衡水湖濕地水環(huán)境分析與綜合評價

董宇虹

（衡水學院 河北 衡水 053000）

盡管濕地面積是地球上三大生態(tài)系統(tǒng)中面積最小的，但是濕地的生物多樣性豐富，而且濕地儲存了大量的水資源，降低了污染物濃度，這些功能都對人類的生存和生態(tài)環(huán)境的良好發(fā)展做出了貢獻。我國幅員遼闊，自然環(huán)境結(jié)構復雜，濕地結(jié)構更為繁雜，保護好濕地環(huán)境的結(jié)構對于我國生物多樣性的保護具有重大意義，所以，我們應該保護好我國的濕地[1]。衡水湖濕地位于河北省境內(nèi)，舊時被稱為千頃洼，1958年，衡水市政府對衡水湖進行改造，湖周圍建設了許多堤壩，在此之后，將其更名為衡水湖[1]。衡水湖地理位置偏近郊，卻隸屬于桃城區(qū)。作為濕地，衡水湖發(fā)揮著重要作用，是集涵養(yǎng)水源、灌溉農(nóng)田、生境維持、水生物種棲息地于一體的多功能濕地。由于我國大力宣傳可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，人們的環(huán)境保護意識日益增強，對衡水湖的保護工作也越來越重視。

1 衡水湖濕地水環(huán)境現(xiàn)狀

衡水湖占地75km2，湖中心有一條湖心堤，被人為分為東西兩邊。衡水湖依據(jù)地理位置南高北低而建，因此西邊湖水較東邊湖水較深，西邊湖水深度大約為19m，東湖比西湖淺1m。衡水湖水源來源較為廣泛，主要是引水和過境洪水，其次是當?shù)厮蛩髁俊：馑参锓N類復雜，有機物含量較高，成為有機物污染的主要來源；人類活動也嚴重影響著衡水湖水環(huán)境，衡水湖還是珍稀物種青頭潛鴨的活動場地。因此研究衡水湖水環(huán)境，保護衡水湖濕地環(huán)境顯得尤為重要。

2 研究方法

2.1 研究地點。根據(jù)衡水湖的地理位置及實驗需要設置9個采樣點，分別為大趙閘、開闊區(qū)、順民南、順民莊、荷花區(qū)、王口閘、蘆葦中、南開闊、蘆葦東。

2.2 采樣與檢測。①人工定點取樣，實驗室分析；②實驗員采用便攜式儀器進行現(xiàn)場取樣檢測。

2.3 測定指標。根據(jù)衡水湖主要污染來源，我們測定了以下指標：①BOD：在氧氣充足的情況下，好氧微生物開始大量繁殖，分解水中的有機污染物，同時消耗水體中的氧氣，消耗的氧氣量可間接表示水體被有機物污染的程度大小。②COD：是指在特定情況下，微生物氧化1L 水中的還原性物質(zhì)所消耗的氧化劑的量，以氧的質(zhì)量濃度(單位：mg/L)表示，能夠間接表示水體的污染程度。③總氮：簡稱TN，水中總氮含量是衡量水質(zhì)的重要指標之一，總氮定義是水中各種形態(tài)有機氮和無機氮的總量，以每升水中含氮的毫克數(shù)計算，用來表示水體受一些物質(zhì)污染的程度和水體的自凈能力。③總汞：有機汞和無機汞的總和。汞屬于劇毒物質(zhì)，對于環(huán)境有著極大危害。④總砷：單質(zhì)砷毒性極低。

2.4 測定方法。測定總氮、總磷的方法是紫外分光光度法；測定樣品中重金屬的方法是原子熒光光譜法；測定BOD 的方法是稀釋與接種法；測定COD 的方法是重鉻酸鉀法。

2.5 評價方法。采用綜合污染指數(shù)法及污染分擔率法來計算、評價衡水湖的污染程度。

2.5.1 污染指數(shù)。污染指數(shù)法是指用各監(jiān)測斷面監(jiān)測得到數(shù)值的平均值與其評價標準的比值作為斷面的污染分指數(shù)。該水體的污染指數(shù)等于各污染分指數(shù)相加，用來反映水體污染程度的大小，評定標準參見表1、表2。

式中：Pn為綜合污染指數(shù)；Pi為污染分指數(shù)；n 為污染物項數(shù)；Ci為某污染物實測濃度；CSi為某污染物評價標準值(此次采用GB3838-2002中三類水標準值)。

2.5.2 污染分擔率。

式中：Ki為某污染物在該段面各污染物中的污染分擔率，Pi為污染分指數(shù)。

2.5.3 污染負荷比。

式中：m 為參與評價的斷面；Q 為污染負荷比。

表1 污染指數(shù)等級劃分標準

表2 水質(zhì)達標情況劃分標準

3 評價結(jié)果與分析

對衡水湖進行綜合評價時選取了9個檢測斷面。6月份被測的9個斷面氮磷值均高于前3個月，生化需氧量BOD 及化學需氧量COD 在5～6月份高于前2個月。這2項數(shù)值可以很好地反映衡水湖水質(zhì)隨季節(jié)變化的特性。

3.1 生化需氧量BOD 及化學需氧量COD。在氣溫很高的夏天，各種生物快速成長繁殖，尤其是肉眼不可見的微生物快速生長繁殖，促進了物質(zhì)的分解。這個季節(jié)來往的船只又促進了水的流動和底泥的交換，從而使衡水湖的水可以更多地溶解獲取泥土當中的營養(yǎng)鹽。除了天然因素當?shù)氐娜藶橐蛩貙馑苍斐珊艽笥绊懀馑苓叿N植著大面積的農(nóng)田與果樹，農(nóng)民使用的農(nóng)藥、化肥加劇了衡水湖濕地水環(huán)境的污染。夏天大量的雨水隨農(nóng)田灌溉水滲入衡水湖，加速了化學元素氮、磷向衡水湖的排放。化學需氧量和生化需氧量也隨時間季節(jié)發(fā)生變動，這兩者恰恰是檢測水體質(zhì)量的重要標準，這兩者的數(shù)值可以代表湖水的污染度。衡水湖被自然界污染物(有機無機成分)污染，污染物自身進行氧化反應，不僅污染了水體，還增加了化學需氧量COD 值，同時也加速了那些寄生在污染物上的微生物對溶解氧的消耗，提高了湖水生化需氧量BOD 值。

表3 衡水湖水質(zhì)空間分布比較

表4 衡水湖水質(zhì)的時間分布比較

3.2 氮磷值。某些情況下，水體當中氮、磷平衡是一個很復雜的轉(zhuǎn)化循環(huán)過程，它受多方面因素的制約和影響，比如酸堿度、水體溫度、溶氧量、引水及水中的生物鏈等。6月份水體溫度達到最高，這是水體生物、藻類等植物高速繁殖生長的時期，這些生物大量的分解吸收氮磷有機化合物，凈化被污染的水體。但是此期間水下植物藻類等的分解使氮、磷元素被釋放，再次破壞了水體元素的平衡，影響了水質(zhì)。

圖1 污染分指數(shù)折線圖

3.3 污染分指數(shù)。從圖1可以看出，3～6月份的污染指數(shù)總和呈上升趨勢，其中以6月份最高，3月份最低。這是因為3月份溫度低，微生物生長繁殖速度緩慢，對有機物的分解較差，植物代謝活動緩慢；3月降雨較少，地表徑流對水質(zhì)影響小；村民農(nóng)業(yè)活動少，化肥影響小；冬季引水對湖水進行了稀釋。各月各采樣點水質(zhì)污染隨氣溫上升而上升，但是蘆葦東、荷花區(qū)、開闊區(qū)除外，可能與植物的代謝活動加強有關，除此之外還可能受水體溫度、pH 值、溶氧量、水環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)中食物鏈、食物網(wǎng)的組成結(jié)構等多種因素的影響。

4 結(jié)論與討論

通過對2018年3～6月份9個典型斷面的水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)進行分析，可以得出以下結(jié)論：衡水湖的水質(zhì)情況基本達標，9個斷面的綜合評價指數(shù)，除6月份的水質(zhì)污染情況較為嚴重，水質(zhì)類別為4～5類，其余月份大多區(qū)域都基本達標或完全達標，污染物主要以總氮和總磷為主。對上述結(jié)果進行分析，大致可推測衡水湖水質(zhì)在寒冷的冬天最好，溫度舒適的春天較好，炎熱的夏天、秋天質(zhì)量最差。而污染原因主要是底泥長期沉淀的多種有機物發(fā)生了分解，所以，對水體污泥按時進行清理，可以較好地改善水質(zhì)。同時要引導衡水湖周圍農(nóng)民合理控制施肥量及農(nóng)藥量，通過政府宣傳等途徑發(fā)展無公害農(nóng)業(yè)，并注意衡水湖引水水質(zhì)問題。