洪湖市沙套湖及周邊魚塘富營養化調查評價

劉 飛 李治剛 佘建超 嚴 闖

（湖北省地質局第四地質大隊，湖北 咸寧 437100）

湖泊是人類賴以生存的重要水資源，作為封閉、半封閉水體，湖泊有其自身的水力特性和自凈規律，不僅是農業、養殖、生活用水的主要來源，而且具有保持水源、凈化水質、蓄洪抗旱、調節氣候，維持區域生態平衡、維持生物多樣性等作用［1］。隨著經濟發展，湖北省洪湖市沙套湖及其周邊發展水產養殖，養殖魚塘中殘餌、水生生物代謝物、養殖消毒農藥、過量施用農田化肥等造成污染物增多，致使沙套湖面臨一定的環境問題。

本文選取沙套湖及其周邊魚塘作為研究對象，通過樣品采集和試驗分析，對湖泊及其周邊魚塘富營養化程度做出綜合評價，結合生態調查，分析水生生物生長狀況，為有關部門治理湖泊富營養化問題提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 樣品采集

樣品布置以“全面控制、突出重點”為原則，于2018年7月在沙套湖及周邊魚塘布置了7件水樣品、36件底積物樣品（湖區18件，魚塘18件）。

1.2 測定方法

底積物樣品分析氮、磷、有機質3項，水樣品分析氮、磷、高錳酸鉀指數3項。底積物樣品氮、有機質含量采用容量法測定，磷含量采用電感耦合等離子體原子發射光譜法（ICP—OES）測定。水樣品氮含量采用堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法測定，磷采用鉬酸銨分光光度法測定，高錳酸鹽指數按照《水質高錳酸鹽指數的測定》（GB 11892—1989）測定。分析測試工作由湖北省地質實驗測試中心承擔，樣品分析質量滿足《土地質量地球化學評價規范》（DZ/T 0295—2016）要求。

1.3 數據處理與評價方法

采用IBM SPSS 19.0 軟件對數據進行了統計分析。為了體現評價方法的一致性，本文水樣品研究采用綜合營養狀態指數法［2］。

根據中國環境監測總站（總站生字〔2001〕090 號）《湖泊（水庫）富營養化評價方法及分級技術規定》，湖泊（水庫）富營養化狀況評價方法采用綜合營養狀態指數法TLI（∑）。

中國環境監測總站推薦評價指標有葉綠素a（chla）、總磷（TP）、總氮（TN）、透明度（SD）和高錳酸鹽指數（CODMn）。因本項目經費問題，未做葉綠素a（chla）及透明度（SD）測試，本次評價選用總氮（TN）、總磷（TP）及高錳酸鹽指數（CODMn）。

根據計算，本項目總氮（TN）、總磷（TP）、高錳酸鹽指數（CODMn）的權重Wj分別為0.33、0.34、0.33。

2 結果與討論

2.1 水樣品分析數據與水體營養化評價

項目組分別對長江（水渠）、魚塘及湖區采集了水樣品，分別利用各元素營養狀態指數TLI（TN）、TLI（TP）、TLI（CODMn），計算得到各個樣品點營養狀態指數及綜合指數，見表1。

表1 水樣品營養狀態指數及綜合指數

從表1 可以看出，湖區及魚塘水體均處于輕度富營養狀態。出水渠水質未處于富營養狀態，而是處于中營養狀態，說明湖區本身存在一定自凈能力。

根據2011 年湖北省地質調查院《湖北省江漢流域經濟區農業地質調查》報告顯示，江漢流域地表水總磷、總氮富集，富營養化現象比較突出。評價區內，長江水流入內荊河后，經過引水渠貫入沙套湖及周邊魚塘，評價區引水渠水質亦出現了富營養現象。

項目組對沙套湖周邊進行了生態地質調查，沙套湖周邊無工業污染源，畜禽養殖（養豬場、養雞場）實施封閉規范化養殖，村鎮生活污水收集系統初步完善，湖區從2018 年已禁止水產養殖，實行清水養殖、人放天養。但是，湖區周邊農田施入大量氮肥、磷肥，在雨季通過地表徑流流入水渠，導致高氮、高磷、高高錳酸鹽“肥水”流向湖泊，成為導致湖泊富營養化的源頭。

2.2 底積物樣品數據分析

底積物調查是水體生態環境調查中的一項重要內容，能直觀反映水體的污染來源和污染程度。沙套湖及其周邊魚塘通過底積物采樣器采樣，底積物（0～20 cm）均呈現黑褐色，泥質松軟，偶見螺螄，底積物多帶有類似腐殖質氣味。底積物數據分析結果具體見表2。

表2 湖區及魚塘底積物數據分析結果

由于底積物尚無富營養化標準，本文采用國內其他湖泊水庫底積物數據進行對比，結果見表3。從表3可以看出，與其他富營養水庫相比，沙套湖底泥中已經積累相對富集程度的氮、磷。

由于底積物是湖泊營養的內負荷，底積物中氮、磷的釋放是水體氮、磷的重要來源，尤其是在外源減少的情況下，營養豐富的底積物內負荷在一定時間內依然影響著水體的營養化水平。因此，考慮治理富營養化現象時，底泥的影響不容忽視。

表3 沙套湖與國內其他湖泊水庫底泥營養鹽類對比

2.3 水葫蘆生態環境調查

項目組在沙套湖及其周邊魚塘調查時，發現湖區西側出現小面積水葫蘆（又名水塘水仙）漂浮在水面，面積約1 000 m2。水葫蘆在其分布區域內帶來的負面影響有堵塞航道，窒息其他水生生物的生長，阻礙排灌，破壞漁業生產，甚至威脅牲畜飲用水及周圍居民生活用水。

3 結論及建議

3.1 結論

沙套湖及其周邊魚塘水體處于輕度富營養化狀態。造成這一現象的原因是江漢流域總體地表水總磷、總氮富集，富營養化現象比較突出；沙套湖周邊農田施肥后，在地表徑流沖刷下將農田肥料帶入湖區內；沙套湖因長時間處于富營養狀態，底泥中已經富集了一定程度的營養鹽類，這些底泥在水體攪動等情況下會逐漸向水體釋放營養鹽類。

沙套湖西側出現了小面積的水葫蘆，作為外侵物種，目前暫未大面積繁殖，但其生態風險不容忽視。

3.2 建議

加強農田灌溉系統控制，防止雨季地表徑流將農田中營養鹽類帶入湖泊；在沙套湖西側對水葫蘆進行控制性放養，一方面防止水葫蘆肆意生長，另一方面利用水葫蘆凈化水體重金屬鹽類。