西湖名勝區(qū)溪流富營養(yǎng)化現(xiàn)狀評價

王京文，孫吉林，張奇春，楊文葉

(1.浙江省杭州市植保土肥總站，浙江 杭州 310020;2.浙江大學 環(huán)境與資源學院，浙江 杭州 310058)

20世紀70年代以后，我國各大湖泊、重要水域的氮、磷富營養(yǎng)化問題日趨嚴重，水質(zhì)持續(xù)下降。五大湖泊中太湖、巢湖已進入富營養(yǎng)化狀態(tài)，水體總氮、總磷指標等級已達劣Ⅴ類［1］。杭州西湖同樣也面臨著嚴峻的富營養(yǎng)化及生態(tài)系統(tǒng)退化為主要特征的水質(zhì)惡化問題［2］。西湖風景名勝區(qū)域內(nèi)的3條溪流 (金沙澗、龍泓澗、赤山溪)是西湖主要天然補給水水源。由于該區(qū)域內(nèi)居民的生活污水、飲食服務業(yè)污水及農(nóng)業(yè)面源污染等通過地表徑流進入溪流，再進入西湖，成為西湖主要的外部污染源之一。適時對進入西湖的3條溪流富營養(yǎng)化現(xiàn)狀進行評價，并提出合理的富營養(yǎng)化防治措施，為西湖水體的水污染控制和可持續(xù)發(fā)展提供研究依據(jù)，都具有十分重要的意義。

1 材料與方法

1.1 材料

于2010年4月底，在三溪流不同部位設置水樣監(jiān)測點13個，其中龍泓澗4個，金沙溪5個，茅家埠4個。在監(jiān)測點附近水體內(nèi)用塑料容器多點取水樣5 L，混勻后取2 L裝入聚四氟乙烯塑料桶中，及時運送到實驗室 (運輸過程中溫度不超過25℃)進行分析，不能及時分析的樣品，分裝后置于－20℃冰箱保存 (保存期不超過2周)。

1.2 檢測項目與方法

參照GB 3838—2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》的相關(guān)參數(shù)指標，確定水體檢測項目為銨態(tài)氮、硝態(tài)氮、有機氮、總氮、無機磷和總磷等6項。

總氮采用3%堿性過硫酸鉀氧化法，樣品在121℃下氧化30 min后，用紫外分光光度計測定。氨氮采用靛酚藍比色法，硝氮采用紫外分光光度法，有機氮含量根據(jù)總氮和無機氮 (NH4+-N、-N)的差值求得［3］。無機磷和總磷采用鉬藍比色法測定。

2 結(jié)果與分析

2.1 現(xiàn)狀評價

根據(jù)《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》對水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果 (表1)進行分析評價。從表1可以看出，13個水樣中，氨態(tài)氮的平均濃度為 0.27 mg·L－1，變化范圍0.05～1.52 mg·L－1。除龍泓澗中游的1個水樣 (茶園下)為Ⅳ類外 (此氨態(tài)氮超標可能與茶園施肥有關(guān))，其余均達Ⅰ、Ⅱ類標準。不同溪流的氨態(tài)氮含量大小表現(xiàn)為龍泓澗＞金沙溪＞茅家埠。

溪流水體中硝態(tài)氮平均含量 4.92 mg·L－1，變化范圍 2.92～8.43 mg·L－1，均達到Ⅰ類水質(zhì)標準。不同溪流的硝態(tài)氮含量大小為龍泓澗＞茅家埠＞金沙溪。

水體總氮平均含量高達6.45 mg·L－1，遠超過Ⅴ類水的限制值 (≤2.0 mg·L－1)，且每個點的總氮水平都超標，主要由硝態(tài)氮和有機氮引起的。龍泓澗、茅家埠和金沙溪三溪流近湖水樣的總氮分別為6.33，6.56和4.69 mg·L－1，均大大超過Ⅲ類水1.0 mg·L－1的標準 (主要適用于集中式生活飲用水地表水源地二級保護區(qū)等水域)，水體中的氮濃度水平已經(jīng)達到了湖庫發(fā)生富營養(yǎng)化的水平。

3條溪流水體中總磷平均含量為0.03 mg·L－1，變化范圍0.02～0.04 mg·L－1;無機磷平均含量為 0.01 mg·L－1，變化范圍 0.01 ～0.03 mg·L－1。可見，溪流水體中磷含量變異較小，且都在Ⅲ類水標準之內(nèi)，磷對水體污染不嚴重。

表1 西湖風景名勝區(qū)3條溪流水體的分析測試結(jié)果

2.2富營養(yǎng)化分析

3條溪流全部水樣總氮含量均超過Ⅴ類標準，表明西湖風景名勝區(qū)溪流對西湖水質(zhì)有污染影響。3條溪流中龍泓澗和金沙溪總氮含量表現(xiàn)為“源頭”附近高，而下游較低，這是由于2條溪流的源頭為林草茂密的“山澗”，周圍枯枝落葉腐爛形成的有機態(tài)氮進入水體，且溪流較長，途徑農(nóng)村、農(nóng)家樂等單位，受人為影響較大，使中上游區(qū)溪水營養(yǎng)鹽濃度增加，到中下游后，由于天然山澗水的補充稀釋，使下游溪水中營養(yǎng)鹽濃度降低。項目采樣時間在4月底，據(jù)調(diào)查與農(nóng)戶施肥時間基本一致，因此，肥料中的部分氮磷元素也有可能進入了3條溪流［4］;另外由于地表徑流及西湖水不定期提升至龍泓澗源頭之上，也可能直接影響3條溪流的水質(zhì)，從而影響西湖水質(zhì)。

3 防治對策

氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)是造成水體富營養(yǎng)化的主要元素［3］。要防止水體富營養(yǎng)化的發(fā)生，對進入水體的富營養(yǎng)物質(zhì)進行控制至關(guān)重要。其中，采取相應措施阻止營養(yǎng)物質(zhì)進入水體 (污染源控制)是控制水體氮、磷含量的有效途徑。盡管西湖風景名勝區(qū)流域總磷含量較低，但總氮含量已達富營養(yǎng)化水平。為確保西湖的可持續(xù)發(fā)展，要盡可能減小外源污染物的輸入量，從而在根本上防止富營養(yǎng)化的發(fā)生。可采取如下措施。

發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)，控制非點源污染物的排放。茶園是西湖風景名勝區(qū)的主要作物，茶地總面積為459.2 hm2，要改良茶農(nóng)的施肥習慣，采用測土配方技術(shù)。一是茶園施肥應根據(jù)土壤養(yǎng)分含量和茶樹需肥特性，確定施肥種類和數(shù)量，避免長期施用同一品種、相似養(yǎng)分含量的高濃度復合肥;二是菜餅施用量應根據(jù)土壤有機質(zhì)含量的高低來確定，有機質(zhì)含量大于35 g·kg－1的土壤要適當控制施用量;三是改化肥撒施為開溝深施，施后覆土，防止養(yǎng)分流失。

控制生活污染的排放。生活污水一般水質(zhì)比較穩(wěn)定，但是有機物、氮、磷的含量較大［5］，對水體富營養(yǎng)化的影響較大。在西湖風景名勝區(qū)，生活污水的排放主要來自農(nóng)家樂，包括生活中含磷洗滌劑的使用。據(jù)調(diào)查，西湖風景名勝區(qū)生活污水對總氮總磷含量有一定的貢獻率。因此，相關(guān)部門必需加強農(nóng)家樂及旅游活動中的污水排放管理，解決農(nóng)戶的廢水排放和處理問題，推進生活污水處理設施建設。

［1］國家環(huán)境保護總局．2001年中國環(huán)境狀況公報 ［EB/OL］．http://www．zhb．gov．cn/649368273124589568/index．shtml，2002．

［2］郭沛涌．杭州西湖水體富營養(yǎng)化的控制 ［J］．環(huán)境保護科學，2005(4):9－11．

［3］桂智凡，薛濱，姚書春，等．陽澄湖水質(zhì)現(xiàn)狀及原因探討［J］．地理科學，2011，31(12):1487－1492．

［4］袁東海，王兆騫，陳欣，等．不同農(nóng)作方式紅壤耕地土壤氮素流失特征 ［J］．應用生態(tài)學報，2002，13(7):863－866．

［5］李志剛，李素麗，黃海連，等．鉻對生活污水中氮磷的植物凈化效果及體內(nèi)氮磷含量的影響生態(tài)環(huán)境學報 ［J］．2010，19(2):286－290．