撫仙湖水體總磷（TP）周年變化及水質影響評價

摘要：為研究撫仙湖水體總磷（TP）的周年變化，進一步了解水質狀況，分析了2018年5月（春季）、8月（夏季）、11月（秋季）、2019年2月（冬季）水體總磷（TP）和部分理化指標的監測數據，采用綜合指數法（TLI（∑））進行水質營養狀態評價，并分析其變化趨勢。結果表明，總磷（TP）是影響撫仙湖水質營養狀態變化的主要指標，綜合營養指數（TLI（∑））年均值小于30。評價認為，撫仙湖水質處于貧營養狀態。

關鍵詞：撫仙湖;總磷（TP）;周年變化;水質評價

中圖分類號：X824 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2020）03-00-03

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.03.003

Annual changes of total phosphorus （TP） in water body of fuxian lake and water quality impact assessment

Yang Lixian

（Yuxi Environmental Monitoring Station，Yuxi Yunnan 653100，China）

Abstract：In order to study the annual change of total phosphorus （TP） in the water body of Fuxian Lake and further understand the water quality， May （Spring）， August （Summer）， November （Autumn）， and February 2019 （Winter） ） Monitoring data of total phosphorus （TP） and some physical and chemical indicators of water body， using comprehensive index method （TLI （∑）） to evaluate water nutrition status， and analyze its changing trend.The results show that total phosphorus （TP） is the main indicator that affects the nutritional status of water quality in Fuxian Lake. According to the evaluation， the water quality of Fuxian Lake is in a poor nutrition state.

Key words：Fuxian Lake;Total phosphorus （TP）;Annual change;Water quality evaluation

總磷是評價水質的重要指標、水體中的磷含量過高會引起藻類植物的過度生長，引起水體富營養化，發生水華或赤潮，降低水體透明度和溶解氧，打亂水體的平衡和使用功能。

撫仙湖位于滇中盆地中部長江水系與珠江水系的分水嶺地帶，地理坐標為24。21′～24。38′N，102。49′～102。57′E，湖面積為21.6km2，最大水深為157.3m，平均水深為95m，蓄水量206億m3，水資源總量占全國湖泊淡水資源總量的9.16%，是中國第二深水湖泊[1]。近年來隨著城鎮化進程的加快和入湖污染負荷的積累，撫仙湖水的透明度急劇下降，水質出現下降的趨勢，而總磷作為一個關鍵性的指標，直接影響著水體藻類的生長繁殖和水質的狀況評價，故研究水體總磷的周年變化有利于評價水體的水質健康狀況。本文從樣品的采集、保存、實驗室數據分析及結果評價，研究了撫仙湖總磷的周年變化，旨在撫仙湖富營養化防治及湖泊水資源可持續發展利用提供基礎參考資料。

1 實驗部分

1.1 采樣點及時間

全湖共設置8個采樣點，其中哨咀、湖心、路居、尖山、孤山與隔河口之間都設有表深層取水點（圖1）。于2018年5月（春季）、8月（夏季）、11月（秋季）、2019年2月（冬季），每月月初對8個采樣點的總磷及其他水質理化指標做全分析。研究中用于分析的水質指標包括10個：pH、透明度（SD）、溶解氧（DO）、懸浮物（SS）、總氮（TN）、總磷（TP）、氨氮（NH3-N）、五日生化需氧量（BOD5）、葉綠素a（Chla）、高錳酸鹽指數（CODMn）。

1.2 樣品采集、處理

按照HJ/T91技術規范和《地表水總磷現場前處理技術規定（試行）》的通知〔2019〕63號文件規定，水樣采集后應做前處理（表1）。采集總磷的樣品均采用500mL透明或棕色玻璃瓶采樣，0～5℃保存，不加保存劑，24h內分析。采集現場平行時需等體積輪流分裝成2份，禁止裝完一瓶樣品后再裝另一瓶樣品。采集后的水樣需做原水濁度測試，且需進行3次濁度測定，3次測定結果的相對偏差不超過5%，以中位值作原水濁度值。其余理化指標的測定按照《地表水環境質量標準》（GB3838-2002）進行。

1.3 實驗分析

1.3.1 儀器和試劑

V-1800可見光分光光度計（上海美普達分析儀器有限公司）;手提式壓力蒸汽滅菌鍋DSX-280A（上海申安醫療器械廠）;50mL具塞（磨口）刻度管。

過硫酸鉀、鉬酸銨（AR）、濃硫酸（優級純）、NaOH（優級純）、抗壞血酸（分析純）、酒石酸銻鉀（分析純）、磷標準溶液（批號：203960 環境保護部標準樣品研究所）。

1.3.2 分析評價方法

1.3.2.1標準曲線法

分別用移液管移取0.00、0.50、1.00、2.00、5.00、10.00mL總磷標準使用液于50mL具塞（磨口）刻度管中，用實驗用水定容至25mL，加入4mL過硫酸鉀溶液進行消解并保持30min，取出冷切后加水定容至刻度。再分別加入1.0mL抗壞血酸和2mL鉬酸銨溶液，顯色15min后，以水做參比，由低濃度到高濃度依次測定其吸光度。并以總磷含量（ug）為橫坐標，扣除空白試驗的吸光度為縱坐標，繪制標準曲線[2]。

1.3.2.2評價方法

為進一步了解撫仙湖的水質狀況，環境監測總站推薦綜合營養狀態指數法（TLI），運用TP、TN、SD、Chla、CODMn對其水質進行評價[3]。

綜合營養狀態指數計算公式：

式中：TLI（∑）—綜合營養狀態指數;;Wj—第 j種參數的營養狀態指數的相關權重;;TLI（j）—代表第 j種參數的營養狀態指數。葉綠素a（chla）單位為mg/m3;透明度（SD）單位為m;其余指標單位為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：

式中：rij—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。

中國湖泊的Chla與其他參數之間的相關系數rij和見表2。

采用0-100的一系列連續數字對湖泊營養狀態進行分級，當TLI（∑） <30時為貧營養;30 ≤TLI（∑） ≤50為中營養;TLI（∑） >50時為富營養[4-6]。

1.4 數據統計分析

根據回歸曲線方程，帶人可見光分光光度計測量的TP吸光度值，計算出水樣的含磷量（ug），通過公式 計算出總磷的濃度（mg/L），使用Excel2003進行數據的處理分析，其他的理化指標取深層和表層的平均值。

2 結果與分析

2.1 沉降時間對TP的影響

一般的河流水體，如果存在大量泥沙均會對總磷的測定產生影響[7]，且影響的程度隨著沉降時間的不同而變化，取采測分離同一斷面樣品為例，具體影響見表3。

但撫仙湖的水質比較澄清，無需做水樣前處理（沉降和色度濁度補償），可直接取樣測量。不同季節撫仙湖水體TP結果見表4。數據顯示4個季節撫仙湖水體8個采樣點的TP均滿足國家《地表水環境質量標準》（GB3838-2002）1類水質要求[8]。

2.2 撫仙湖水體基本理化指標

除TP指標外，其余的理化指標也是必測項目（見表5）。數據顯示，夏秋季節TN在1類水質的上限波動，DO在春夏季節滿足1類水質要求，秋冬季節為2類水質要求。

2.3 撫仙湖水質狀況評價表

根據表4 TP的含量和表5基本理化指標值，以TLI（∑）—綜合營養狀態指數公式可計算出不同季節撫仙湖綜合營養狀態指數，結果見表6。

從表6可以看出，2018年4個季節中，春、夏、秋、冬四季的綜合營養狀態指數TLI（∑） 均維持在30以內，撫仙湖水質評價處于貧營養狀態。

3 結論與建議

2017年9月，國家環境保護部在《湖（庫）富營養化防治技術政策》中提出，人類擾動少、處于貧營養狀態水生系統健康的湖（庫），以預防和保育為主，合理布局流域產業，控制經濟和人口規模，貫徹“安全、清潔、健康”方針，強化源頭控制，防治并舉。盡管撫仙湖目前水質總磷周年變化均達到地表水環境質量標準1類標準，整體水質評價為貧營養狀態，但為了長期保護好撫仙湖水質，現提出以下建議。

3.1 合理規劃，控制外部污染源

撫仙湖換水周期較長，水深較深，一旦污染，治理難度比較大。要保護好撫仙湖水質，必須采取有效措施，科學合理的劃定生態保護紅線，在生態功能保障基線內，禁止一切工業化和城鎮化開發。對于撫仙湖北部的主要入湖河流東大河，采取以源頭的清水產流區保護，中間清水養護區的治理與修復，依照湖濱區的保護與清水入湖思路開展東大河的水污染治理與清水產流機制修復工程的設計。對于已存在的村落，開展有效的環境綜合整治工程，建設污水集中處理系統，建立合理的補償機制，實現敏感村落的生態搬遷。推進生產生活污染防治，加大力度調整產業結構，確保最大限度削減入湖污染負荷。

3.2 加大環保教育宣傳

良好的教育宣傳有利于防治工作的開展。通過報紙、電視、微信等多媒體形式，聯合學校、家庭、社會多方位、多角度進行宣傳，可提高村民的環保意識，鼓勵發展綠色農業、生態農業、科學施肥用藥，控制農藥化肥使用量。可強化公眾參與和社會監督，從自身做起，提倡綠色消費、低碳生活，禁止亂扔亂倒，亂排亂放，對一切破壞污染水質的違法行為進行舉報監督，保護好撫仙湖這片碧水。同時政府部門應加強巡查檢查、加強聯合聯動和執法監管，打出“組合拳”，解好“綜合題”，堅決打好新時代撫仙湖保衛戰。

3.3 規范底泥治理，消除內源污染

完善湖泊水質的監測系統和在線監測設施，對于敏感地段的入湖口和有村莊聚集的湖段等可增加監測頻率和監測項目，并根據實際情況，加大水生生物監測（浮游植物、浮游動物、魚類、大量水生植物等），利用其種群、結構、種屬變化掌握水體的營養變化。因地制宜，采取科學合理的方式定期對撫仙湖底泥進行疏浚處理，建設生態修復工程，加快推進山水林田湖草試點工程和森林撫仙湖建設，提升流域生態功能和湖泊自身調節能力及凈化能力。

參考文獻

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[7]徐義邦，張吳，鄧磊.采測分離地表水總磷監測結果偏差較大原因分析.化學工程報，2018（11）：29-32.

[8]國家環境保護總局.地表水環境質量標準：GB3638-2002[S].北京：中國環境科學出版社，2002.

收稿日期：2020-01-03

作者簡介：楊麗仙（1984-），女，漢族，本科學歷，中級工程師，研究方向為環境污染監測。