張掖黑河濕地國家級自然保護區水質現狀分析研究

楊 冰，鄧 剛

(1.甘肅省張掖水文水資源勘測局，甘肅 張掖 734000；2.甘肅省定西水文水資源勘測局，甘肅 定西 743000)

生態文明建設已提升至國家戰略，走向生態文明新時代，建設美麗中國，是實現中華民族偉大復興中國夢的重要內容。其中，濕地作為“地球之腎”，在生態環境保護、生物多樣性保持和社會經濟發展中有著至關重要的作用。

1 張掖黑河濕地自然保護區概況

張掖黑河濕地國家級自然保護區，位于黑河流域中游,處河西走廊“蜂腰”地帶，北面靠巴丹吉林沙漠,南依祁連山自然保護區,橫跨張掖市甘州區、臨澤縣和高臺縣的14個鄉鎮,是我國西北自然保護區重要節點。

張掖濕地面積公頃,核心區公頃，實驗區公頃，緩沖區公頃。保護區內沼澤、湖泊、灘涂星羅棋布,有河流濕地、天然濕地、湖泊濕地和人工濕地四個類型。

張掖濕地屬于荒漠地區中典型的內陸濕地和水域生態系統類型,是集生態保護、生物多樣性保護、資源管理、科研監測、宣傳教育和生態旅游等功能于一體的自然生態類保護區，具有很強的稀有性、典型性、瀕危性和代表性。

這些濕地發揮著凈化水質、調節徑流、蓄洪防旱、調節氣候、防風固沙等多種生態功能，不但是阻擋巴丹吉林沙漠南侵、減輕沙塵暴危害的天然屏障,還是經濟社會可持續發展和黑河流域人民繁衍生息和的重要依托。

2015年12月。張掖黑河流域濕地國家級自然保護區被國際濕地公約組織列入《國際重要濕地名錄》，是世界第2019塊國際重要濕地[1]。

2 張掖濕地水質監測方法和技術路線

本項目的研究思路是在國家標準GB/T 27648-2011《重要濕地監測指標體系》基礎上，分別以自然環境變化和人為環境變化下的黑河濕地特征性采樣點水質狀況作為研究對象，進而分別采取相應的研究方法對重點水質監測因子水質狀況進行研究，再基于全年水質狀況研究結果并結合單因子污染指數法和綜合污染指數法從汛期、非汛汛期和區域性期等方面展開對黑河濕地水質現狀的評價。

2.1 采樣點的布設和頻次

依據《濕地生態系統觀測規范》和《國際重要濕地生態特征變化預警方案(試行)》等相關技術規范要求，通過現場勘察，選取特征性采樣點13個。甘州區5個布設在黑河大橋、高崖、山丹橋、三閘二社、濕地學校南；臨澤縣3個布設在平川大橋、西灣水庫、沙柳路黑河橋；高臺縣5個布設在明塘湖水庫、天城湖水庫、正義峽、高臺濕地公園、馬尾湖水庫。

采樣從2020年1月開始到2020年12月結束。每月1日采樣，5日內完成檢測任務。

2.2 檢測方法與指標

檢測方法參照國家標準GB/T 27648-2011《重要濕地監測指標體系》

檢測指標選取總磷(TP)、氨氮(NH3-3)、總氮(TN)、溶解氧(DO)、五日生化需氧量(BOD5)、化學需氧量(COD)、高錳酸鹽指數(Imn)等重要指標。

3 水質評價方法

選用單因子評價法和綜合污染指數評價法，從汛期和非汛期等方面評價濕地水質各因子污染狀況。

3.1 單因子評價法

依據《地表水環境質量標準》(GB3838-2002)對張掖黑河濕地水質進行水質單因子評價。

3.2 綜合污染指數評價法[2]

綜合污染指數公式為：

(1)

式中：Pj為j監測點水質綜合污染指數；Pij為j監測點i項污染物的污染指數；Cj0為i項污染物的評價標準；Cij為j斷面i項污染物的監測數值；n為污染物的項數。

4 張掖濕地水質現狀

選取重要污染因子分別為溶解氧，氨氮，COD、總磷、總氮、高錳酸鹽指數和BOD5作為污染物研究對象[3]，分析張掖濕地各監測點汛期和非汛期水質變化情況。監測數據是2020年全年對張掖濕地13個采樣點監測所得。

4.1 溶解氧

溶解氧各監測點在汛期和非汛期的平均濃度變化如圖1所示。汛期溶解氧平均濃度最大值出現在濕地學校南，平均濃度最小值出現在明塘湖水庫；非汛期平均濃度最大值出現在濕地學校南，平均濃度最小值出現在正義峽。

圖1 溶解氧各采樣點汛期、非汛期平均濃度變化圖

同一監測點在不同時期的溶解氧平均濃度比較來看，各監測點汛期濃度>非汛期濃度。

4.2 氨氮

氨氮各監測點在汛期和非汛期的平均濃度變化如圖2所示。汛期污染物平均濃度最大值出現在三閘二社，平均濃度最小值出現在明塘湖水庫；非汛期平均濃度最大值出現在三閘二社，平均濃度最小值出現在黑河大橋。

圖2 氨氮各采樣點汛期、非汛期平均濃度變化圖

同一監測點在不同時期的氨氮平均濃度比較來看(除黑河大橋)，各監測點規律是非汛期濃度>汛期濃度。

4.3 COD

COD各監測點在汛期和非汛期的平均濃度變化如圖3所示。汛期COD平均濃度最大值出現在山丹橋；非汛期平均濃度最大值出現在三閘二社。

圖3 COD各采樣點汛期、非汛期平均濃度變化圖

綜合來看，在汛期和非汛期所有斷面中，污染物濃度最大值出現在甘州區的山丹橋和三閘二社。

4.4 總磷

總磷各監測點在汛期和非汛期的平均濃度變化如圖4所示。汛期污染物平均濃度最大值出現在山丹橋，非汛期平均濃度最大值出現在平川大橋。

圖4 總磷各采樣點汛期、非汛期平均濃度變化圖

同一監測點在不同時期的總磷平均濃度比較來看，各監測點規律是非汛期濃度>汛期濃度。

4.5 總氮

總氮各監測點在汛期和非汛期的平均濃度變化如圖5所示。汛期溶解氧平均濃度最大值出現在山丹橋，平均濃度最小值出現在明塘湖水庫；非汛期平均濃度最大值出現在三閘二社，平均濃度最小值出現在黑河大橋。

圖5 總氮各采樣點汛期、非汛期平均濃度變化圖

同一監測點在不同時期的污染物平均濃度比較來看，污染物最大值出現在山丹橋和三閘二社，最小值在黑河大橋，各監測點非汛期濃度>汛期濃度。

4.6 高錳酸鹽指數

高錳酸鹽指數各監測點在汛期和非汛期的平均濃度變化如圖6所示。汛期污染物平均濃度最大值出現在三閘二社，平均濃度最小值出現在明塘湖水庫；非汛期平均濃度最大值出現在三閘二社，平均濃度最小值出現在黑河大橋。

圖6 高錳酸鹽指數各采樣點汛期、非汛期平均濃度變化圖

同一監測點在不同時期的污染物平均濃度比較來看，各監測點汛期濃度>非汛期濃度。

4.7 BOD5

BOD5各監測點在汛期和非汛期的平均濃度變化如圖7所示。汛期污染物平均濃度最大值出現在山丹橋，非汛期平均濃度最大值出現在三閘二社。

圖7 BOD5各采樣點汛期、非汛期平均濃度變化圖

總體比較來看，各監測點汛期濃度>非汛期濃度。

5 水質結果分析評價

5.1 單因子評價

根據《地表水環境質量標準》(GB3838-2002)對2020年張掖濕地監測結果中各污染因子評價，結果見表1。

表1 各水期單因子評價結果統計表 %

選取的監測因子評價指標共有20項。其中，汛期超過Ⅲ類標準的有3項，非汛期超過Ⅲ類標準的有3項。主要超標項目為氨氮、總磷和總氮。其他因子絕大部分在Ⅱ類水質以內。

綜合所有污染因子，非汛期水質污染程度比汛期嚴重。張掖濕地各采樣點污染主要是氮磷和有機物污染，因子按超標嚴重程度分別為：總氮、氨氮、總磷。

5.2 綜合污染指數評價

張掖濕地各縣區綜合污染指數見表2。由表2可見：

表2 各采樣點綜合污染指數

(1)甘州區綜合污染指數最大值是非汛期三閘二社為14.2，最小值是汛期黑河大橋1.5；臨澤縣綜合污染指數最大值非汛期平川大橋5.1，最小值是汛期西灣水庫1.7；高臺縣綜合污染指數最大值是非汛期高臺濕地公園6.6，最小值是汛期明塘湖水庫1.0；

(2)甘州區的山丹橋和三閘二社監測點污染嚴重；

(3)對比三個地區污染綜合指數平均值，水質從優到劣依次為高臺縣、臨澤縣、甘州區；

(4)非汛期綜合污染指數絕大部分大于汛期，汛期水質優于非汛期水質。

6 結語

(1)綜合水質評價結果，張掖黑河濕地自然保護區非汛期較汛期污染程度重；污染斷面重點在甘州區山丹橋和三閘二社，高臺濕地公園斷面次之；張掖濕地水質主要是氮磷和有機物污染，因子按超標嚴重程度分別為：總氮、氨氮、總磷。

(2)甘州區山丹橋和三閘二社濕地區有人類活動，有耕地，生活和農業排污嚴重。高臺濕地公園附近有高臺縣污水處理廠，對水質影響較大。氮磷和有機污染，主要來自生活污水和農業生產的排污。

(3)研究張掖黑河濕地水質，對水質檢測數據進行分析評價，不僅有助于摸清張掖黑河濕地水質狀況，使得政府能夠科學的進行濕地管理，還能探尋濕地污染和萎縮原因及其與經濟活動的關系，以促進張掖黑河濕地的利用和保護，反映潛在的水環境風險，為政府科學決策提高有利參考。