秀山縣湖庫水質特征分析及富營養化評價

王愛雯+楊建波+申婭+楊芳

摘要：為了解秀山縣境內酉水河流域湖庫水體富營養化狀態，選取隘口水庫、鐘靈水庫、宋農水庫、石堤水庫為研究對象，分析評價了4個水庫水質特征及富營養化狀態。研究結果表明：4個水庫水質狀況總體良好，均處于中營養狀態，綜合營養狀態指數范圍在33.4～44.6之間，其順序為宋農水庫>石堤水庫>鐘靈水庫>隘口水庫；5個研究因子的營養狀態指數順序為TLI（TN）>TLI（chla）>TLI（SD）>TLI（TP）>TLI（CODMn）；TN是研究水庫富營養化狀態的決定性因素。

關鍵詞：秀山縣；湖庫；水質特征；富營養化

中圖分類號：X824

文獻標識碼：A 文章編號：1674-9944（2017）14-0056-02

1 引言

隨著經濟社會的快速發展，工業廢水和生活污水的排放量不斷增加，大量的N、P等營養鹽輸入環境水體，引發水體富營養化，造成水生態系統失衡。目前，水體富營養化已成為全球普遍存在的環境問題，尤其是湖泊、水庫等封閉或半封閉水體的富營養化已成為全球水污染關注的焦點之一[1]。

近年來，開展湖泊、水庫富營養化的研究報道較多，但主要集中在大中型水庫、湖泊、半封閉海灣等。對重慶市大中型水庫的調查發現，70%以上的水庫達到富營養化[2]。秀山縣在重慶市功能區域劃分中被定位為渝東南生態保護發展區，區域內水域功能的湖庫水體環境保護受到各方關注，但目前尚無對于該區域湖庫的富營養研究。因此，選擇秀山縣境內酉水河流域的湖庫（隘口水庫、鐘靈水庫、宋農水庫、石堤水庫）為研究對象，通過水體富營養化評價法對區域內湖庫水質進行分析評價，以期為秀山縣湖庫富營養化控制和生態環境保護提供參考。

2 材料與方法

2.1 樣品采樣和分析

以秀山縣境內酉水河流域的隘口水庫（E：108.8054°，N：28.3259°）、鐘靈水庫（E：109.0559°，N：28.2841°）、宋農水庫（E：109.1117°，N：28.6837°）、石堤水庫（E：109.1836°，N：28.7630°）為研究對象，以4個水庫的庫心為監測點。按照《地表水和污水監測技術規范》（HJ/T 91-2002）[3]的技術要求，采用有機玻璃采樣器，于2016年3月～2017年2月分別在4個水庫采集水樣。選擇《地表水環境質量標準》（GB3838-2002）[4]中規定的方法進行測定，其中總氮（TN）、總磷（TP）、葉綠素a（chal）等采用可見分光光度計進行測定，高錳酸鹽指數（CODMn）采用滴定法測定，透明度（SD）采用塞氏盤法測定。選擇總氮（TN）、總磷（TP）、高錳酸鹽指數（CODMn）、葉綠素a（chal）、透明度（SD）等5項指標進行水體富營養化評價。

2.2 評價方法

水體富營養化評價的方法采《地表水環境質量評價辦法（試行）》中規定的綜合營養狀態指數法（TLI（∑））進行，評價指標包括總氮（TN）、總磷（TP）、高錳酸鹽指數（CODMn）、葉綠素a（chal）、透明度（SD）等5個指標，其計算公式如下：

3 結果與討論

3.1 水質結果及特征

研究流域4個水庫水體中總氮（TN）、總磷（TP）、高錳酸鹽指數（CODMn）、葉綠素a（chal）、透明度（SD）等5個指標的含量及特征見表3。按《地表水環境質量標準》（GB3838-2002）Ⅲ級標準評價，4個水庫水體中CODMn濃度范圍為0.05～2.2 mg/L，符合Ⅲ級標準限值要求，有研究表明，當CODMn濃度超過4 mg/L時，水體受有機污染[5]，測定結果表明：4個水庫CODMn濃度均小于4mg/L，說明研究水庫未受有機污染；TP濃度范圍為0.01～0.04mg/L，符合Ⅲ級標準限值要求；TN濃度范圍為1.15～5.24 mg/L，超標率為100%，其中宋農水庫TN均值為3.80 mg/L，表明受N影響最為明顯。根據《地表水環境質量評價辦法（試行）》的規定，湖庫TN指標作為參考指標進行單獨評價，故剔除TN的影響，研究的4個水庫水體中TP、CODMn濃度均低于《地表水環境質量標準》（GB3838-2002）Ⅲ類標準限值，說明湖庫水環境質量狀況總體良好。

從各因子變異系數看，5個研究因子變異系數順序為：TN>TP>CODMn>chal>SD，其變異系數范圍為：5.8%～61.3%，其中TN和TP的變異系數分別為61.3%和52.7%，表明研究水體已經受到人為活動的明顯影響[6]，同時反映出TN和TP受人為因素影響較為明顯。有研究表明，當水體中ρ（TN）/ρ（TP）在12∶1～13∶1范圍內時，藻類最容易生長，當該比值小于4時， N元素成為水體富營養化的限制性因素[7]。對研究湖庫水體中TN/TP計算發現：其比值在70～95，故4個水庫中N元素不是發生富營養化的限制性因素。綜上所述，TN和TP受人為影響較為明顯，應加強流域內湖庫水體中TN和TP的控制，尤其是TN的防治。

3.2 富營養化評價

由表4可以看出，隘口水庫、鐘靈水庫、宋農水庫、石堤水庫4個水庫均處于中營養水平，綜合營養狀態指數范圍在33.4～44.6之間，其順序為宋農水庫>石堤水庫>鐘靈水庫>隘口水庫。

根據世界經濟合作與發展組織（OECD）富營養化單因子（chla）評價標準（chla<3 mg/m³為貧營養，3～11 mg/m³為中營養，11～78 mg/m³為富營養，>78 mg/m³為嚴重富營養）[8]，結合表3結果，葉綠素a（chla）濃度范圍為3.22～7.01 mg/L，也說明研究的4個水庫處于中營養水平。研究的各項營養狀態指數占綜合營養狀態指數的比重發現：5個因子所占比重順序為TLI（TN）>TLI（chla）>TLI（SD）>TLI（TP）>TLI（CODMn），其中TLI（TN）、TLI（chla）和TLI（SD）分別占30.7%、29.4%和21.2%，TLI（TP）占15.3%，TLI（CODMn）所占比重最小為3.4%；說明TN是研究水庫富營養化狀態的決定性因素，這與前節水質結果與特征分析結果基本一致，故應加強研究水體中N元素的輸入控制。

4 結論

（1）研究期間，隘口水庫、鐘靈水庫、宋農水庫、石堤水庫等4個水庫水質狀況總體良好。4個水庫水體中TP、CODMn濃度均低于《地表水環境質量標準》（GB3838-2002）Ⅲ類標準限值。

（2）綜合富營養化評價法結果表明，4個水庫水體均處于中營養狀態，綜合營養狀態指數范圍在33.4～44.6之間，其順序為宋農水庫>石堤水庫>鐘靈水庫>隘口水庫。

（3）5個研究因子的營養狀態指數順序為：TLI（TN）>TLI（chla）>TLI（SD）>TLI（TP）>TLI（CODMn），說明TN是研究水庫富營養化狀態的決定性因素。

參考文獻：

[1]張宗慶，張永江，冉 丹，等. 黔江區小南海湖水不同季節的磷形態分布特征[J].貴州師范大學學報（自然科學版），2015，33（3）：19～22.

[2]劉景紅，張 晟.重慶市水庫富營養化調查及評價[J].水土保持學報，2005，19（4）：131～1341.

[3]HJ/T 91-2002.地表水和污水監測技術規范[S].北京：環境保護部，2002.

[4]GB 3838-2002.地表水環境質量標準[S].北京：國家標準出版社，2002.

[5]金相燦，屠清英.湖泊富營養化調查規范[M].北京：中國環境科學出版社， 1990， 286～3021.

[6]王 波，劉曉青，馮昌偉.蕪湖市部分市售蔬菜重金屬含量及其健康風險研究[J].中國農學通報，2011，27（31）：143～146.

[7]彭近新，陳慧君.水質富營養化與防治[M] .北京：中國環境出版社， 1988.

[8]Organization for Economic Cooperation and Development Eutrophication of waters monitoring， assessment and control[M].Paris：OECD，1982.