普者黑湖水質(zhì)現(xiàn)狀評(píng)價(jià)及富營(yíng)養(yǎng)化變化趨勢(shì)分析

張銳敏

(云南省生態(tài)環(huán)境廳駐文山州生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)站，云南 文山 663099)

0 引言

普者黑湖位于云南省文山州丘北縣境內(nèi)，距離縣城13km，是天然高原淡水湖泊，屬于南盤(pán)江支流清水河的源頭。普者黑湖長(zhǎng)約21km，最大寬度約0.7km，總面積近8km2。1998年成立云南普者黑旅游開(kāi)發(fā)有限責(zé)任公司對(duì)普者黑湖進(jìn)行旅游開(kāi)發(fā)，2020年12月確定為國(guó)家5A級(jí)旅游景區(qū)。近年來(lái)，景區(qū)旅游持續(xù)火爆，2020年共接待國(guó)內(nèi)外游客約740萬(wàn)人(次)。本文通過(guò)對(duì)普者黑湖水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，分析普者黑湖水質(zhì)的現(xiàn)狀及富營(yíng)養(yǎng)化變化趨勢(shì)。

1 監(jiān)測(cè)基本情況

1.1 監(jiān)測(cè)斷面

為了解普者黑湖水質(zhì)狀況，原文山州環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)站從2000年開(kāi)始在普者黑湖設(shè)置監(jiān)測(cè)斷面開(kāi)展常規(guī)監(jiān)測(cè)。其中2000—2011年在普者黑湖的入口、中部及出口設(shè)置3個(gè)斷面，2012年對(duì)斷面進(jìn)行優(yōu)化后僅保留中部斷面。因2000—2004年未開(kāi)展葉綠素a監(jiān)測(cè)，無(wú)營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)評(píng)價(jià)，為保證數(shù)據(jù)的連續(xù)性和可比性，本文采用中部監(jiān)測(cè)斷面2005—2020年連續(xù)16a的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析評(píng)價(jià)。

1.2 監(jiān)測(cè)項(xiàng)目

按照《GB 3838-2002地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》[1]表1地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)基本項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)限值24項(xiàng)指標(biāo)，以及葉綠素a、透明度。

2 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)及方法

2.1 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

采用《GB 3838-2002地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》表1標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)評(píng)價(jià)指標(biāo)為葉綠素a(chla)、總磷(TP)、總氮(TN)、透明度(SD)和高錳酸鹽指數(shù)(CODMn)共 5 項(xiàng)。

2.2 水質(zhì)評(píng)價(jià)及趨勢(shì)分析方法[2]

2.2.1 水質(zhì)評(píng)價(jià)

水質(zhì)類別評(píng)價(jià)采用單因子評(píng)價(jià)法。水質(zhì)類別與水質(zhì)定性評(píng)價(jià)分級(jí)的對(duì)應(yīng)關(guān)系見(jiàn)表1。

表1 斷面水質(zhì)定性評(píng)價(jià)

2.2.2 營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)評(píng)價(jià)

普者黑湖營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)評(píng)價(jià)采用綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法。以葉綠素a作為基準(zhǔn)參數(shù)，計(jì)算總磷、總氮、透明度和高錳酸鹽指數(shù)等指標(biāo)的權(quán)重和營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)，再根據(jù)公式計(jì)算出綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)，對(duì)照湖泊(水庫(kù))營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)分級(jí)確定水體富營(yíng)養(yǎng)化程度。

2.2.3 污染變化趨勢(shì)定量分析

污染變化趨勢(shì)定量分析采用 Spearman 秩相關(guān)系數(shù)法。按照時(shí)間周期，將其相應(yīng)值從大到小進(jìn)行排列，計(jì)算出秩相關(guān)系數(shù)Rs，將秩相關(guān)系數(shù)的絕對(duì)值同spearman秩相關(guān)系數(shù)統(tǒng)計(jì)表中的臨界值Wp進(jìn)行比較：Rs>Wp表明變化趨勢(shì)有顯著意義(Rs為負(fù)值表明呈下降趨勢(shì)；Rs為正值表明呈上升趨勢(shì))；Rs≤Wp表明變化穩(wěn)定或平穩(wěn)。

3 水質(zhì)現(xiàn)狀評(píng)價(jià)及變化趨勢(shì)分析

3.1 水質(zhì)現(xiàn)狀評(píng)價(jià)

普者黑湖2020年水質(zhì)綜合類別為Ⅲ類，水質(zhì)狀況良好，營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)評(píng)價(jià)為中營(yíng)養(yǎng)。其中7—10月連續(xù)4個(gè)月為Ⅳ類，水質(zhì)狀況輕度污染，主要污染物為溶解氧、總氮、高錳酸鹽指數(shù)、化學(xué)需氧量。營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)范圍34～56，7—11月連續(xù)5個(gè)月為輕度富營(yíng)養(yǎng)，其他為中營(yíng)養(yǎng)。水質(zhì)現(xiàn)狀評(píng)價(jià)見(jiàn)表2，營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)月變化見(jiàn)圖1。

表2 普者黑湖2020年水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果評(píng)價(jià)表

表3 普者黑湖2005—2020年水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果評(píng)價(jià)表

圖1 2020年?duì)I養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)月變化圖

3.2 水質(zhì)變化趨勢(shì)分析

普者黑湖2005—2020年16a中水質(zhì)符合《GB 3838-2002地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》Ⅲ類的有12a，占75%；Ⅳ類輕度污染有4a，占25%。主要超標(biāo)項(xiàng)目2006年為溶解氧，2015、2017、2018年均為總氮；無(wú)Ⅰ、Ⅱ類和Ⅴ類、劣Ⅴ類。詳見(jiàn)表3。

通過(guò)數(shù)據(jù)分析，普者黑湖水質(zhì)主要為富營(yíng)養(yǎng)化有機(jī)污染，因此本文主要針對(duì)營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)進(jìn)行評(píng)價(jià)。2005—2020年?duì)I養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)范圍26～47，貧營(yíng)養(yǎng)和中營(yíng)養(yǎng)各占50%，其中2014—2020年連續(xù)7a中營(yíng)養(yǎng)。經(jīng)計(jì)算，營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)變化趨勢(shì)定量分析秩相關(guān)系數(shù)Rs=0.784，>Wp(0.425)，呈顯著上升趨勢(shì)，詳見(jiàn)表4、圖2。營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)評(píng)價(jià)指標(biāo)污染變化趨勢(shì)定量分析：總氮和葉綠素a呈顯著上升趨勢(shì)(詳見(jiàn)圖3、圖4)，透明度呈上升趨勢(shì)，高錳酸鹽指數(shù)和總磷基本保持穩(wěn)定。

表4 營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)評(píng)價(jià)指標(biāo)秩相關(guān)系數(shù)

圖2 營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)年變化圖

圖3 總氮濃度變化趨勢(shì)圖

圖4 葉綠素a濃度變化趨勢(shì)圖

4 結(jié)論

普者黑湖2005—2020年16a中水質(zhì)符合《GB 3838-2002地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》Ⅲ類的有12a,占75%;Ⅳ類輕度污染4a,占25%，分別為2006、2015、2017、2018年。現(xiàn)狀2020年水質(zhì)雖然符合Ⅲ類，水質(zhì)狀況良好，但7—10月連續(xù)4個(gè)月出現(xiàn)Ⅳ類輕度污染。2005—2020年?duì)I養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)變化呈顯著上升趨勢(shì)，營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)評(píng)價(jià)指標(biāo)中總氮和葉綠素a呈顯著上升趨勢(shì)。現(xiàn)狀2020年水質(zhì)營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)評(píng)價(jià)中營(yíng)養(yǎng)，但營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)為47，接近50的富營(yíng)養(yǎng)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)值，其中7—11月連續(xù)5個(gè)月達(dá)到輕度富營(yíng)養(yǎng)。

綜上分析，普者黑湖水質(zhì)以富營(yíng)養(yǎng)化有機(jī)污染為主，營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)變化呈顯著上升趨勢(shì)，水質(zhì)狀況正在逐漸惡化。水體中污染物超標(biāo)及出現(xiàn)富營(yíng)養(yǎng)化時(shí)段主要集中在5—11月。主要原因：一是普者黑旅游具有季節(jié)性，每年的5—10月為旅游旺季，景區(qū)內(nèi)的民宿、餐飲、廁所等生活污水量劇增。由于景區(qū)污水管網(wǎng)不配套，加上普者黑等村寨居民的生活污水排放，大量污水直接排入湖中。二是受雨季降水的影響，將普者黑湖周邊的農(nóng)業(yè)、農(nóng)村面源污染物沖刷進(jìn)入湖中。三是普者黑湖流域內(nèi)的水產(chǎn)養(yǎng)殖污水直接排入普者黑河道。同時(shí)，水溫的升高，會(huì)加劇水體的富營(yíng)養(yǎng)化程度[3]，最終導(dǎo)致湖水總氮等污染物超標(biāo)，水體富營(yíng)養(yǎng)化。