淀山湖底泥污染物特性及分布研究

石磊

摘要 為全面了解淀山湖底泥中污染物特性，采集了淀山湖12個點位底泥，分析研究淀山湖底泥中有機質、總磷、總氮的空間分布特征。結果表明：底泥中有機質含量多12.0～27.6 g/kg，總氮含量為678～2 376 mg/kg;總磷含量為481～1072 mg/kg，其空間分布均為湖區北部、西南部，入湖河口區域較高，湖區南部、出湖河口區域較低。綜合污染指數與有機質污染指數表明，淀山湖底泥環境質量整體較好，污染指數隨深度增加呈降低趨勢，湖區北部及西南部氮磷污染較嚴重，主要受入湖河道外源污染影響。

關鍵詞 淀山湖;底泥;總磷;總氮;有機質

中圖分類號：X524 文獻標識碼：A 文章編號：2095–3305（2020）07–0–02

DOI：10.19383/j.cnki.nyzhyj.2020.07.064

Characteristics and Distribution of Pollutants in Sediment of Dianshan Lake

SHI Lei （Qingpu sub center of Shanghai water environment monitoring center， Shanghai 201700）

Abstract In order to fully understand the characteristics of pollutants in the sediments of Dianshan Lake， the sediments at 12 locations of Dianshan Lake were collected， and the spatial distribution characteristics of organic matter， total phosphorus and total nitrogen in the sediments of Dianshan Lake were analyzed and studied. The results show that the organic matter content in the bottom mud is 12.0-27.6 g/kg more， the total nitrogen content is 678-2 376 mg/kg; the total phosphorus content is 481-1072 mg/kg， and its spatial distribution is in the north and southwest of the lake area. The estuary area of the lake is higher， and the southern part of the lake area and the estuary area of the lake are lower. The comprehensive pollution index and organic pollution index show that the overall environmental quality of the sediments of Dianshan Lake is good， and the pollution index shows a decreasing trend with increasing depth. The northern and southwestern parts of the lake area have serious nitrogen and phosphorus pollution， which is mainly affected by external pollution from the river into the lake.

Key words Dianshan Lake; Sediment; Total phosphorus; Total nitrogen; The organic matter

淀山湖是太湖流域第二大省際湖泊，橫跨上海市青浦區和江蘇省昆山市，地處太湖下游，黃浦江上游，屬陽澄淀泖區，吞吐型弱感潮平原淺水湖泊，水域面積59.2 km2，平均水深1.94 m。長期以來其治理與保護一直是上海和江蘇兩省市湖泊治理的工作重點之一，近年來，淀山湖及其主要入湖河道水質狀況正逐步改善，總磷、總氮、氨氮等指標濃度下降趨勢明顯，但總氮濃度依然較高，水質類別基本維持在劣Ⅴ類，湖泊富營養化問題依然突出。

湖泊底泥是生態系統的重要組成部分，是水土界面物質交替帶，是水土界面各類物質的緩沖載體，是營養物質的聚集庫，不僅能反映水體的污染情況，而且底泥在外界因素的影響下能夠向上水釋放營養成分，影響湖體水質。

在淀山湖選取12個采樣點，研究底泥中有機質、總磷、總氮含量及其空間分布特征，從而分析底泥中污染物的分布狀況，對了解淀山湖水環境質量具有重要意義。

1 綜合污染指數法評價

采用綜合污染指數法，綜合考慮氮、磷共同對沉積物的影響，評價淀山湖底泥污染程度[1]。單項污染指數計算公式為：

Si=Ci/Cs（1）

式中，Si為單項評價指數或標準指數，Si大于1表示含量超過標準值;Ci為評價因子i的實測值;CS為評價因子i的標準值，根據文獻資料;CS（TN）=0.55 g/Kg，CS（TP）=0.60 g/Kg;F為n項污染物污染指數的平均值;Fmax為最大單項污染指數;FF為綜合污染指數[2]。

根據監測點底泥綜合污染指數評價結果顯示，監測區域表層底泥污染程度較高，全湖整體評價達到4級。從空間分布來看12個監測點位中，6#、8#、12#綜合污染指數較高，且這3個點位在主要入湖河口位置，受外源污染物影響較大。而位于出湖河口位置的3#、4#點綜合污染指數最小，污染相對較輕，湖區北部高于湖區中部、南部（圖1、表1）。

垂直方向上，監測區域基本表現為底泥綜合污染指數隨深度增加而降低。在0～10 cm及10～20 cm垂直方向上，底泥綜合污染指數數值基本不變;在20～30 cm的深度上，污染指數有所降低。淀山湖南部區域在0～10 cm的深度上為Ⅲ級，在10～30 cm的深度上污染等級降低為Ⅱ級，污染情況相對較輕。

2 有機質污染指數評價

淀山湖沉積物富營養化最主要的原因是有機物、氮和磷的含量較高，采用有機質污染指數法對淀山湖沉積物污染狀況進一步評價，此方法充分考慮有機質和有機氮，充分體現淀山湖底泥中的有機污染現狀。有機質污染指數法的公式如下：

OI=OC（%）×ON（%）（3）

ON=TN（%）×0.95（4）

OC=OM（%）/1.724（5）

式中：OC為有機碳;ON為有機氮;有機指數OI評價標準（表2）。

評價結果顯示（圖2、表3），淀山湖全湖底泥有機污染指數為Ⅱ級，淀山湖北部（12#），西北部（11#）以及西南部（6#）區域有機質污染評價等級為Ⅲ級，污染較重;其他地區污染等級均為Ⅱ級，有機質污染程度較低。有機質污染指數評價結果與綜合污染指數評價結果一致，均顯示淀山湖北部及西南部入湖河口區域污染較為嚴重。從監測底泥深度來看，監測區域底泥有機質污染指數基本表現為隨深度增加而降低趨勢。在0～20 cm底泥深度中，淀山湖北部12#、1#和6#有機質污染評價等級為Ⅲ級;在10～20 cm底泥深度中，這些區域有機質污染評價等級為Ⅲ級;在20～50 cm底泥深度中，各監測點有機質污染情況均有所好轉，評價等級均等于或優于Ⅱ級。

3 結論與建議

根據本次底泥調查獲取的大量翔實可靠的監測數據，得出以下分析成果：

（1）淀山湖北部及西南部區域綜合污染較嚴重，主要污染物在河流入湖口區域沉積較為明顯，污染物含量較高，淀山湖南部污染情況相對較輕，污染程度小于入湖和湖心位置。初步分析，與其處于入湖河口位置受到大量的外源污染物有關。

（2）底泥中各營養物質指標分布規律基本一致，表現為湖區南部區域指標含量相對較低，有機質污染程度較輕;湖區北部及西南部區域指標含量相對較高，有機質污染較嚴重，也與大量的外源污染有關。

值得注意的是，淀山湖的底泥基本處于還原狀態（氧化還原電位呈負值），研究表明，當底泥—水界面呈還原狀態時，底泥中的氮磷等元素具備向水體釋放的可能，底泥的釋放可能是淀山湖水體富營養化的內源之一。在本次采樣監測中發現，淀山湖水生植物分布較少，采樣區域基本未發現沉水植物。有研究表明，沉水植物覆蓋區域氧氣可以滲透至沉積物（底泥）表層20 mm處，而無沉水植物則僅能滲透4 mm。在缺氧環境下，底泥呈還原性狀態，氮磷等營養物質易釋放到水體中，成為內源因素之一。沉水植物作為初級生產者在水生態系統中起重要作用，建議在淀山湖湖區選取適合的區域，開展重建沉水植物群落結構修復富營養化水體的研究。

參考文獻

[1] 王佩，盧少勇，王殿武，等.太湖湖濱帶底泥氮、磷、有機質分布與污染評價[J].中國環境科學，2012（4）：703–709.

[2] 耿琳瑛，卜獻衛.六橫大香附近海域環境質量現狀評價[J].東海海洋，1991，17（1）：66–71.

責任編輯：黃艷飛