武汉市沙湖水环境现状调查武汉大学水利水电学院
1 前言
1.1 沙湖概况
沙湖位于武汉市武昌东北部，东邻中北路，南至小龟山，西抵武昌至大冶的铁路线，北达徐东路。清末修筑的粤汉铁路穿湖而过，路西为小沙湖又名内沙湖，现已近乎湮没；路东为大沙湖又名外沙湖，即现在的沙湖。按武汉市水务局最新公布的测量数据，内沙湖现实有面积0.134平方公里，外沙湖现实有面积3.197平方公里，是武汉市仅次于东湖的第二大城中湖，也是武汉市区内环线内唯一的湖泊。现已经建立两所沙湖公园：沙湖公园和内沙湖公园。沙湖边高楼林立，现在大小已经比十年前小一倍是大规模填湖的恶果。图1是沙湖地理位置图。
图1
1.2 气候条件
武汉属亚热带季风性湿润气候，有雨量充沛、日照充足、夏季酷热、冬季寒冷的特点。一般年均气温15.8℃-17.5℃，一年中，1月平均气温最低，0.4℃；
7、8月平均气温最高，28.7℃。夏季极长达135天，因武汉地处北纬30度，夏季正午太阳高度可达38°，又地处内陆、距海洋远，地形如盆地，故集热容易散热难；河湖多，故夜晚水汽多，加上城市热岛效应和伏旱时副高控制，十分闷热，是中国四大火炉之一，夏天普遍高于37℃，极端最高气温44.5℃。初夏梅雨季节雨量集中，年降水量为1100毫米，年无霜期240天，年日照总时数2000小时。
2.2 污染源
去年，沙湖周边有8个较明显的入湖排污口，其中5个主要的日排入污水总量达10．26万方，若不计降雨汇入湖中的水量，沙湖全年纳入城市废污水量至少可达3745万方，每年排入沙湖的固体污染物达到1．7万吨。其中排污量最大的为彩电中心排污口，日污水排入量8．38万方。三角路混合排污口为第二大排污口。沙湖水体已严重富营养化，水质属劣五类，人体不可直接接触。由于污染严重，沙湖水已不适合养鱼，多数鱼种不能在湖中存活，死鱼现象经常发生。2000年沙湖全年鱼产量仅有40万公斤，而未污染前年均鱼产量曾达到200万公斤左右。
3.1 现状调查
3.1.1 主观看法
水较浑浊，有少许漂浮物，有些许异味。水面被沙湖大桥一分为二，岸边有明显的建筑废料遗弃的痕迹，同时湖周围还在施工。附近没有大型工厂，主要污水来源为生活污水。靠近湖畔，能够看到大量的水生植物和生活垃圾。在靠近一个工地排污口的地方能看到漂浮着几条死鱼。
3.1.2 走访
在调研的过程中，我们随机采访了几位正在湖边垂钓的老者。据他们透露，自从把东湖和沙湖贯通之后，沙湖的水质有了明显的改善。2007年时沙湖因为水质太差，已经禁止养鱼。现在仍能看到湖面上漂浮着死鱼。其次，湖边堆放着各类垃圾，包括生活垃圾及建筑废料，而且造成污染的原因主要是附近没有经过处理的生活污水。
3.1.3 网上收集
一百年前，我国最大的城中湖武汉东湖与原本相通的沙湖隔离开了。而近日完工的武汉最长人工河楚河，成功地将东湖水注入沙湖，使两者再次相连通。2009年，武汉市开始规划总投资158亿元的东湖、沙湖、杨春湖等六湖的连通工程。其中，连通东湖沙湖的楚河，可促进两湖水体流动，形成动态水网，从而提升大东湖生态水环境综合处理功能。同时，与周边的滨水商业、高级酒店、高档写字楼等相得益彰，形成“东方威尼斯”的景象。
而填湖是几十年以来造成沙湖日渐枯萎的罪魁祸首。有资料显示，1936年时，沙湖面积仍有7725亩。八年抗战期间，大量逃难的外来人口使沙湖周边居民骤增，人口的增长势必影响到人们的衣食住行等基本生活条件，于是人们纷纷围湖造田、建房，内沙湖和外沙湖面积也开始大幅萎缩。沙湖正是在一车又一车建筑与生活垃圾的疯狂倾倒中不断缩小。与其它湖泊不同，沙湖没有化工、重金属污染，周边众多学校、办公楼、住宅楼排放的生活垃圾，成为沙湖的主要污染源。据武汉市水务局工作人员介绍，过去前往沙湖倾倒垃圾的各种大小车辆，最多的时候一天有近百辆。填湖几十年，加上城市生活垃圾，沙湖自然生态平衡遭严重破坏，早已失去湿地的特征和价值，不仅过去常见的多种珍稀鸟类一去不复返，水质早已成为非人体接触的劣五类，而曾经可以养鱼种藕谋生计、钓鱼游泳的沙湖早已成为记忆。随着人口的滚动增加和进一步的填湖，至1960年末，沙湖水域总面积减少到3200亩左右。上世纪七十年代，武汉市委市政府支持余家湖村投资兴建了两处保水闸，将沙湖周边的农田淹没，使沙湖水域总面积增至6000亩左右。到了90年代，为了修建长江二桥而拓宽中北路、徐东路，部分沙湖水面被填。进入本世纪，据测量沙湖湖床平均抬升1米左右，除去湖底淤泥，沙湖平均水位不到1.5米。现今，，沙湖（含内沙湖）面积约为4600亩，湖底的淤泥约为550万立方米。沙湖被填，尤以内沙湖的缩减则最为明显，其原面积约为1275亩，1994年还有600余亩，但是现在水面面积仅剩119．85亩。
3.2补充分析
3.2.1检测方法
在强酸性溶液中，加入一定量重铬酸钾作氧化剂，在专用复合催化剂存在下，于165℃恒温加热消解水样10min，重铬酸钾被水中有机物质还原为三价铬，在波长610nm处，测定三价铬离子。根据三价铬离子的量换算成水样的质量浓度。
郎伯比尔定律：吸光度（A）
A=-lgT
水中的化学需氧量同消解后样品吸光度存在一定线性关系，y=b*x+a。通过最小二乘法原则确定待测液浓度。
分光光度法：分光光度法是利用分光光度计来进行测定的，其利用光电池或光电管测量透射光的强度（I），从而测定有色溶液的吸光度及其浓度。
3.2.2 取样
经过集体讨论分析，我们在沙湖取了六个水样。取水点靠近排污口，分布如图3.2.2所示。
图2
1号取样点：湖北大学附属小学附近
2号取样点：沙湖大桥北桥头
3号取样点：近友谊大道处
4号取样点：近公正路处
5号取样点：沙湖大桥南桥头
6号取样点：近秦园路、中北路交界处
3.2.3 实验室分析
实验步骤：
1．标准曲线的绘制
（1）取专用反应管6只做好标记，分别加入0，0.1，0.5，1.0，2.0，3.0ml 邻苯二甲酸氢钾标准溶液，相应COD理论值为0，40，200，400，800，1200mg/l
（2）用纯水将各反应管依次补足至3ml；
（3）每支反应管加氧化剂1ml；
（4）各反应管垂直快速加入配制后催化剂5.0ml，如发现溶液上下液色不均匀，可加盖摇匀，否则将引起加热过程溅飞！
（5）将反应管置入仪器加热，温度升至164.5℃按下消解键；(消解指示灯亮)。10min恒温消解，仪器发出蜂鸣，指示水样已消解充分；
（6）取出水样，置于试管架上1-2min后放入冷水盆中冷却至室温；
（7）每支反应管加入纯水3.0ml盖塞摇匀，操作完成后，冷却至室温，准备进行光度测定；
2．待测样
（1）吸取3ml混合均匀的水样（或适量水样稀释至3ml）置于专用反应管中，加入1ml专用氧化剂，摇匀；垂直快速加入5ml催化剂，消解过程同上。
3．光度测定
波长610nm处，30mm比色皿，以水为参比液，测定吸光度并做空白校正。
