西溪濕地公園水體富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)及防治

余海霞，何 平，趙佳佳

(杭州市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站，浙江 杭州 310007)

1 西溪濕地概況

西溪濕地位于杭州城西(30°14′55″～30°16′56″N，120°02′19″～120°05′08″E)，距西湖僅5 km，為一片地勢(shì)平坦、河流縱橫的水網(wǎng)平原，是以魚塘為主，河港、湖漾、沼澤、墩島相間，柿基魚塘、桑基魚塘、竹基魚塘、蔗基魚塘、菜基魚塘等鑲嵌分布的次生濕地，其中水域面積約占70％左右，是國(guó)內(nèi)唯一一個(gè)集城市濕地、農(nóng)耕濕地、文化濕地于一體的國(guó)家濕地公園，已逐漸成為杭州市與西湖并稱的寶貴生態(tài)、文化資源的標(biāo)志.幾十年以來(lái)，由于工業(yè)、生活設(shè)施以及種植業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)的大量增加，截污設(shè)施又不完善，從而使西溪濕地的水體環(huán)境水平大大下降.工業(yè)、生活污水直排，種植業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)面源污染淋洗進(jìn)入水體，導(dǎo)致其水體溶解氧嚴(yán)重偏低，高錳酸鹽指數(shù)偏高，非離子氮含量較高，水質(zhì)富營(yíng)養(yǎng)化嚴(yán)重[1].本文根據(jù)西溪風(fēng)景區(qū)水質(zhì)現(xiàn)狀的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)西溪濕地的富營(yíng)養(yǎng)化程度進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，對(duì)其產(chǎn)生原因進(jìn)行分析，并對(duì)西溪濕地水質(zhì)富營(yíng)養(yǎng)化控制提出相應(yīng)的措施和建議，為濕地水體水質(zhì)管理及富營(yíng)養(yǎng)化防治提供科學(xué)依據(jù).

2 富營(yíng)養(yǎng)化調(diào)查內(nèi)容與方法

2.1 采樣點(diǎn)布設(shè)

水樣布點(diǎn)和采集依據(jù)國(guó)家環(huán)境保護(hù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《地表水和污水監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》[2](HJ/T 9l-2002)進(jìn)行.根據(jù)西溪濕地河道分布情況、功能區(qū)劃、目前整治現(xiàn)狀以及今后發(fā)展規(guī)劃并經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)踏勘，共布置6個(gè)采樣點(diǎn)，分別為沿山河、蔣村港、深潭口、秋雪庵、百家樓、水貿(mào)市場(chǎng)，見圖1.采樣點(diǎn)位為水面下0.5 m處，當(dāng)水深不到0.5 m時(shí)，在水深1/2處.每3個(gè)月采樣一次.

2.2 監(jiān)測(cè)項(xiàng)目與方法

水質(zhì)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目為葉綠素a、總磷、總氮、透明度和高錳酸鹽指數(shù).其中透明度采用塞氏盤法[3]；葉綠素a用分光光度法(SL88-1994)；總氮用堿性過(guò)硫酸鉀消解紫外分光光度法(GB11894-1989)；總磷用鉬酸銨分光光度法(GB11893-1989)；高錳酸鹽指數(shù)用酸性高錳酸鉀法(GB/T11892-1989).樣品的分析方法和保存方法均參照《水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法》[3].選用2008年至2010年各采樣位點(diǎn)年平均值的水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)作為西溪濕地富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)的資料.

2.3 富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)方法

西溪濕地富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)采用中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站生字[2001]090號(hào)《湖泊(水庫(kù))富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)方法及分級(jí)技術(shù)規(guī)定》[4]中的評(píng)價(jià)方法-綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法進(jìn)行評(píng)價(jià).

綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法公式為：

TLI(∑)=∑Wj·TLI(j)

(1)

式(1)中：TLI(∑)為綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)；Wj為第j種參數(shù)的營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)的相關(guān)權(quán)重；TLI(j)為第j種參數(shù)的營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù).

湖泊富營(yíng)養(yǎng)化狀況評(píng)價(jià)指標(biāo)為葉綠素a、總磷、總氮、透明度和高錳酸鹽指數(shù)五項(xiàng)，各指標(biāo)營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)計(jì)算公式分別為：

圖1 西溪濕地采樣點(diǎn)位示意圖

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(CODMn)=10(0.109+2.661lnCODMn)

(6)

其中：葉綠素achla單位為mg/m3，透明度SD單位為m；其它指標(biāo)單位均為mg/L.

以chla作為基準(zhǔn)參數(shù)，則第j種參數(shù)的歸一化的相關(guān)權(quán)重計(jì)算公式為：

(7)

式(7)中：rij為第j種參數(shù)與基準(zhǔn)參數(shù)chla的相關(guān)系數(shù)；m為評(píng)價(jià)參數(shù)的個(gè)數(shù).

中國(guó)湖泊(水庫(kù))的chla與其它參數(shù)之間的相關(guān)關(guān)系rij及r2ij見表1.

營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)采用0～100的一系列連續(xù)數(shù)字對(duì)濕地營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)進(jìn)行分級(jí).指數(shù)值在30以下為貧營(yíng)養(yǎng)(Oligotropher)，30～50為中營(yíng)養(yǎng)(Mesotropher)，50～60為輕度富營(yíng)養(yǎng)(1ight eutropher)，60～70為中度富營(yíng)養(yǎng)(Middle eutropher)，TLI(∑)>70為重度富營(yíng)養(yǎng)(Hyper eutropher).在同一營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)下，指數(shù)越高其營(yíng)養(yǎng)程度越重.

表1中國(guó)湖泊部分參數(shù)與chla的相關(guān)關(guān)系rij及r2ij

Table 1 The relative relationship of rij and r2ij between chla and the other parameters of lakes in China

3 水體富營(yíng)養(yǎng)化綜合評(píng)價(jià)結(jié)果

西溪濕地2008年至2010年各采樣位點(diǎn)年平均值的水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)詳見表2.

表2 西溪濕地水質(zhì)年平均監(jiān)測(cè)結(jié)果表

從表2可以看出，2008年至2010年西溪濕地水體葉綠素a、總磷、總氮，高錳酸鹽指數(shù)逞逐年下降趨勢(shì)，透明度逐漸提高，表明濕地經(jīng)規(guī)劃保護(hù)后，采取縮減人口、截污納管、調(diào)整土地利用方式等措施[6]，西溪濕地水體水質(zhì)得到了一定程度的改善.

根據(jù)式(1)～(7)可分別算得葉綠素a(chla)、總磷(TP)、總氮(TN)、透明度(SD)、高錳酸鹽指數(shù)(CODMn)營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)、相關(guān)權(quán)重因子以及2008～2010年度綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)見表3.

表3 西溪濕地單因子營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)統(tǒng)計(jì)表

根據(jù)表3數(shù)據(jù)，按照分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)確定西溪濕地2008～2010年度營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)級(jí)別見表4.

表4 西溪濕地富營(yíng)養(yǎng)化分級(jí)狀況

由表4西溪濕地2008～2010年度營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)級(jí)別可以看出，近三年來(lái)，西溪濕地水體總體都處于富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài).其中，2008年西溪濕地水體為中度富營(yíng)養(yǎng)化，而2009年和2010年均處于輕度富營(yíng)養(yǎng)化水平.

4 富營(yíng)養(yǎng)化原因分析及控制

西溪濕地周邊主要以農(nóng)業(yè)用地和農(nóng)村居住用地為主，工業(yè)企業(yè)很少，因此，本區(qū)域廢水主要是生活污水和農(nóng)田面源徑流.據(jù)《杭州市西溪濕地保護(hù)區(qū)總體規(guī)劃環(huán)境影響報(bào)告書》[7]，該區(qū)域生活和農(nóng)業(yè)面源污染物排放總量COD為387.93 t/a、氨氮為20.31 t/a、總氮為58.93 t/a、總磷為5.95 t/a.相鄰上游區(qū)域污染物排放總量COD為637.12 t/a、氨氮為32.11 t/a、總氮為86.33 t/a、總磷為8.33 t/a，以生活污染源為主.相鄰下游區(qū)域污染物排放總量COD為294.25 t/a、氨氮為21.35 t/a、總氮為48.76 t/a、總磷為4.2 t/a.因此，每年有大量的N、P營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)流入西溪濕地區(qū)域，是造成西溪濕地富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)的主要原因.所幸的是，經(jīng)綜合評(píng)價(jià)可以看出，西溪濕地2008～2010年年度的綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)呈逐年下降的趨勢(shì)，表明西溪濕地經(jīng)規(guī)劃保護(hù)后，通過(guò)截污納管、縮減人口等措施的環(huán)境綜合治理，水質(zhì)有所改善，富營(yíng)養(yǎng)化程度得以控制，但形勢(shì)仍然嚴(yán)峻.因此，加強(qiáng)濕地保護(hù)，要吸取過(guò)去的經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)，從體制和管理上進(jìn)一步加以規(guī)范完善，工程和非工程措施上齊推并進(jìn).針對(duì)西溪濕地水體富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)狀，在現(xiàn)有措施進(jìn)一步實(shí)施的前提下，提出如下治理措施：

a.進(jìn)行污染源綜合整治.建立城市污水處理工程，對(duì)西溪濕地保護(hù)區(qū)周圍未進(jìn)行納管處理的工業(yè)廢水、生活污水進(jìn)行納管集中處理，達(dá)標(biāo)后方可排放.加強(qiáng)對(duì)農(nóng)民的技術(shù)培訓(xùn)，大力推動(dòng)生態(tài)農(nóng)業(yè)建設(shè)和推廣農(nóng)業(yè)清潔生產(chǎn)技術(shù)，努力控制農(nóng)用化學(xué)物質(zhì)污染，減輕農(nóng)業(yè)面源污染.

b.濕地管理對(duì)策.充分發(fā)揮錢塘江引水工程效益.增加水體自凈能力，從而使西溪濕地水體富營(yíng)養(yǎng)化水平降低，水體污染得到改善.

c.疏浚挖泥，去污凈流.逐步疏浚西溪濕地保護(hù)區(qū)內(nèi)的主要河流，去除積累在水體中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，減輕對(duì)水體產(chǎn)生污染.

d.生態(tài)修復(fù)對(duì)策.依據(jù)西溪濕地的水文狀況、環(huán)境條件及污染特征可選擇生態(tài)浮島、人工濕地、及健康養(yǎng)殖為凈化處理的主要技術(shù)，對(duì)西溪濕地的污染水體進(jìn)行綜合有效的生態(tài)治理.

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