常熟市昆承湖水體主要污染物指標(biāo)時(shí)空異質(zhì)性分析及水體生態(tài)修復(fù)對(duì)策

1、    常熟市昆承湖水體主要污染物指標(biāo)時(shí)空異質(zhì)性分析及水體生態(tài)修復(fù)對(duì)策    金民摘要：利用昆承湖8個(gè)常規(guī)監(jiān)測(cè)斷面的歷年監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，通過統(tǒng)計(jì)分析確定水質(zhì)的主要污染指標(biāo)，分析指標(biāo)的時(shí)間、水期、空間分布規(guī)律，明確給出了水質(zhì)污染重點(diǎn)治理時(shí)段，并對(duì)水體生態(tài)修復(fù)提出建設(shè)性意見。關(guān)鍵詞：水體污染;時(shí)空規(guī)律;生態(tài)修復(fù)昆承湖是我市境內(nèi)最大的湖泊，自20世紀(jì)70年代以來，由于環(huán)湖開發(fā)、工業(yè)污染、不合理的漁業(yè)養(yǎng)殖和管理的相對(duì)缺位，以及流域內(nèi)人口密度的增加等因素，加上張家港河航道從昆承湖北端穿過，導(dǎo)致湖體水質(zhì)日趨惡化，引起常熟市委市政府的高度重視1。自2006年10月我市開始對(duì)

2、湖體進(jìn)行生態(tài)修復(fù)工程2。通過匯總統(tǒng)計(jì)近20年來昆承湖水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，深入分析湖體的水質(zhì)污染特性并對(duì)昆承湖生態(tài)修復(fù)提出了一系列的整治對(duì)策。1基本概況1.1昆承湖概況昆承湖又名東湖，位于常熟市區(qū)南郊，屬于太湖流域水系陽澄湖湖群，南北長(zhǎng)6公里，東西寬3-4公里，面積18.4平方公里，是常熟市境內(nèi)最大的湖泊，蓄水量達(dá)0.5億立方米，沿湖河口二十多條。昆承湖北靠南三環(huán)，東西為227復(fù)線和227省道，南鄰錫太公路，這四條道路內(nèi)總區(qū)域面積約為32.4平方公里。張家港航道從湖北端穿過。1.2監(jiān)測(cè)概況昆承湖湖體設(shè)有8個(gè)水質(zhì)監(jiān)測(cè)斷面，分別是徐涇港、坭橋、青洲、張涇、西塘河、馬家厙、環(huán)湖、湖中，見圖1、圖8。本文分析

3、了自1996年以來，各斷面開展水期監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)，監(jiān)測(cè)時(shí)間為枯水期（一月）、豐水期（7月）、平水期（11月）。按照地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（gb3838-2002）之表一中基本項(xiàng)目進(jìn)行監(jiān)測(cè)并進(jìn)行評(píng)價(jià)。2主要污染指標(biāo)的確定根據(jù)1996-2012年昆承湖湖體8個(gè)常規(guī)監(jiān)測(cè)斷面的歷年監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，采用國(guó)家地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（gb3838-2002）中的類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)限制，通過計(jì)算地表水綜合污染指數(shù)和污染分擔(dān)率來確定主要污染指標(biāo)。1、地表水的綜合污染指數(shù)2、污染分擔(dān)率式中ki為i污染物在該斷面污染物中的污染分擔(dān)率。通過統(tǒng)計(jì)分析（表1、表2、表3）可以看出，1996-2010年，昆承湖水體中氨氮、總磷和總氮等三項(xiàng)指標(biāo)污染分

4、擔(dān)率比較高且超標(biāo)嚴(yán)重，其中總磷污染分擔(dān)率達(dá)到32.7%;其次是總氮和氨氮，污染分擔(dān)率分別是24.5%和12.3%。各年度氨氮、總磷和總氮超標(biāo)率一直處于高位波動(dòng)狀態(tài)。由此得出，2007年前昆承湖水質(zhì)首要污染物指標(biāo)是氨氮、總磷和總氮，2008年以后氨氮指標(biāo)有所下降，但總磷和總氮仍處于較高水平，見圖1。3主要污染指標(biāo)時(shí)空變化規(guī)律3.1時(shí)間分布以昆承湖8個(gè)斷面的主要污染指標(biāo)年濃度均值來統(tǒng)計(jì)，1996-2010年，昆承湖水體總氮濃度總體呈現(xiàn)波動(dòng)狀態(tài)，各年度總氮均值均超過類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，1997年達(dá)到最高，濃度為5.99mg/l，2008年以后呈下降趨勢(shì)，見圖2。1996-2010年，昆承湖總磷濃度總體呈波動(dòng)

5、變化趨勢(shì)，除2001年度符合類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)外，其他年度總磷濃度均超過類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，1997年濃度值最高，達(dá)到0.25mg/l，2007年以后有下降趨勢(shì)，見圖3。1996-2010年，昆承湖水體氨氮濃度1997年濃度值最高，為1.82mg/l，其后總體呈下降趨勢(shì)，2007年以后湖體水質(zhì)達(dá)到類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)并逐年下降，見圖4。3.2水期分布昆承湖水質(zhì)由于受季節(jié)和水量變化影響，枯豐貧水期間水質(zhì)有明顯差異。按照常熟市的實(shí)際氣象和水資源分配情況，將各月份劃分至三個(gè)水期，其中12月至次年3月為枯水期，4月、5月、10月和11月為平水期，6、7月、8月9月和為豐水期，分別將各年度的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)按照水期進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。由統(tǒng)計(jì)結(jié)果可

6、以看出，昆承湖枯水期水質(zhì)污染嚴(yán)重，平水期其次，豐水期水質(zhì)相對(duì)最好。各年度氨氮、總磷和總氮濃度水期特征明顯：1996-2001年，各水期氨氮濃度呈波動(dòng)下降，2001-2008年，各水期濃度基本平穩(wěn);2008年后，各水期氨氮濃度呈總體下降，見圖5;1996-2001年，各水期總磷濃度呈波動(dòng)下降，2001-2008年，各水期濃度出現(xiàn)上升波動(dòng)趨勢(shì)，2008年后，各水期總磷濃度再次呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，見圖6;1996-2001年，各水期總氮濃度呈波動(dòng)下降，2001-2010年，各水期濃度基本平穩(wěn)，見圖7?？菟诎钡獫舛染翟?997年達(dá)到最高值，然后呈現(xiàn)逐年下降趨勢(shì)，而豐水期和平水期氨氮濃度在1999年時(shí)達(dá)到

7、了最高，2000年之后，呈現(xiàn)下降趨勢(shì)?？菟诳偟獫舛染翟?997年達(dá)到最高值，然后呈現(xiàn)逐年下降趨勢(shì)?？菟诳偭诐舛染翟?997年達(dá)到最高值，然后呈現(xiàn)逐年下降趨勢(shì)，到2001年下降到了類水標(biāo)準(zhǔn)以下，但是接下來幾年，各水期總磷濃度均出現(xiàn)了反彈。從1996-2010年昆承湖各水期總磷濃度變化趨勢(shì)圖上可以明顯看出，總磷污染對(duì)昆承湖水體的影響非常嚴(yán)重。由以上分析可以看出，1996-2001年昆承湖枯水期總磷、總氮和氨氮濃度對(duì)均值影響較大，是總磷、總氮和氨氮污染治理的關(guān)鍵時(shí)期。2008年市政府提出昆承湖生態(tài)修復(fù)計(jì)劃之后，昆承湖水質(zhì)明顯好轉(zhuǎn)，2008年以來水質(zhì)明顯改善，水期差別明顯減小。枯水期是昆承湖氮

8、磷污染最重時(shí)期。3.3空間分布以1996-2010年監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，計(jì)算昆承湖各斷面氨氮、總磷和總氮多年均值。分析看出，坭橋、青州、西塘河、馬家厙、環(huán)湖五個(gè)斷面總氮和氨氮指標(biāo)均超過類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，其中坭橋污染最重，湖心最好。由于受西面莫城河道、北面張家港河道以及東面河道水質(zhì)污染影響，總氮和氨氮處于全湖高值區(qū)段，湖心處于低值區(qū)段，而且這個(gè)區(qū)域總磷相對(duì)波動(dòng)較小。見圖8、圖9。昆承湖各斷面總氮呈雙峰值分布，西岸坭橋濃度達(dá)到2.89mg/l，湖中1.66mg/l，湖東北環(huán)湖達(dá)到2.75mg/l，見圖九。由昆承湖主要污染指標(biāo)總氮和氨氮空間分布特征可以看出，昆承湖水污染治理重點(diǎn)在控制湖西坭橋方向和湖體北部張家

9、港河道來水。4數(shù)據(jù)分析結(jié)論通過對(duì)地表水綜合污染指數(shù)和污染分擔(dān)率的統(tǒng)計(jì)分析，確定昆承湖總磷、總氮和氨氮是主要污染指標(biāo)。昆承湖1996-1999年氨氮濃度值超過類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，2007年以后呈下降趨勢(shì);總氮濃度值在1996-1999年和2005-2010年超過了類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn);總磷濃度值在1999-2001年和2010年低于類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)外，其余年度均超過類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。分析表明，昆承湖水體氮、磷指標(biāo)富營(yíng)養(yǎng)化還是比較嚴(yán)重。昆承湖枯、豐、平水期和水質(zhì)有明顯差異，總體上看，枯水期水質(zhì)污染最重，平水期其次，豐水期水質(zhì)相對(duì)最好。1996-2001年昆承湖枯水期總磷、總氮和氨氮濃度對(duì)均值影響較大，是總磷、總氮和氨氮污染治理

10、的關(guān)鍵時(shí)期。2006年市政府開始對(duì)昆承湖實(shí)施生態(tài)修復(fù)計(jì)劃之后，昆承湖水質(zhì)逐年好轉(zhuǎn)，2008年以來水質(zhì)明顯改善，水期差別明顯減小。枯水期是昆承湖氮、磷污染最重時(shí)期。由于受西面莫城河道、北面張家港河道以及東面河道水質(zhì)污染影響，該區(qū)域水體中總氮和氨氮處于全湖高值區(qū)段，湖中處于低值區(qū)段，水污染治理重點(diǎn)在西岸和北岸。5水體生態(tài)修復(fù)對(duì)策通過對(duì)歷史數(shù)據(jù)和現(xiàn)狀調(diào)查，結(jié)果顯示昆承湖水體都達(dá)到富營(yíng)養(yǎng)化階段。面臨湖泊生態(tài)系統(tǒng)退化、點(diǎn)源污染、面源污染、城鎮(zhèn)生活污水、漁業(yè)養(yǎng)殖污染和河網(wǎng)水體污染等，生態(tài)修復(fù)時(shí)湖泊富營(yíng)養(yǎng)化控制必不可少的措施，湖泊是有生命的水體，只有修復(fù)湖泊良性生態(tài)系統(tǒng)，湖泊富營(yíng)養(yǎng)化才能真正得到控制。建議在

11、以下幾個(gè)方面對(duì)水體進(jìn)行生態(tài)修復(fù)。5.1建立生態(tài)駁岸，修復(fù)濱水景觀建立湖泊生態(tài)系統(tǒng)的良性生態(tài)平衡，包括建立湖泊周圍的緩沖帶，保護(hù)湖區(qū)周圍及上游森林植被，防止?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)的過多流失，以及保持良性水生生態(tài)系統(tǒng)，是湖泊治理的最終目標(biāo)3。在湖泊生態(tài)修復(fù)中，應(yīng)當(dāng)著重對(duì)淺水區(qū)的水生植物生長(zhǎng)帶，水陸交錯(cuò)的湖濱帶和侵蝕區(qū)的陸生生態(tài)帶進(jìn)行生態(tài)修復(fù)。5.2湖泊底泥生態(tài)疏浚湖泊底泥是湖泊水生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，是湖泊營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的中心環(huán)節(jié)，也是水土界面物質(zhì)的交換帶。底泥中富含的營(yíng)養(yǎng)物是湖體的內(nèi)污染源，是造成水體富營(yíng)養(yǎng)化和藻類爆發(fā)的營(yíng)養(yǎng)鹽來源之一4。據(jù)資料顯示，底泥釋放總氮占總污染量的18.5%，總磷占29.4%，即便將外部

12、入湖污染全部控制，僅湖內(nèi)底泥釋放和動(dòng)力作用下的再懸浮、溶出也將引起藻類的發(fā)生。5.3利用浮床陸生植物治理典型富營(yíng)養(yǎng)化水域浮床陸生植物采用生物調(diào)控法，利用水上種植技術(shù)，在以富營(yíng)養(yǎng)化為主體的污染水域、水面種植糧食、蔬菜、花卉或綠色植物等各種適宜的陸生植物。在收獲農(nóng)產(chǎn)品、美化綠化水域的同時(shí)，通過根系的吸收和吸附作用，富集氮磷等元素，講解、富集其他有害有毒物質(zhì)，并以收獲植物體形式將其搬離水體，從而達(dá)到變廢為寶、凈化水質(zhì)、保護(hù)水域的目的。5.4建立漁業(yè)生態(tài)工程由于湖泊水生植物豐富、水動(dòng)力條件穩(wěn)定、適宜魚類和水生動(dòng)物繁衍和養(yǎng)殖等自然條件，網(wǎng)圍養(yǎng)殖，不占陸域，經(jīng)濟(jì)效益高。但是要控制養(yǎng)殖規(guī)模，不能無序快速擴(kuò)大。需要科學(xué)合理壓縮和控制養(yǎng)殖面積，推廣靜養(yǎng)經(jīng)濟(jì)價(jià)值高的魚種，控制水生植物無序繁衍，收割和更新高等水生植物種類對(duì)養(yǎng)殖業(yè)和水生植物優(yōu)化改造，控制環(huán)湖外源營(yíng)養(yǎng)負(fù)荷的輸入，疏浚湖體，調(diào)活湖體，增加水體營(yíng)養(yǎng)物的輸出，強(qiáng)化湖體的自凈能力。昆承湖生態(tài)修復(fù)應(yīng)遵循“治本與治標(biāo)相結(jié)合，治水與建景相結(jié)合”的原則，逐步推進(jìn)截污清淤、植樹造景，恢復(fù)生態(tài)濕地功能，建設(shè)環(huán)湖景觀走廊，才能把昆承湖打造成親水融綠的“生態(tài)之湖”2。參考文獻(xiàn)：1王青，潘繼征，吳曉東，etal.太湖流域湖蕩濕地有色溶解有機(jī)物特征分布與來源解析j.江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2018，046（021）：279-2