穆蘭芳 王春瑞 蔣留泉 周永章
(江蘇省蘇州市吳江區農業農村局 215200)
江蘇省蘇州市吳江區地處太湖之濱,境內水網發達,擁有大小湖泊約320個,其中列入江蘇省湖泊保護名錄的湖泊有55個(不含太湖),占江蘇省湖泊總數的40.15%。這些星羅棋布的湖泊在蓄洪、供水、景觀、生態等方面發揮了重要作用,既是吳江區寶貴的自然資源,也是社會經濟高質量發展的重要依托。然而,隨著吳江區城市化進程的加快推進和工商業的快速發展,轄區內部分湖泊中的藍藻、綠藻等水生生物過量增殖并形成水華,不僅影響了水域生態環境,還潛在威脅著吳江區及下游城市居民的生活用水安全。在此背景下,筆者對蘇州市吳江區主要湖泊的水質現狀進行持續監測和分析,旨在深入了解湖泊水質狀況和影響湖泊水質的主要制約因子及營養物質來源,以期為實施湖泊治理和保護水域生態環境提供科學依據。
本研究以列入區級河湖長制管理的75個重點湖泊為研究對象,各湖泊廣泛分布在轄區內的8個鎮,平均水深為1.5~4.0 m,面積較大的湖泊有元蕩(10.33 km2)、北麻漾(9.88 km2)、長漾(9.3 km2)、白蜆湖(7.6 km2)等。本研究選擇各湖泊湖心監測斷面為基本水質監測點位(個別呈狹長狀湖泊如北麻漾、長漾等,相應增加監測點位,取其平均值)。
2019年1 月—6月,每月采集1次水樣,共采集6次。選取地表水質量標準基本參數項目溶解氧、高錳酸鹽指數、化學需氧量、氨氮、總磷5項為評價參數,測定方法分別按照GB 7489-87、GB 11892-89、GB 11914-89、GB 7481-87、GB 11893-89的規定執行。
根據GB 3838-2002對各監測湖泊水質進行評價,評價等級從優到劣分為Ⅰ類、Ⅱ類、Ⅲ類、Ⅳ類、Ⅴ類和劣Ⅴ類。各湖泊水質合格標準:元蕩、長漾、白蜆湖、澄湖、南萬蕩、蕩白蕩6個湖泊執行Ⅲ類標準,其余69個湖泊均執行Ⅳ類標準。
由表1可知,2019年1月—6月,吳江區湖泊水質平均達標率為53.56%;從年初到年中,總體水質大致呈下降趨勢,其中2月綜合達標率最高,為80.00%,5月綜合達標率最低,為29.33%。從各指標項目達標情況來看,全區1月—6月溶解氧、高錳酸鹽指數兩項參數均全部達標,氨氮指標達標率均超過90.00%,平均為96.45%,化學需氧量(COD)達標率在77.33%~98.67%之間,平均為90.44%,而總磷達標率明顯偏低,在33.33%~84.00%之間,平均達標率為60.45%,說明總磷成為了影響轄區內湖泊水質的主要制約因子。
分別選取用于承包養殖的3個湖泊(何家漾、普陀蕩、南星湖)和退出對外承包不再用于養殖的3個湖泊(長漾、同里湖、鶯脰湖),對吳江區湖泊總磷指標進行統計分析。由表2和圖1可知,6個湖泊1月—6月總磷指標整體呈升高趨勢,并導致水質從年初的達標逐月下降至“Ⅴ類”甚至“劣Ⅴ類”。同時,在1月—2月農業種植業和水產養殖淡季,上述6個湖泊的總磷指標仍居高不下,平均為0.109 mg/L(幅度為0.06~0.25 mg/L),接近甚至超過湖泊Ⅳ類水質總磷限制水平0.1 mg/L。

表1 2019年1月—6月吳江區區級湖泊水質監測結果

表2 2019年1月—6月吳江區何家漾等6個湖泊總磷(TP)指標監測結果 (單位:mg/L)
對影響蘇州市吳江區湖泊水質的主要限制因子總磷的來源進行分析,大致可分為內源性磷輸入和外源性磷輸入兩種類型。
內源性磷輸入主要指湖泊底層(淤泥)中磷在沉積物-水界面磷循環過程中,由沉積物中遷移轉化至湖泊水體中的磷元素。金相燦等[1]研究發現,長江中下游地區淺水湖泊沉積物中總磷含量在217.8~3 337.2 mg/kg之間,其中城市湖泊沉積物中總磷含量時常達1 000 mg/kg以上,遠高于地表水環境中總磷含量限值。同時,這些湖泊底層的沉積磷與水體之間也存在吸附和釋放的動態平衡,若環境條件改變(如水體中溶解氧降低、水溫升高等),沉積磷將會轉化遷移至水體,即使沒有外來磷源的輸入,也會造成湖泊水體中溶解性磷含量升高,進而導致水體富營養化[2-3]。本研究中,2019年5月吳江區湖泊水質的總磷達標率最低,僅為33.33%,低于6月的44.00%,推測其原因是5月湖泊水位偏低、光照強烈、氣溫升高,底層沉積磷向水體轉移,導致水體中磷含量升高,6月進入梅雨季節后,雨量增大、水位抬高,水體中總磷含量有所回落。
外源性磷輸入主要包括工業廢水、生活污水、農業面源污染、水產養殖等。
3.2.1 工業廢水和生活污水
雖然近幾年通過環境治理,吳江區的工業廢水和生活污水排放情況有所改善,但工業廢水和生活污水排放仍是湖泊總磷不可忽視的主要來源,這也是為什么在農漁業生產淡季,湖泊總磷指標仍偏高的原因。吳攀等[4]對太湖水體中總磷來源的調查研究表明,工業廢水和生活活水排放總量占入湖總磷負荷的比例超過50%。本研究中,已退出漁業養殖的鶯脰湖、同里湖等湖泊,盡管周邊并沒有成片的養殖池塘和農田,但水體總磷含量持續超標,這主要是由于這些湖泊臨近居民居住區,湖泊水質受居民生活污水的影響較大。同時,在調查中發現,部分農村尚未建設生活污水收集處理設施,即便有些村莊已有生活污水收集和處理設施,但一定程度上還存在污水管網未接、漏接及后期運行維護不到位等情況,從而導致農村生活污水處理效果不理想。
3.2.2 農業面源污染
在水稻生產中,為確保豐產,常以富含氮、磷、鉀的復合肥作基肥,且一般在水稻移栽前5~10 d施用,平均施肥量約375 kg/hm2,按吳江區現有水稻種植面積約11 300 hm2計算,全年施用復合肥約4 200 t,磷素的施用量較多。同時,在2019年水稻移栽期間,雨水較往年偏多,所施基肥中的氮、磷、鉀等營養元素來不及被秧苗和土壤充分吸收,就被雨水淋失流入河流和湖泊,從而導致湖泊總磷指標階段性偏高。
3.2.3 水產養殖
目前,吳江區內有養殖池塘約8 880 hm2,主要養殖河蟹、青蝦、加州鱸魚、南美白對蝦等特色品種,其中因加州鱸魚、南美白對蝦的單位面積產量高,飼料投喂量較多,而餌料中富含氮、磷等營養元素,一旦魚蝦攝食消化不完全,這些營養元素均會隨養殖尾水外排至湖泊,從而進一步提高了水體中的氮、磷含量。
為切實改善吳江區湖泊水質,須堅持系統治理、綜合治理、源頭治理的策略,除要繼續加強對工業廢水和城鎮生活污水的處理,還應重點抓好以下工作。
目前,吳江區部分湖泊底泥淤積較厚,這些淤積的底泥中富含氮、磷等營養元素和一些重金屬元素,這既是水體富營養化的重要原因,也威脅到地下水體安全,影響水質和水域生態環境。因此,建議在充分調研和科學論證的基礎上,有針對性地對重點湖泊實施清淤;同時,要抓好湖濱帶恢復、人工濕地等湖泊生態系統建設,充分利用和發揮生態系統的自我調節能力,促進湖泊水域營養鹽類的良性循環。
針對吳江區農村生活污水排放分散、污水處理設施建設和運行不到位等問題,建議由政府相關部門牽頭,進一步提高農村生活污水處理設施覆蓋面和建設工程質量。同時,要加強對污水處理設施的長效管理工作的考核力度,切實發揮相關設施的治水功能,科學管控生活污水中氮、磷等營養元素的對外排放。
具體為:(1)持續推進肥藥減量工程,深入開展化肥、農藥使用量零增長行動,進一步推動農業綠色發展;(2)在部分鄉鎮做出有益嘗試的基礎上,進一步鼓勵和引導吳江區相關湖泊由生態養殖向生態管理轉變,以更大力度地保護全區水域生態環境和水生生物資源;(3)進一步優化農業產業結構,調整完善農業高質量發展政策,將池塘高密度養殖模式逐步引導調整為以稻漁綜合種養為代表的生態、循環農業模式,提高農(水)產品質量安全水平,有效減少氮、磷等營養元素的對外排放。