顯著上升，總氮和硫酸鹽是顯著上升，溶解氧顯著下降，說(shuō)明治理前大明湖水質(zhì)有繼續(xù)惡化的趨勢(shì)。治理后2009～2015年，只有氯化物高度顯著上升，揮發(fā)酚顯著下降，其他參數(shù)沒(méi)有明顯升降趨勢(shì)。說(shuō)明大明湖擴(kuò)建治理后水質(zhì)趨于穩(wěn)定，惡化趨勢(shì)受到有效控制。

3.富營(yíng)養(yǎng)化變化分析

統(tǒng)計(jì)2004～2015年大明湖水體營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)，見(jiàn)圖3。

由圖3可見(jiàn)，大明湖擴(kuò)建治理前和擴(kuò)建治理后富營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)均各保持一個(gè)較為平穩(wěn)狀態(tài)，但從營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)上來(lái)看，擴(kuò)建治理前營(yíng)養(yǎng)指數(shù)在65～70之間，擴(kuò)建治理后基本維持在60左右，擴(kuò)建治理后比擴(kuò)建治理前降低了約10%。

四、污染成因及對(duì)策建議

1.污染成因

通過(guò)對(duì)大明湖擴(kuò)建擴(kuò)建治理前后水環(huán)境和水生態(tài)評(píng)價(jià)和變化分析得出，大明湖擴(kuò)建治理后水環(huán)境和水生態(tài)發(fā)生了初步好轉(zhuǎn)，但尚不能完全達(dá)到景觀娛樂(lè)用水區(qū)Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn)，分析其原因如下：

（1）據(jù)調(diào)查，大明湖擴(kuò)建治理前每天約有7000 m3未經(jīng)任何處理的生活污水排入湖內(nèi)，擴(kuò)建治理后，實(shí)施污水截流4000 m3，但仍有3000m3進(jìn)入湖區(qū)。

（2）大明湖是由城內(nèi)眾泉匯流而成的天然湖泊，清潔水源主要來(lái)自市區(qū)諸泉的匯聚。據(jù)分析，大明湖每天需要清潔水源3.83萬(wàn)m3，市區(qū)諸泉的水量滿足不了大明湖所需的清潔水源需求。

（3）大明湖經(jīng)過(guò)擴(kuò)建后，總面積由74hm2擴(kuò)大到 103.4hm2，新增水面 11.7hm2，湖內(nèi)環(huán)境容量有所提高，但由于湖區(qū)內(nèi)水體流動(dòng)較慢，水體自凈能力需要進(jìn)一步提高。

2.對(duì)策建議

大明湖擴(kuò)建治理后，人為排污和缺少清潔水源補(bǔ)充是影響大明湖水體進(jìn)一步好轉(zhuǎn)的主要原因，為此提出以下建議：

（1）加大大明湖的治污力度，收集和攔截全部排向大明湖的廢水，匯集到污水處理廠處理后達(dá)標(biāo)排放，實(shí)現(xiàn)公園以外工業(yè)和生活污水的“零入湖”。

（2）引入清潔水源，在清潔泉水進(jìn)入湖區(qū)同時(shí)，將污水處理廠處理達(dá)標(biāo)的水重新引入湖區(qū)，保證湖區(qū)對(duì)清潔水源的要求，提高湖區(qū)水體的環(huán)境容量。

（3）增加湖區(qū)噴水設(shè)施，加強(qiáng)水體與空氣的交換，提高水體的自凈能力■