北京大學燕園校區水質分析與校園水環境保護

劉雪蕾， 李恩敬， 陳 倩， 劉克新

（北京大學實驗室與設備管理部，北京100871）

0 引 言

校園環境是一流大學建設的重要依托，優美的校園環境是文化的傳承也是精神的依托，能夠陶冶學人的情操、啟迪智慧、規范行為、完善人格。六朝古都北京獨特的水文環境為世界所矚目，燕園校區是古都北京西部水系的組成部分，經歷了歷史的變遷、城市的改造，燕園的自然環境依舊如故，為更好地保護北京的歷史文化遺產，學校環境保護辦公室多年來對燕園校區水質進行監測，通過對飲用水檢測點、景觀水取水點、污水排放口水質的檢測，對水體實際狀況有了定性的判斷，并根據監測數據進行了定量分析，再通過與相關規范和標準參考對比，確定水體的現狀。水質監測是了解燕園區域水體狀況、人員健康、環境安全及環境污染情況的重要手段，對燕園校區整體環境、安全和健康管理具有一定的意義。

1 燕園校區的水體情況

1.1 燕園水體的組成

古都北京西部水系上起玉泉山，入昆明湖后經萬泉河向東流入蔚秀園、未名湖、清華大學、大石橋匯入清河，全長9.5 km［1］。早在順治年間北大西門外南行大約七八十步，是婁兜橋的舊址，橋下有水東流，注入北大校園，1959年起，北大在西門內開鑿了第一眼自流井，噴水甚旺，因此將婁兜橋下的水道填塞。后來，北大又在附近的池塘中陸續開鑿了幾口同樣的自流井，可是現在已經全不見當初“噴水甚旺”的情景了［2］。隨著城市人口的增多，萬泉河風光不再，古有“海淀一勺”的勺園，曾以細流瀠洄，湖泊連屬，岡巒起伏、林木幽深著稱，多年來流水和湖泊面積也不斷縮減。近年來，由于未名湖水位連年下降，萬泉河水質受到生活用水的污染，1998年學校實施了未名湖治理工程，將未名湖區域水體自循環，并進行了清淤疏通，未名湖水的補給主要來源是自然降水和人工補給。近年來，未名湖水域面積一直保持在約86 520.6 m2，平均水深1 m，蓄水量為86 520.6 m3。燕園校區的未名湖、鳴鶴園湖、朗潤園湖和蔚秀園湖組成了北京大學優美的自然水文環境［3］。

學校自建校以來基本沿用了燕京大學美國設計師墨菲的校園規劃［4］，現代的燕園校區從使用功能上分東部教學區、東部科研區、南部生活區、西部辦公區、西部住宅區和燕北園住宅區等，根據各自區域的功能選取了相應的飲用水、景觀水和排污口取水點。

1.2 依據標準與評價指標

景觀水的水質受區域周圍生態環境和入水口水質的影響，水體中氮、磷營養元素長期積累易使水體富營養化［5］。一般用作景觀水的水質根據《中華人民共和國地表水環境質量標準》（GB3838-2002）需達到地表水水質的IV類標準，對于再生水用于景觀水的水質監測一般參考《城市污水再生利用景觀環境用水水質》（GB／T 18921-2002）［6］。學校環境保護辦公室自2002年起，連續16年依據國家標準對燕園景觀水的水質情況進行了監測，監測指標包括：色、渾濁度、肉眼可見物、pH、總硬度（CaCO3）、鐵、錳、銅、鋅、揮發酚類、硫酸鹽、氯化物、溶解性總固體、氟化物、氰化物、砷、硒、汞、鎘、鉻、鉛、銀、硝酸鹽等。

飲用水安全事關每個人的切身利益，2015年4月國務院發布《水污染防治行動計劃》，提出我國在飲用水方面的工作目標是到2020年，飲用水安全保障水平持續提升。目前，中國的飲用水安全保障體系以《生活飲用水衛生標準》（GB5749-2006）為依據，以世界衛生組織《飲用水水質準則》為基礎，并參考了美國和歐盟等國家和地區的水質標準修訂，對飲用水檢測指標的設定、監測技術與方法均有明確修訂［7］。該標準規定了生活飲用水水質衛生要求、水源水質衛生要求、集中式供水單位要求、二次供水衛生要求、涉及生活飲用水衛生安全產品要求、水質監測和水質檢驗方法。該標準適用于城鄉各類集中式供水的生活飲用水，也適用于分散式供水的生活飲用水。學校環境保護辦公室自2002年起，連續16年每年2次對燕園校區水塔泵、43號樓泵、五四井、暢春園、燕北園等區域的飲用水進行檢測，檢測指標主要包括：砷、鎘、鉻、鉛、汞、硒、氰化物、氟化物、硝酸鹽、亞氯酸鹽、氯酸鹽、色度、渾濁度（NTU）、臭和味、肉眼可見物、pH、鋁、鐵、錳、銅、鋅、氯化物、硫酸鹽、溶解性總固體、總硬度（CaCO3）、耗氧量、揮發酚類、陰離子合成洗滌劑［8］。

根據《污水綜合排放標準》（GB 8978-1996），學校環境保護辦公室自2012年起，連續6年對對燕園校區中關園北門污水出水口、中關園一公寓污水出水口、物理大樓污水出水口、邱德拔體育館污水出水口、西門污水出水口、暢春新園污水出水口、48號樓側污水出水口的關鍵性指標進行檢測，檢測指標項包括：pH、化學需氧量、懸浮物、SS、氨氮、總氮、總磷［9］。

1.3 檢測方法與儀器

各項指標的檢測依據國家標準方法，使用的儀器主要包括：METTLER TOLEDO FE20 pH計、島津UV-1800紫外可見分光光度計、電感耦合等離子體質譜儀（美國Perkin-Elmer Sciex ELAN DRC II）、Milli-Q 純水機、酸蒸餾裝置、渦旋振蕩器等。

2 檢測結果與分析

2.1 未名湖水質檢測情況

近年來，在學校領導和各部門的積極配合下，未名湖實現了湖水自循環，湖區出入水口首尾相接、自成體系，封閉循環，受光照、風力影響不大，受自然降水影響較大，無排污口，水中微生物種群較為健康，湖底微生物多樣性與TN正相關，藻類的固氮作用可能是未名湖氮素的主要來源［3］。

監測因子重點考察水中的理化性質和污染物指標，檢測項目有pH值、溶解氧、含氮化合物、耗氧量CODMn、溶解性總固體和氰化物等基本指標，以及硫酸鹽、氯化物…氟化物、鎘、鉻、鉛等污染物指標。檢測時間連續16年，每年夏秋二季各采樣一次；采樣布點和取樣方法采用環境監測中湖泊水質檢測方法中采樣布點方法要求結合實際情況布點，取水地點為未名湖東岸和西門內眼鏡湖南側。

常規檢測因子數據顯示，連年來未名湖pH穩定在7.66～8.44。整個水域監測點的化學需氧量（COD）值呈現連年下降趨勢（見圖1），數據顯示2002～2005年平均CODMn值高于25 mg／L，主要原因是早年學校未名湖水沒有完全自循環，注入的萬泉河水質較差、地下水注入量不足、自循環中水處理系統凈化程度不夠等。此后該平均值穩定在9～10 mg／L之間，水質接近與I類水質標準。

圖1 未名湖水質·CODMn連年監測圖

未名湖水質的特征影響因子主要考察重金屬離子的鎘、鉻、鉛以及硝酸鹽（以氮計）等無機陰離子的含量。［10］通過連年數據監測，重金屬鎘平均值小于0.3 μg／L，六價鉻和總鉻平均值小于0.000 2 mg／L，重金屬鉛平均值小于2.6 μg／L，水質標準高于國家規定的景觀湖水水質標準［11］。

2.2 飲用水符合衛生規范

選取燕園校區的5～6個取水點的水質連年進行檢測，按照《生活飲用水衛生規范》和《北京市生活飲用水衛生監測管理辦法》進行檢測和評價。取水點包括：水塔泵、43號樓泵、五四井、暢春園、燕北園、萬柳等。自2002年以來，共監測水樣180余件，合格率100%。

2.3 污水排放達到排放標準

學校連續5年對燕園校區中關園北門污水出水口、中關園一公寓污水出水口、物理大樓污水出水口、邱德拔體育館污水出水口、西門污水出水口、暢春新園污水出水口、48號樓側污水出水口的關鍵性指標進行檢測。根據《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB 18918-2002）和《污水綜合排放標準》（GB 8978-1996）的規定，我們對各排水口的pH、SS、氨氮、總氮、總磷進行監測［12］。自2012年以來，共檢測水樣35余件，合格率100%。

3 燕園校區的景觀水環境保護

未名湖的歷史可以追述到明朝歷史，曾經海淀一帶的皇家園林和濕地風景在如今依然可以在燕園找到昔日的風采，而未名湖和博雅塔也滋潤著一代又一代的北大學子攀登知識的高峰，燕園的景觀暈染著北大特有的人文情懷和學術氛圍。學校1 km2的彈丸之地尚且維系著山水交接，見證著禽獸繁衍生息，這一片雜草灌叢不被人為地休整，流出連貫的河湖讓濕地植物自由生長。這一切會賦予學校更持久的生命力。未名湖養育著燕園的師生，也養育著生長在其中上百種的動植物［13］。

1998年北京大學實施了未名湖治理工程，將未名湖區域水體自循環，并進行了清淤疏通；2015年北京大學實施了未名湖北側的后湖區域的清淤改造，并重新打造了后湖區域的生態景觀，將常年封閉、年久失修的院落開放，進行整體園林綠化；2017年北京大學實施了西校門外蔚秀園湖區的清淤改造，實現了整體湖區的灌溉。

（1）規范水事秩序，加強巡查保護。為消除未名湖水體環境遭到破壞的隱患，北京大學實施了未名湖區域晝夜巡查，禁止私自垂釣、捕魚和放生等破壞水質的行為，有計劃的實施清淤和捕撈工作，并在湖區增設24h電子監控，控制水質因環境因素遭到污染。

（2）加強監督力度，定期采樣檢查。未名湖是自循環湖，受周圍流域水質環境、光照和風力等影響較小，湖水水質變化主要受自然降水和人工注水量的影響。連續多年對固定區域的水質進行檢測，一般在初夏和初冬季節進行。

（3）清淤治理推進生態保護。采取生物調節技術對水質進行凈化，于春季投放草魚、鰱魚等魚苗，通過生態鏈對湖區水質進行改善。在湖區周圍實施綠化，擴大綠化面積，通過湖水和岸邊二個層面的綜合治理，提高水體自凈能力。

4 結 語

學校環境保護辦公室定期對全校各區域飲用水、景觀水和排放污水的水質進行監測，密切關注各項指標的變化，通過常年的監測結果發現，燕園校區飲用水指標達到國家標準，各管線運行良好，不存在飲用水健康安全風險；通過多年的未名湖區治理和改造，燕園校區的景觀水質優于國家標準，營造了良好的校園環境；燕園校區的污水排放指標達到國家標準，但部分排水口數值偏高，在現有的條件下盡量減少指數偏高的排水口附近的用水設計規劃，科學減少污水排放，從源頭控制污水產量［15］。學校將繼續通過維護和打造良好的校園環境，將環境保護和人員健康防護作為建設世界一流大學的有力支撐。