安徽省華陽河湖群水質(zhì)時(shí)空分布特征及評(píng)價(jià)

汪行智

(安慶市宿松縣生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)站，安徽 安慶 246500)

安徽省宿松縣位于安徽西南部、皖鄂贛三省結(jié)合部，域內(nèi)的華陽河湖群是長(zhǎng)江中下游左岸面積最大的湖泊群之一，主要包括龍感湖、大官湖和黃湖，總面積693 km2[1]。廣闊的水域面積為宿松縣大水面漁業(yè)發(fā)展提供了有利條件，但漁業(yè)的迅速發(fā)展也易導(dǎo)致湖泊污染加劇，同時(shí)，經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來的點(diǎn)源和面源污染問題也對(duì)湖泊水質(zhì)造成了較大影響。

近年來，宿松縣加快轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式，堅(jiān)持綠水青山就是金山銀山發(fā)展理念，華陽河湖群集中拆除養(yǎng)殖三網(wǎng)，漁民集體上岸，同時(shí)，積極開展華陽河湖群生境改造和水草種植工程，提升華陽河湖群水質(zhì)；穩(wěn)步推進(jìn)長(zhǎng)江入河排污口整治；加強(qiáng)農(nóng)業(yè)面源污染治理，以上措施對(duì)湖區(qū)水環(huán)境質(zhì)量的改善均起到積極的作用。

本文對(duì)安徽省宿松縣華陽河湖群2018年-2022年6月龍感湖、大官湖和黃湖監(jiān)測(cè)點(diǎn)的水質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，開展華陽河湖群水質(zhì)評(píng)價(jià)，旨在掌握龍感湖、大官湖和黃湖水質(zhì)的時(shí)空變化特征及營養(yǎng)狀態(tài)，為開展宿松縣湖泊生態(tài)保護(hù)提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究方法

1.1 水質(zhì)數(shù)據(jù)來源

本文水質(zhì)數(shù)據(jù)采用安徽省宿松縣龍感湖、大官湖和黃湖水質(zhì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理。

1.2 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)與評(píng)價(jià)方法

參照《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838-2002)III類標(biāo)準(zhǔn)限值，采用內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)進(jìn)行水質(zhì)分析和評(píng)價(jià)[2]，計(jì)算公式如下：

(1)

式中：n為水質(zhì)個(gè)數(shù)；Ci為水質(zhì)指標(biāo)實(shí)測(cè)值；Si為《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838-2002)III類標(biāo)準(zhǔn)限值。

內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)等級(jí)劃分為清潔(Pi<1)、輕污染(1≤Pi<2)、污染(2≤Pi<3)、重污染(3≤Pi<5)、嚴(yán)重污染(Pi≥5)。

營養(yǎng)程度評(píng)價(jià)方法采用《地表水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范》中推薦的綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)(即相關(guān)加權(quán)營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù))方法[3]，以葉綠素a為基準(zhǔn)指標(biāo)，計(jì)算公式如下：

(2)

1.3 水質(zhì)指標(biāo)檢測(cè)方法

水質(zhì)指標(biāo)高錳酸鹽指數(shù)、化學(xué)需氧量、氨氮、總氮、總磷的檢測(cè)分析分別采用如下方法：《水質(zhì) 高錳酸鹽指數(shù)的測(cè)定》(GB 11892-89)、《水質(zhì)化學(xué)需氧量的測(cè)定重鉻酸鹽法》(HJ 828-2017)、《水質(zhì)氨氮的測(cè)定納氏試劑分光光度法》(HJ 535-2009)、《水質(zhì)總氮的測(cè)定 堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法》(HJ 636-2012)、《水質(zhì)總磷的測(cè)定鉬酸銨分光光度法》(GB 11893-89)。

2 結(jié)果與討論

2.1 水質(zhì)指標(biāo)時(shí)空變化

對(duì)2018年-2022年6月安徽省宿松縣華陽河湖群龍感湖、大官湖和黃湖的水質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果如圖1所示。

圖1 龍感湖、大官湖和黃湖水質(zhì)指標(biāo)年度變化Fig.1 Annual changes of water quality indexes in Longgan Lake, Daguan lake and Huanghu Lake

由圖1可知，龍感湖、大官湖和黃湖監(jiān)測(cè)點(diǎn)的高錳酸鹽指數(shù)、化學(xué)需氧量、氨氮指標(biāo)年均值均低于《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838-2002)III類標(biāo)準(zhǔn)限值。龍感湖總磷濃度年均值均超過III類水標(biāo)準(zhǔn)限值(≤0.05 mg/L)，大官湖和黃湖總磷濃度年均值除2018年超過III類水標(biāo)準(zhǔn)限值外，其他年度總磷濃度年均值均低于III類水標(biāo)準(zhǔn)限值，因此，從總磷指標(biāo)來看，大官湖和黃湖水質(zhì)優(yōu)于龍感湖。龍感湖的總氮濃度除2018年和2019年外年均值未超過III類水標(biāo)準(zhǔn)限值(≤1.0 mg/L)；大官湖總氮濃度年均值均低于III類水標(biāo)準(zhǔn)限值；2021年和2022年黃湖總氮濃度年均值超過III類水標(biāo)準(zhǔn)限值，其他年份總氮濃度年均值均低于III類水標(biāo)準(zhǔn)限值。因此，總體來看華陽河湖群湖泊水質(zhì)優(yōu)劣順序?yàn)榇蠊俸?yōu)于黃湖，黃湖優(yōu)于龍感湖。

氮磷營養(yǎng)物質(zhì)是導(dǎo)致湖泊水體富營養(yǎng)化的主要原因，通過對(duì)龍感湖、大官湖和黃湖氨氮、總磷年均值的統(tǒng)計(jì)分析，發(fā)現(xiàn)2018年至2011年6月，氨氮、總磷年均值呈現(xiàn)總體下降趨勢(shì)；龍感湖、大官湖總氮濃度年均值也呈下降趨勢(shì)；黃湖總氮濃度年均值呈現(xiàn)先下降后上升趨勢(shì)。

2.2 水質(zhì)評(píng)價(jià)

采用內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)對(duì)2018年-2022年6月龍感湖、大官湖和黃湖的年均水質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行了評(píng)價(jià)，年度水質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果如圖2所示。由圖2可知，龍感湖、大官湖和黃湖年度內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)介于0.61～2.05之間，龍感湖2018年、2019年和2021年分別為污染、輕污染和輕污染等級(jí)，黃湖2018年為輕污染等級(jí)，其他年內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)等級(jí)均為清潔。總體上三個(gè)湖泊的內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)呈現(xiàn)總體下降趨勢(shì)，表明湖泊水質(zhì)逐年改善。

為進(jìn)一步了解季節(jié)對(duì)龍感湖、大官湖和黃湖水質(zhì)的影響，對(duì)龍感湖、大官湖和黃湖 “四季”水質(zhì)進(jìn)行了評(píng)價(jià)，結(jié)果如圖3所示。總體來看，冬季和春季內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)較高，大部分處于污染和輕污染等級(jí)，夏季和秋季內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)絕大多數(shù)低于1，處于清潔等級(jí)。主要原因是冬季和春季湖泊處于枯水期，湖泊水位低且與外界水體交換不足，導(dǎo)致湖泊自凈能力差，夏季和秋季雨量較充沛，湖泊自凈能力增強(qiáng)，有助于污染物的擴(kuò)散和削減[4-6]。

圖2 龍感湖、大官湖和黃湖年度水質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果Fig.2 Annual water quality evaluation results of Longgan Lake, Daguan lake and Huanghu Lake

圖3 龍感湖、大官湖和黃湖 “四季”水質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果Fig.3 “Four seasons” water quality evaluation results of Longgan Lake, Daguan lake and Huanghu Lake

2.3 營養(yǎng)狀態(tài)評(píng)價(jià)

根據(jù)2018年-2022年6月龍感湖、大官湖和黃湖的年度水質(zhì)指標(biāo)均值，采用綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)對(duì)其年度營養(yǎng)狀態(tài)進(jìn)行了評(píng)價(jià)，如圖4所示。總體上龍感湖的綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)介于50～62之間，呈從中度富營養(yǎng)向輕度富營養(yǎng)狀態(tài)的轉(zhuǎn)變。2018-2021年大官湖和黃湖的綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)均低于50，2022年(1-6月)綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)介于50～60之間。龍感湖年度綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)評(píng)價(jià)分級(jí)為中度富營養(yǎng)和輕度富營養(yǎng)；大官湖和黃湖僅有2022年(1-6月)綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)評(píng)價(jià)分級(jí)為輕度富營養(yǎng)，其他年度均為中營養(yǎng)狀態(tài)。

圖4 龍感湖、大官湖和黃湖年度營養(yǎng)狀態(tài)評(píng)價(jià)結(jié)果Fig.4 Annual nutritional status evaluation results of Longgan Lake, Daguan lake and Huanghu Lake

龍感湖、大官湖和黃湖春、夏、秋、冬四季營養(yǎng)狀態(tài)評(píng)價(jià)結(jié)果如圖5所示。龍感湖的綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)介于43.6～65.3之間，大部分處于輕度富營養(yǎng)化狀態(tài)，少部分處于中度富營養(yǎng)狀態(tài)；從季節(jié)變化對(duì)綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)方面來看，龍感湖的冬季和春季綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)介于48.2～65.3之間，大部分處于輕度、中度富營養(yǎng)狀態(tài)，夏季和秋季綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)大部分低于冬、春兩季。大官湖的綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)(介于37.4～58.0之間)明顯低于龍感湖，大部分屬于中營養(yǎng)、輕度富營養(yǎng)狀態(tài)；從季節(jié)變化來看，冬季和春季絕大部分處于輕度富營養(yǎng)狀態(tài)，夏季和秋季均處于中營養(yǎng)狀態(tài)。黃湖的綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)(介于35.9～58.3之間)與大官湖差異不大，也明顯低于龍感湖，大部分屬于中營養(yǎng)、輕度富營養(yǎng)狀態(tài)；從季節(jié)變化來看，冬季和春季絕大部分處于輕度富營養(yǎng)狀態(tài)，夏季和秋季均處于中營養(yǎng)狀態(tài)。導(dǎo)致以上結(jié)果的主要是由于冬春季枯水期華陽河湖群入湖水較少，湖區(qū)污染物的自然降解作用作用減弱；夏秋季的水量充沛，經(jīng)過自然降水稀釋和水體自凈作用使污染物濃度降低，水質(zhì)得以改善[7-9]。

圖5 龍感湖、大官湖和黃湖“四季”營養(yǎng)狀態(tài)評(píng)價(jià)結(jié)果Fig.5 “Four seasons”nutritional status evaluation results of Longgan Lake, Daguan lake and Huanghu Lake

3 結(jié) 論

(1)龍感湖、大官湖和黃湖監(jiān)測(cè)點(diǎn)的高錳酸鹽指數(shù)、化學(xué)需氧量、氨氮指標(biāo)年均值均低于《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838-2002)III類標(biāo)準(zhǔn)限值，大官湖水質(zhì)優(yōu)于黃湖，黃湖水質(zhì)優(yōu)于龍感湖。

(2)龍感湖、大官湖和黃湖年度內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)呈現(xiàn)總體下降趨勢(shì)；冬季、春季的內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)高于夏季、秋季；內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)等級(jí)大部分為清潔、輕污染。

(3)龍感湖、大官湖和黃湖年度綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)評(píng)價(jià)分級(jí)絕大部分為中營養(yǎng)和輕度富營養(yǎng)狀態(tài)；季節(jié)對(duì)綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)影響較大，龍感湖的冬季和春季大部分處于輕度、中度富營養(yǎng)狀態(tài)，夏季和秋季綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)大部分低于冬、春兩季。大官湖、黃湖冬季和春季絕大部分處于輕度富營養(yǎng)狀態(tài)，夏季和秋季均處于中營養(yǎng)狀態(tài)。