焦崗湖入湖水體營養狀態分析

楊婷+高良敏+宋廷林+謝士峰+張青亮

摘 要：近年來，焦崗湖濕地生態系統逐步退化，周邊溝渠污染嚴重。為解決該流域民生、生態和可持續發展問題，本研究對焦崗湖及入湖水體進行定點監測，通過高錳酸鹽指數、TP、TN、葉綠素a、透明度計算其綜合營養指數，評價其營養狀態。結果表明，夏季全湖入湖區域綜合營養指數全部大于70，均呈現重度富營養化狀態；冬季全湖入湖區域綜合營養指數大部分在60-70之間，整體呈中度富營養化狀態。

關鍵詞：焦崗湖；入湖水體；富營養化

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.05.171

焦崗湖位于淮河流域，橫跨安徽省淮南市毛集實驗區與阜陽市潁上縣，是天然的淡水性湖泊，也是淮河中游最大的生態濕地，為國家級濕地公園，4A級旅游景區和國家水利風景區[1]，另外，焦崗湖是安徽省重要的漁業生態基地和水資源調蓄地，還是國家級保護動物斑頭雁、灰鶴和省級保護動物白鷺的重要棲息地。因此，焦崗湖在安徽省區域經濟、生態和社會效益間都發揮著重要作用[2]。焦崗湖是淮南市毛集實驗區的備用引用水源地，自來水廠取水口設在湖東區元新村片，焦崗湖水質也與毛集區及周圍地區居民的身體健康密切相關。然而，近幾年為促進農業生產、社會經濟的增速，焦崗湖大力發展生態旅游業和養殖業，導致湖水水質嚴重下降，濕地面積大幅減少[3]。本研究通過對焦崗湖及入湖水體進行監測，分析其營養狀態，為湖泊治理提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 研究區概況

焦崗湖（32°35′N～32°37′N，116°34′E～116°39′E）水面面積約為53.28km2，流域面積497km2，常年蓄水量4億m3，橫跨安徽省淮南市和阜陽市，80%位于淮南市毛集實驗區。其主要入湖口有丁家溝、便民溝和中心溝等，通過元新閘和淮河相連[4]。目前湖泊養殖的水生動物以淡水魚為主，水生植物以蓮花、茭白、蘆葦、菱角等為主。焦崗湖正常年平均水深為1.8～2.2m，年平均水溫14℃。

1.2 樣品的采集與分析

根據焦崗湖自然環境、湖水流向等特點，在丁家溝、便民溝等入湖區域設置13個采樣點，于2016年8月25日與2017年1月10日分別采一次樣，采集湖面以下0.5m處的水樣進行分析，監測指標包括高錳酸鹽指數、總磷、總氮、葉綠素a和透明度。水樣采集和分析均按國標規定進行。

1.3 數據處理

本研究采用綜合營養狀態指數法對數據進行處理[5]，綜合營養狀態指數公式為：

（以chla作為基準參數）

式中：

TLI：為綜合營養狀態指數；

Wj：第j種參數所占的營養狀態指數的相關權重；

TLI（j）：第j種參數的營養狀態指數；

rij：第j種參數與基準參數chla的相關系數。

營養狀態指數計算式：

（1）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（COD）=10（0.109+2.661lnCODMn）

2 結果與分析

2.1 葉綠素a含量的分布

根據OECD富營養化單因子評價標準，葉綠素含量小于3mg/m3則為貧營養，3～11 mg/m3為中營養，11～78 mg/m3為富營養，大于78 mg/m3為嚴重富營養[6]。由表2和表3可知，夏季葉綠素a含量普遍在78mg/m3以上，呈嚴重富營養狀態，只有少數點位4、7、8號相對較低，但也呈現富營養狀態；而冬季葉綠素含量普遍在11～78mg/m3之間，為富營養狀態。因此，不管是夏季還是冬季，焦崗湖都處于富營養水平，亟需采取相應措施改善生態環境。

2.2 綜合營養指數評價

采用營養狀態指數法對湖泊水質情況進行統計計算，結果如下表所示（chla單位為mg/m3，其他指標單位均為mg/L）。

一般采用0～100連續數字對湖泊營養狀態進行分級，當TLI小于30時為貧營養，在30到50之間時為中營養，大于50即達到富營養水平，TLI在50到60之間為輕度富營養，在60到70之間為中度富營養，大于70即為重度富營養[4]。由表2可以看出夏季所有采樣點的綜合營養指數均已達到70以上，呈嚴重富營養化水平；由表3可以看出冬季各采樣點綜合營養指數大部分都在60到70之間，呈中度富營養水平，只有少數采樣點，05號和06號綜合營養指數達到73，呈重度富營養水平。總體來說，夏季富營養程度比冬季嚴重。

3 討論

選取的采樣點為丁家溝、便民溝等入湖口，主要受到來自水產養殖、農業污染和居民生活污染，導致氮、磷等營養元素過高。通過《全國水環境容量核定技術指南》、《第一次全國污染源普查 畜禽養殖業源產排污系數手冊》等進行估算，各污染源對焦崗湖入湖口污染情況如下[7]：

3.1 水產養殖

養殖污染是焦崗湖水質下降的一個主要原因，近年來，焦崗湖大力發展漁業，有兩個漁業大隊，專業漁民287戶一千二百多人，主要魚類有草魚、鳙魚、鰱魚、鯉魚、花斑魚、青蝦、河蟹等。2011年焦崗湖因網箱和圍欄養殖增加的污染負荷為COD86.63噸/年、總氮62.72噸/年、總磷11.34噸/年。

3.2 生活污染

焦崗湖沿湖地區2011年年末總戶數為44530 戶，總人口133453人，其中非農業人口28618 人，農業人口104835人。由于流域內所有鄉鎮都沒有建立生活污水處理廠，所以生活污水中污染物考慮為直接排放。2011年焦崗湖沿湖地區城鎮生活污水排放量為177.57萬噸，COD、總氮、總磷和氨氮的排放量分別為699.85t、113.86t、8.15t和79.39t。

3.3 農業面源污染

2011年毛集實驗區全年氮肥（純氮）使用量4050噸，磷肥（純磷）使用量1192噸，鉀肥（純鉀）使用量1110噸，隨著湖區種植業的迅速發展，農藥、化肥、農膜等化學投入品過量及不合理使用，農作物秸稈焚燒及丟棄等現象增多，農業面源污染持續加重，將對焦崗湖水質、生態環境及下游人民生產生活造成不利影響。2011年焦崗湖沿湖地區耕地面積為9933畝，農田徑流中COD、總氮、總磷和氨氮的排放量分別為122.37t、47.24t、5.58t 和24.47t。

3.4 畜禽養殖污染

焦崗湖周圍畜禽養殖業并不發達，周圍沒有大規模的養殖場，但居民散養的雞、鴨、鵝、豬等家禽也對焦崗湖，特別是入湖水體造成一定程度的影響。2011年僅村民養殖的豬對其COD、總氮和總磷的排放量貢獻值分別為229.98t、38.81t、2.46t。

3.5 入湖口未定時清淤

經過實地調查，焦崗湖入湖口常年堆積沖積物、水草等雜物，未及時清淤，對入湖水體的COD、TN、TP等也產生了一定程度的影響。

4 結語

焦崗湖是集灌溉、養殖、調蓄洪水等于一體的國家級生態濕地公園，也是淮南市毛集實驗區的備用水源地，因此，做好焦崗湖的生態恢復和環境保護有十分重要的意義。通過對焦崗湖入湖口水體營養狀態進行分析，焦崗湖已進入比較嚴重的富營養化水平，所以亟需對其采取相應的環保措施。

參考文獻：

[1]王變，陳飄雪，韋緒好等.淮河流域焦崗湖水質參數時空變化及影響因素[J].湖泊科學，2016，28（03）：520-527.

[2]陳飄雪，王變，孫慶業.焦崗湖及入湖河流表層沉積物重金屬潛在生態風險評價[J].濕地科學，2016，14（01）：37-43.

[3]韋緒好，孫慶業，程建華等.焦崗湖流域農田土壤重金屬污染及潛在生態風險評價[J].農業環境科學學報，2015，34（12）：2304-2311.

[4]袁傳華，楊志生，王礦.沿淮焦崗湖流域洪澇災害防治及水環境綜合治理研究[J].治淮，2008（06）：10-11.

[5]胡春華，黃丹，周文斌等.典型湖泊邊緣區豐水期營養狀態及其影響因子研究——以蚌湖為例[J].水生態學雜志，2013，34（03）：32-38.

[6]王明翠，劉雪芹，張建輝.湖泊富營養化評價方法及分級標準[J]. 中國環境監測，2002，18（05）：47-49.

[7]淮南市統計局.2011年淮南市統計年鑒[R].2011.

基金項目：中央引導地方專項資金科技惠民項目 “淮河焦崗湖溝渠入湖水體污染源控制技術集成與示范”（206080802D119）

作者簡介：楊婷（1993-），女，安徽人，碩士研究生，研究方向：水污染控制方向。

*為通訊作者