滆湖污染源調查與分析

蔡金傍， 孫　旭， 蘇良湖， 陳玉東

(環境保護部南京環境科學研究所，江蘇南京 210042)

滆湖位于太湖流域西部，橫跨江蘇省常州市武進區和無錫宜興市，是蘇南太湖湖群的重要組成部分，具有飲用、灌溉、航運、游覽和水產增養殖等多種功能[1]。湖體南北長25 km，東西平均寬6.6 km，水面面積為164 km2，其中，武進境內約119 km2。滆湖多年平均水位3.27 m，正常蓄水位為3.30 m，相應蓄水面積143.75 km2，相應庫容1.93×108m3[2]。在太湖的水環境治理和“十一五”太湖流域“引江濟太”工程規劃中，滆湖擔負著溝通長江、太湖兩大水體，進行水量調劑、防洪防澇、輸送清水的重要功能。

近年來，隨著滆湖周圍地區經濟的迅速發展和城市化進程的加快，滆湖流域污染負荷不斷增加，滆湖水體污染和富營養化等生態惡化現象也日趨嚴峻，已經嚴重影響到湖區經濟社會的健康發展和生產生活的供水安全，也影響到國家對整個太湖流域環境治理目標的實現[3-5]。

本研究對滆湖主要入湖河流進行水量水質監測，分析滆湖主要污染物來源，以期為滆湖富營養化控制和環境保護提供參考。

1　研究方法

1.1　調查布點

滆湖主要出入湖河流有扁擔河、夏溪河、湟里河、北干河、中干河、殷村港、漕橋河、太滆運河、武南河等[6]，其中出湖河流主要分布在湖東岸，入湖河流在西岸。根據入湖河流的特點與分布，在扁擔河、夏溪河、湟里河、北干河、中干河等5條入湖河流布置5個水量水質觀測點位，滆湖入湖河流觀測點分布見圖1。

1.2　水樣采集與分析

每2個月采樣1次，采樣時間分別為1、3、5、7、9、11月。調查項目主要為水溫、流量、總磷(TP)、總氮(TN)、氨氮(NH3-N)、溶解氧(DO)、pH值、化學需氧量(COD)、生物需氧量(BOD5)、高錳酸鹽指數等。樣品分析方法參照《廢水監測分析方法》進行[7]。

2　結果與分析

2.1　主要入湖河流理化指標變化

2.1.1氨氮濃度滆湖主要入湖河流氨氮變化過程見圖2，年變化過程未呈明顯的規律。實測氨氮濃度為0.21～3.59 mg/L，其中湟里河氨氮平均濃度最高，達2.15 mg/L，夏溪河、中干河、扁擔河、北干河實測氨氮平均值分別為1.49、1.12、1.01、0.70 mg/L。

2.1.2總氮含量滆湖主要入湖河流總氮的變化見圖3。入湖河流水體中總氮實測濃度為0.39～4.59 mg/L，平均值為2.39 mg/L。在5條主要入湖河流中，湟里河總氮含量最高，平均濃度為3.31 mg/L，其次是夏溪河，為2.70 mg/L，北干河總氮含量最低，平均濃度為1.42 mg/L，中干河、扁擔河實測總氮平均值分別為2.32、1.99 mg/L。

2.1.3總磷含量滆湖主要入湖河流總磷的變化見圖4。湟里河水體中總磷含量最高，實測濃度為 0.236～0.624 mg/L，平均值為0.451 mg/L；北干河總磷含量最低，實測濃度為0.02～0.16 mg/L，平均值為 0.095 mg/L；扁擔河、夏溪河、中干河實測總磷平均值分別為0.233、0.195、0.156 mg/L。

2.1.4化學需氧量(COD)滆湖主要入湖河流COD的變化趨勢見圖5。入湖河流中COD的變化范圍為16.6～29.2 mg/L，年均值為22.0 mg/L；夏溪河COD含量最高，實測濃度為21.1～29.2 mg/L，平均值為26.5 mg/L；湟里河、中干河、扁擔河、北干河水體中COD評價濃度分別為22.8、21.4、19.9、18.4 mg/L。

2.1.5高錳酸鹽指數滆湖主要入湖河流高錳酸鹽指數變化過程見圖6，全年出現多個起伏。實測高錳酸鹽指數濃度為2.7～8.9 mg/L，平均值為5.9 mg/L；其中湟里河高錳酸鹽指數平均濃度最高，為5.5～8.6 mg/L，平均值為7.1 mg/L；中干河、夏溪河、扁擔河、北干河實測高錳酸鹽指數平均值分別為6.5、6.1、5.3、5.0 mg/L。

2.1.6生物需氧量(BOD5)滆湖主要入湖河流BOD5的變化見圖7。入湖河流中BOD5的變化范圍為2.2～7.0 mg/L，年均值為4.3 mg/L；夏溪河水體中BOD5含量最高，為4.2～7.0 mg/L，平均值為5.2 mg/L；北干河BOD5含量最低，為 3.2～3.8 mg/L，平均值為3.5 mg/L；湟里河、扁擔河、中干河實測BOD5平均值分別為4.9、4.5、3.7 mg/L。

2.1.7氨氮解氧(DO)滆湖主要入湖河流DO的變化趨勢見圖8，實測DO濃度為2.1～14.5 mg/L，平均值為 5.8 mg/L；北干河水體中DO含量最高，為5.1～14.5 mg/L，平均值為9.2 mg/L；夏溪河DO含量最低，為2.4～10.2 mg/L，平均值為4.34 mg/L；中干河、湟里河、扁擔河DO平均值分別為5.1、4.87、4.81 mg/L。

2.2　主要入湖污染物通量計算

滆湖主要入湖河流平均日流量年變化過程見圖9，年入湖流量見表1。從表1可以看出，扁擔河等5條主要入湖河流的入湖流量為8.04×108m3，其中扁擔河流量最大，占入湖總流量的46%，其次為北干河，約占入湖總流量的23%。

根據滆湖主要入湖河流水量水質觀測結果，計算入湖污染物通量，5條入湖河流的入湖氨氮總量為865.46 t/年，其中，扁擔河的貢獻率最大，約占入湖氨氮總量的41%，其次為湟里河，約占35%；入湖總氮量為1 654.75 t/年，扁擔河為749.02 t/年，湟里河為483.67 t/年，分別占入湖總氮量的45%、30%；入湖總磷量為174.28 t/年，其中，扁擔河和湟里河較高，總磷入湖量分別為79.70、65.58 t/年，分別占入湖總磷量的46%、38%；COD入湖總量為16 219.74 t/年，其中，扁擔河、湟里河、北干河的貢獻率較大，其入湖COD分別為 7 652.82、3 631.12、33 64.41 t/年，分別占入湖COD總量的47%、22%、21%。

表1　滆湖主要入湖河流的入湖污染物通量

2.3　底泥氮磷污染狀況

根據滆湖底泥勘測資料[8]，繪制出湖區底泥分布，從圖10可以看出，滆湖底泥分布相對較淺，平均深度為 0.25 m，底泥蓄積量約為5 100萬m3，底泥深度在0～0.2 m的面積約為84.25 km2，薄泥區分布最大面積的泥深區間在0～0.2 m，占51%。

從表2可以看出，根據滆湖底泥物理性質和營養物含量的調查結果[9]，滆湖表層底泥大部分含水率在60%以上，其中中部湖區含量較高，接近80%；各湖區底泥中的氮磷含量差異較為明顯，北部湖區底泥中總磷平均值最高，其次為中部湖區，南部湖區最低；中部湖區底泥中總氮平均值最高，其次為北部湖區，南部湖區最低；北部湖區、中部湖區底泥中氮磷含量相對較高，這主要與滆湖西邊面源污染輸入有關。

滆湖底泥蓄積量約為5 400萬m3，取全湖底泥TN含量平均值2.32 g/kg，TP含量平均值0.95 g/kg，底泥比重取 1.5 t/m3，含水量取75%，則滆湖水庫底泥中所含TN的總量為4 4370 t，TP為18 168 t。根據黃文鈺等在實驗室內模擬在不同溫度條件下滆湖底泥柱狀樣水土界面氮和磷的交換，計算得出全湖底泥釋放磷為19.16 t/年，氮為 562.22 t/年[10]。由于上游大量泥沙通過河流入湖和網圍區大量投加餌料，導致湖中底泥氮、磷富積量逐漸增加，釋放量也相應增多，分別占河道入湖總氮量、總磷量的34%、11%，已成為滆湖不可忽視的氮磷污染源。

表2　滆湖表層底泥營養物質含量

3　結論

入湖河流中高錳酸鹽指數為2.7～8.9 mg/L、氨氮含量為0.21～3.59 mg/L、總氮含量為0.39～4.59 mg/L、總磷含量為0.236～0.624 mg/L，其中湟里河水質相對較差，北干河水質相對較好。

5條入湖徑流總量為8.04×108m3/年，入湖河流徑流量大小排列次序為扁擔河>北干河>湟里河>中干河>夏溪河；5條入湖河流污染物通量氨氮含量為865.46 t/年、總氮含量為1 654.75 t/年、COD為16 219.74 t/年，主要污染物入湖通量大小排列次序為扁擔河>湟里河>北干河>夏溪河>中干河。

滆湖底泥分布相對較淺，平均深度為0.25 m，最深為 2.5 m，底泥蓄積量約為5 100萬m3，底泥中沉積的氮、磷總量分別為44 370、18 168 t，每年向水體釋放的總氮、總磷量分別為562.22、19.16 t。

參考文獻：

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[3]吳云波，鄭建平. 滆湖入湖污染物控制對策研究[J]. 環境科技，2010，23(增刊1)：12-14，19.

[4]高亞岳，周俊，陳志寧，等. 滆湖富營養化進程中沉水植被的演替及重建設想[J]. 江蘇環境科技，2008，21(4)：21-24.

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[7]國家環境保護總局.水和廢水監測分析方法[M]. 3版.北京：中國環境科學出版社，1997：446-457.

[8]滆湖1/5千水下地形測量及淤深測量技術報告[R]. 江蘇省水文水資源勘測局常州分局，2008.

[9]滆湖(武進)生態清淤工程項目建議書[R].江蘇省太湖水量規劃設計院有限公司，2009.

[10]黃文鈺，舒金華，吳延根. 滆湖氮、磷平衡研究[J]. 湖泊科學，1996，8(4)：330-336.