衡水湖濕地水環境分析與綜合評價

董宇虹

（衡水學院 河北 衡水 053000）

盡管濕地面積是地球上三大生態系統中面積最小的，但是濕地的生物多樣性豐富，而且濕地儲存了大量的水資源，降低了污染物濃度，這些功能都對人類的生存和生態環境的良好發展做出了貢獻。我國幅員遼闊，自然環境結構復雜，濕地結構更為繁雜，保護好濕地環境的結構對于我國生物多樣性的保護具有重大意義，所以，我們應該保護好我國的濕地[1]。衡水湖濕地位于河北省境內，舊時被稱為千頃洼，1958年，衡水市政府對衡水湖進行改造，湖周圍建設了許多堤壩，在此之后，將其更名為衡水湖[1]。衡水湖地理位置偏近郊，卻隸屬于桃城區。作為濕地，衡水湖發揮著重要作用，是集涵養水源、灌溉農田、生境維持、水生物種棲息地于一體的多功能濕地。由于我國大力宣傳可持續發展戰略，人們的環境保護意識日益增強，對衡水湖的保護工作也越來越重視。

1 衡水湖濕地水環境現狀

衡水湖占地75km2，湖中心有一條湖心堤，被人為分為東西兩邊。衡水湖依據地理位置南高北低而建，因此西邊湖水較東邊湖水較深，西邊湖水深度大約為19m，東湖比西湖淺1m。衡水湖水源來源較為廣泛，主要是引水和過境洪水，其次是當地水域水流量。衡水湖植物種類復雜，有機物含量較高，成為有機物污染的主要來源；人類活動也嚴重影響著衡水湖水環境，衡水湖還是珍稀物種青頭潛鴨的活動場地。因此研究衡水湖水環境，保護衡水湖濕地環境顯得尤為重要。

2 研究方法

2.1 研究地點。根據衡水湖的地理位置及實驗需要設置9個采樣點，分別為大趙閘、開闊區、順民南、順民莊、荷花區、王口閘、蘆葦中、南開闊、蘆葦東。

2.2 采樣與檢測。①人工定點取樣，實驗室分析；②實驗員采用便攜式儀器進行現場取樣檢測。

2.3 測定指標。根據衡水湖主要污染來源，我們測定了以下指標：①BOD：在氧氣充足的情況下，好氧微生物開始大量繁殖，分解水中的有機污染物，同時消耗水體中的氧氣，消耗的氧氣量可間接表示水體被有機物污染的程度大小。②COD：是指在特定情況下，微生物氧化1L 水中的還原性物質所消耗的氧化劑的量，以氧的質量濃度(單位：mg/L)表示，能夠間接表示水體的污染程度。③總氮：簡稱TN，水中總氮含量是衡量水質的重要指標之一，總氮定義是水中各種形態有機氮和無機氮的總量，以每升水中含氮的毫克數計算，用來表示水體受一些物質污染的程度和水體的自凈能力。③總汞：有機汞和無機汞的總和。汞屬于劇毒物質，對于環境有著極大危害。④總砷：單質砷毒性極低。

2.4 測定方法。測定總氮、總磷的方法是紫外分光光度法；測定樣品中重金屬的方法是原子熒光光譜法；測定BOD 的方法是稀釋與接種法；測定COD 的方法是重鉻酸鉀法。

2.5 評價方法。采用綜合污染指數法及污染分擔率法來計算、評價衡水湖的污染程度。

2.5.1 污染指數。污染指數法是指用各監測斷面監測得到數值的平均值與其評價標準的比值作為斷面的污染分指數。該水體的污染指數等于各污染分指數相加，用來反映水體污染程度的大小，評定標準參見表1、表2。

式中：Pn為綜合污染指數；Pi為污染分指數；n 為污染物項數；Ci為某污染物實測濃度；CSi為某污染物評價標準值(此次采用GB3838-2002中三類水標準值)。

2.5.2 污染分擔率。

式中：Ki為某污染物在該段面各污染物中的污染分擔率，Pi為污染分指數。

2.5.3 污染負荷比。

式中：m 為參與評價的斷面；Q 為污染負荷比。

表1 污染指數等級劃分標準

表2 水質達標情況劃分標準

3 評價結果與分析

對衡水湖進行綜合評價時選取了9個檢測斷面。6月份被測的9個斷面氮磷值均高于前3個月，生化需氧量BOD 及化學需氧量COD 在5～6月份高于前2個月。這2項數值可以很好地反映衡水湖水質隨季節變化的特性。

3.1 生化需氧量BOD 及化學需氧量COD。在氣溫很高的夏天，各種生物快速成長繁殖，尤其是肉眼不可見的微生物快速生長繁殖，促進了物質的分解。這個季節來往的船只又促進了水的流動和底泥的交換，從而使衡水湖的水可以更多地溶解獲取泥土當中的營養鹽。除了天然因素當地的人為因素對衡水湖也造成很大影響，衡水湖周邊種植著大面積的農田與果樹，農民使用的農藥、化肥加劇了衡水湖濕地水環境的污染。夏天大量的雨水隨農田灌溉水滲入衡水湖，加速了化學元素氮、磷向衡水湖的排放。化學需氧量和生化需氧量也隨時間季節發生變動，這兩者恰恰是檢測水體質量的重要標準，這兩者的數值可以代表湖水的污染度。衡水湖被自然界污染物(有機無機成分)污染，污染物自身進行氧化反應，不僅污染了水體，還增加了化學需氧量COD 值，同時也加速了那些寄生在污染物上的微生物對溶解氧的消耗，提高了湖水生化需氧量BOD 值。

表3 衡水湖水質空間分布比較

表4 衡水湖水質的時間分布比較

3.2 氮磷值。某些情況下，水體當中氮、磷平衡是一個很復雜的轉化循環過程，它受多方面因素的制約和影響，比如酸堿度、水體溫度、溶氧量、引水及水中的生物鏈等。6月份水體溫度達到最高，這是水體生物、藻類等植物高速繁殖生長的時期，這些生物大量的分解吸收氮磷有機化合物，凈化被污染的水體。但是此期間水下植物藻類等的分解使氮、磷元素被釋放，再次破壞了水體元素的平衡，影響了水質。

圖1 污染分指數折線圖

3.3 污染分指數。從圖1可以看出，3～6月份的污染指數總和呈上升趨勢，其中以6月份最高，3月份最低。這是因為3月份溫度低，微生物生長繁殖速度緩慢，對有機物的分解較差，植物代謝活動緩慢；3月降雨較少，地表徑流對水質影響小；村民農業活動少，化肥影響小；冬季引水對湖水進行了稀釋。各月各采樣點水質污染隨氣溫上升而上升，但是蘆葦東、荷花區、開闊區除外，可能與植物的代謝活動加強有關，除此之外還可能受水體溫度、pH 值、溶氧量、水環境生態系統中食物鏈、食物網的組成結構等多種因素的影響。

4 結論與討論

通過對2018年3～6月份9個典型斷面的水質監測數據進行分析，可以得出以下結論：衡水湖的水質情況基本達標，9個斷面的綜合評價指數，除6月份的水質污染情況較為嚴重，水質類別為4～5類，其余月份大多區域都基本達標或完全達標，污染物主要以總氮和總磷為主。對上述結果進行分析，大致可推測衡水湖水質在寒冷的冬天最好，溫度舒適的春天較好，炎熱的夏天、秋天質量最差。而污染原因主要是底泥長期沉淀的多種有機物發生了分解，所以，對水體污泥按時進行清理，可以較好地改善水質。同時要引導衡水湖周圍農民合理控制施肥量及農藥量，通過政府宣傳等途徑發展無公害農業，并注意衡水湖引水水質問題。