西溪濕地公園水體富營養化評價及防治

余海霞，何 平，趙佳佳

(杭州市環境監測中心站，浙江 杭州 310007)

1 西溪濕地概況

西溪濕地位于杭州城西(30°14′55″～30°16′56″N，120°02′19″～120°05′08″E)，距西湖僅5 km，為一片地勢平坦、河流縱橫的水網平原，是以魚塘為主，河港、湖漾、沼澤、墩島相間，柿基魚塘、桑基魚塘、竹基魚塘、蔗基魚塘、菜基魚塘等鑲嵌分布的次生濕地，其中水域面積約占70％左右，是國內唯一一個集城市濕地、農耕濕地、文化濕地于一體的國家濕地公園，已逐漸成為杭州市與西湖并稱的寶貴生態、文化資源的標志.幾十年以來，由于工業、生活設施以及種植業、養殖業的大量增加，截污設施又不完善，從而使西溪濕地的水體環境水平大大下降.工業、生活污水直排，種植業、養殖業面源污染淋洗進入水體，導致其水體溶解氧嚴重偏低，高錳酸鹽指數偏高，非離子氮含量較高，水質富營養化嚴重[1].本文根據西溪風景區水質現狀的監測數據，對西溪濕地的富營養化程度進行綜合評價，對其產生原因進行分析，并對西溪濕地水質富營養化控制提出相應的措施和建議，為濕地水體水質管理及富營養化防治提供科學依據.

2 富營養化調查內容與方法

2.1 采樣點布設

水樣布點和采集依據國家環境保護行業標準《地表水和污水監測技術規范》[2](HJ/T 9l-2002)進行.根據西溪濕地河道分布情況、功能區劃、目前整治現狀以及今后發展規劃并經現場踏勘，共布置6個采樣點，分別為沿山河、蔣村港、深潭口、秋雪庵、百家樓、水貿市場，見圖1.采樣點位為水面下0.5 m處，當水深不到0.5 m時，在水深1/2處.每3個月采樣一次.

2.2 監測項目與方法

水質監測項目為葉綠素a、總磷、總氮、透明度和高錳酸鹽指數.其中透明度采用塞氏盤法[3]；葉綠素a用分光光度法(SL88-1994)；總氮用堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法(GB11894-1989)；總磷用鉬酸銨分光光度法(GB11893-1989)；高錳酸鹽指數用酸性高錳酸鉀法(GB/T11892-1989).樣品的分析方法和保存方法均參照《水和廢水監測分析方法》[3].選用2008年至2010年各采樣位點年平均值的水質監測數據作為西溪濕地富營養化評價的資料.

2.3 富營養化評價方法

西溪濕地富營養化評價采用中國環境監測總站生字[2001]090號《湖泊(水庫)富營養化評價方法及分級技術規定》[4]中的評價方法-綜合營養狀態指數法進行評價.

綜合營養狀態指數法公式為：

TLI(∑)=∑Wj·TLI(j)

(1)

式(1)中：TLI(∑)為綜合營養狀態指數；Wj為第j種參數的營養狀態指數的相關權重；TLI(j)為第j種參數的營養狀態指數.

湖泊富營養化狀況評價指標為葉綠素a、總磷、總氮、透明度和高錳酸鹽指數五項，各指標營養狀態指數計算公式分別為：

圖1 西溪濕地采樣點位示意圖

TLI(chla)=10(2.5+1.086lnchla)

(2)

TLI(TP)=10(9.436+1.624lnTP)

(3)

TLI(TN)=10(5.453+1.694lnTN)

(4)

TLI(SD)=10(5.118-1.94lnSD)

(5)

TLI(CODMn)=10(0.109+2.661lnCODMn)

(6)

其中：葉綠素achla單位為mg/m3，透明度SD單位為m；其它指標單位均為mg/L.

以chla作為基準參數，則第j種參數的歸一化的相關權重計算公式為：

(7)

式(7)中：rij為第j種參數與基準參數chla的相關系數；m為評價參數的個數.

中國湖泊(水庫)的chla與其它參數之間的相關關系rij及r2ij見表1.

營養狀態采用0～100的一系列連續數字對濕地營養狀態進行分級.指數值在30以下為貧營養(Oligotropher)，30～50為中營養(Mesotropher)，50～60為輕度富營養(1ight eutropher)，60～70為中度富營養(Middle eutropher)，TLI(∑)>70為重度富營養(Hyper eutropher).在同一營養狀態下，指數越高其營養程度越重.

表1中國湖泊部分參數與chla的相關關系rij及r2ij

Table 1 The relative relationship of rij and r2ij between chla and the other parameters of lakes in China

3 水體富營養化綜合評價結果

西溪濕地2008年至2010年各采樣位點年平均值的水質監測數據詳見表2.

表2 西溪濕地水質年平均監測結果表

從表2可以看出，2008年至2010年西溪濕地水體葉綠素a、總磷、總氮，高錳酸鹽指數逞逐年下降趨勢，透明度逐漸提高，表明濕地經規劃保護后，采取縮減人口、截污納管、調整土地利用方式等措施[6]，西溪濕地水體水質得到了一定程度的改善.

根據式(1)～(7)可分別算得葉綠素a(chla)、總磷(TP)、總氮(TN)、透明度(SD)、高錳酸鹽指數(CODMn)營養狀態指數、相關權重因子以及2008～2010年度綜合營養狀態指數見表3.

表3 西溪濕地單因子營養狀態指數統計表

根據表3數據，按照分級標準確定西溪濕地2008～2010年度營養狀態級別見表4.

表4 西溪濕地富營養化分級狀況

由表4西溪濕地2008～2010年度營養狀態級別可以看出，近三年來，西溪濕地水體總體都處于富營養化狀態.其中，2008年西溪濕地水體為中度富營養化，而2009年和2010年均處于輕度富營養化水平.

4 富營養化原因分析及控制

西溪濕地周邊主要以農業用地和農村居住用地為主，工業企業很少，因此，本區域廢水主要是生活污水和農田面源徑流.據《杭州市西溪濕地保護區總體規劃環境影響報告書》[7]，該區域生活和農業面源污染物排放總量COD為387.93 t/a、氨氮為20.31 t/a、總氮為58.93 t/a、總磷為5.95 t/a.相鄰上游區域污染物排放總量COD為637.12 t/a、氨氮為32.11 t/a、總氮為86.33 t/a、總磷為8.33 t/a，以生活污染源為主.相鄰下游區域污染物排放總量COD為294.25 t/a、氨氮為21.35 t/a、總氮為48.76 t/a、總磷為4.2 t/a.因此，每年有大量的N、P營養物質流入西溪濕地區域，是造成西溪濕地富營養化狀態的主要原因.所幸的是，經綜合評價可以看出，西溪濕地2008～2010年年度的綜合營養狀態指數呈逐年下降的趨勢，表明西溪濕地經規劃保護后，通過截污納管、縮減人口等措施的環境綜合治理，水質有所改善，富營養化程度得以控制，但形勢仍然嚴峻.因此，加強濕地保護，要吸取過去的經驗與教訓，從體制和管理上進一步加以規范完善，工程和非工程措施上齊推并進.針對西溪濕地水體富營養化現狀，在現有措施進一步實施的前提下，提出如下治理措施：

a.進行污染源綜合整治.建立城市污水處理工程，對西溪濕地保護區周圍未進行納管處理的工業廢水、生活污水進行納管集中處理，達標后方可排放.加強對農民的技術培訓，大力推動生態農業建設和推廣農業清潔生產技術，努力控制農用化學物質污染，減輕農業面源污染.

b.濕地管理對策.充分發揮錢塘江引水工程效益.增加水體自凈能力，從而使西溪濕地水體富營養化水平降低，水體污染得到改善.

c.疏浚挖泥，去污凈流.逐步疏浚西溪濕地保護區內的主要河流，去除積累在水體中的營養物質，減輕對水體產生污染.

d.生態修復對策.依據西溪濕地的水文狀況、環境條件及污染特征可選擇生態浮島、人工濕地、及健康養殖為凈化處理的主要技術，對西溪濕地的污染水體進行綜合有效的生態治理.

參考文獻：

[1]陳文岳，鄭花蘭．西溪濕地水質污染現狀與防治對策[J]．杭州農業科技，2008(4):25-26.

[2]國家環境保護總局．HJ/T 9l-2002 地表水和污水監測技術規范[S].北京：中國環境科學出版社，2002．

[3]國家環境保護總局．水和廢水監測分析方法[M].4版.北京：中國環境科學出版社，2002．

[4]國家環保總局科技標準司．中國湖泊富營養化及其防治研究[M]．北京：中國環境科學出版社，2001．

[5]金相燦．中國湖泊環境[M]．北京：海洋出版社，1995．

[6]葉旭紅，申秀英，許曉路，等.杭州西溪濕地水體環境質量分析評價及對策[J]．農業環境與發展,2010(3):86-89.

[7]牟眸．杭州西溪濕地保護區總體規劃環境影響報告書[R].杭州：浙江省環境保護科學設計研究院，2004．