太湖各功能分區水質及營養狀態變化分析

孫瑞瑞，李 愷，呂 文

(1.江蘇省水文水資源勘測局蘇州分局，江蘇 蘇州 215000；2.河海大學水文水資源學院，江蘇 南京 210098)

太湖作為中國第三大淡水湖，是面積排名前列的幾大淡水湖中環境、水質問題最突出的一個，歷年來因藍藻、水質等問題備受關注[1]。太湖的治理問題在近代以來一直是水利行業的難題之一[2]。為了監測太湖水質，數年來太湖上建立了多個水質監測站點，為太湖的治理提供了寶貴的數據資料。

1 材料與方法

1.1 監測布點及頻次

太湖水域水質監測站點共23個，其中核心區站點11個，緩沖區站點10個，開發控制利用區2個。核心區站點包括原小灣里水廠、南泉水源廠、錫東水廠、千波橋(原馬山水廠)、月亮灣、太湖大橋(中橋)、七都外生物多樣性保護區、胥湖中、園區水廠、漁洋山水廠、白洋灣水廠；緩沖區站點包括拖山、泵站進水口、竺山湖中、鎮湖水廠、大浦口、太湖大橋(北橋)、金墅水源地節點1、廟港外生態恢復區、衙里、漫山島；開發控制利用區站點包括戧港外、水星俱樂部外站點。監測頻次均為12次/a。太湖水質監測站點位置見圖1。

1.2 監測項目及分析方法

太湖水質監測站點的日常監測項目有：水溫、pH、溶解氧、高錳酸鹽指數、化學需氧量、五日生化需氧量、氨氮、揮發酚、氰化物、砷、銅、鉛、鋅、鎘、汞、六價鉻、氟化物、總磷、總氮、透明度、葉綠素a等共21項。

分析方法采用江蘇省水環境監測中心計量認證檢測能力范圍內的分析方法。

1.3 評價項目

水質類別評價項目：pH、溶解氧、高錳酸鹽指數、化學需氧量、五日生化需氧量、氨氮、揮發酚、氰化物、砷、銅、鉛、鋅、鎘、汞、六價鉻、氟化物、總磷、總氮等18項。

營養化狀態評價項目：高錳酸鹽指數、總磷、總氮、透明度、葉綠素a等5項。

1.4 評價標準及方法

資料選取：2008—2017年江蘇省水環境監測中心例行監測資料。現狀年為2017年。

評價標準：《GB3838-2002地表水環境質量標準》[3]。

水質評價方法：《SL395-2007地表水資源質量評價技術規程》。

營養狀態評價方法：采用營養狀態指數法進行評價，評價項目包括總磷、總氮、葉綠素a、高錳酸鹽指數和透明度[4]。評價標準及分級方法見表1。

表1 湖泊營養狀態評價標準及分級方法

2 現狀評價

2.1 水質評價

2017年太湖各站點綜合水質類別為Ⅱ～劣Ⅴ類。經分析，現狀評價的主要超標項目為總磷、總氮[5,6]。為便于湖泊管理和保護工作的開展，在此分別對全湖區和各功能分區水質進行評價，重點分析主要超標項目水質變化情況[7]。

(1)全湖區

全湖區總磷濃度整體呈先上升后下降趨勢，在第三季度達到峰值后，第四季度有較明顯下降，1—4季度水質類別均為Ⅳ類。總氮濃度整體呈下降趨勢，峰值出現在第二季度，1—3季度水質類別均為Ⅴ類，4季度為Ⅳ類。

(2)核心區

核心區總磷、總氮濃度變化趨勢與全湖區基本一致。核心區主要超標項目濃度變化見圖3。

(3)緩沖區

緩沖區總磷、總氮濃度變化趨勢與全湖區基本一致，但每個季度濃度均值均略高于全湖區。總磷1—2季度水質類別為Ⅳ類，3季度上升到Ⅴ類，4季度又下降到Ⅳ類。總氮1—4季度水質類別均為Ⅴ類。緩沖區主要超標項目濃度變化見圖4。

(4)開發控制利用區

開發控制利用區總磷濃度呈下降趨勢，1—3季度水質類別為Ⅳ類，4季度為Ⅲ類。總氮濃度整體變化呈下降趨勢，1—3季度水質類別為Ⅳ類，4季度為Ⅲ類。開發控制利用區主要超標項目濃度變化見圖5。

2.2 營養狀態評價

2017年度全湖區、核心區、緩沖區以及開發控制利用區營養狀態指數為50.0～60.0，營養狀態評價均為輕度富營養。除開發控制區以外，營養化指數在第三季度達到峰值，略高于其他三季。全湖區及各功能分區的營養狀態評價指數變化見圖6。

3 年際變化趨勢

3.1 水質變化

根據太湖2008—2017年水質監測資料，選取總磷、總氮等主要超標項目，分析全湖區和各功能分區水質濃度年際變化趨勢。

(1)全湖區

2008—2017年，全湖區總磷在2008—2012年較平穩，自2012年起總體呈緩慢上升趨勢，2016年出現峰值后，2017年有所回落，但水質類別均為Ⅳ類。總氮2008—2011年波動略大，2011年后趨于平穩[8]，總體以Ⅴ類為主。全湖區主要超標項目濃度變化見圖7。

(2)核心區

2008—2017年，核心區總磷總氮濃度的變化趨勢與全湖區基本一致。核心區主要超標項目濃度變化見圖8。

(3)緩沖區

2008—2017年，緩沖區總磷總氮濃度的變化趨勢與全湖區基本一致，但歷年均值均相對高于全湖區。緩沖區主要超標項目濃度變化見圖9。

(4)開發控制利用區

2008—2017年，開發控制利用區總磷濃度總體有所上升，2008—2014年水質類別均為Ⅲ類，2015—2017年上升至Ⅳ類。總氮2008—2017年水質類別在Ⅲ類和Ⅳ類之間波動，總體以Ⅳ類為主。開發控制利用區主要超標項目濃度變化見圖10。

3.2 營養狀態變化

根據太湖2008—2017年水質監測資料，分析全湖區和各功能分區營養化指數年際變化趨勢，全湖區、核心區、緩沖區營養化指數較為穩定，基本在50.0～60.0，呈輕度富營養狀態；開發控制區營養化指數有所波動，2008—2012年呈下降趨勢，2013年有小幅上升，2014年有所回落，2015—2017年有所上升，年營養狀態介于中營養-輕度富營養。全湖區及各功能分區營養化指數變化趨勢見圖11。

4 小結

(1)2017年太湖各站點綜合水質類別為Ⅱ～劣Ⅴ類；

(2) 年內全湖區及各功能分區的主要超標項目總磷濃度以及營養化指數大多均在第三季度達到峰值，第四季度有明顯下降，總氮則在第二季度達到峰值后開始下降；

(3) 近年來太湖全湖區及各功能分區的總磷濃度整體呈緩慢上升趨勢，水質類別基本為Ⅳ類，總氮濃度從2011年起在一個較穩定的水平附近波動，水質類別以Ⅴ類為主，營養化指數整體較為穩定，為50.0～60.0，整體呈輕度富營養狀態。