汤逊湖湿地调研报告
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湿地调研报告湿地调研报告3篇在经济飞速发展的今天,我们使用报告的情况越来越多,其在写作上具有一定的窍门。
我们应当如何写报告呢?以下是小编帮大家整理的湿地调研报告,欢迎阅读与收藏。
湿地调研报告1黑河是我国第二大内陆河,发源于祁连山北麓,流域东起我市山丹县境内的大黄山,与石羊河流域接壤,西部与甘肃嘉峪关市境内的黑山为界,北至中蒙边界,范围包括青海、甘肃、内蒙3个省的14个县市区,总流域面积29万多平方公里。
黑河干流从祁连山北麓发源,全长920多公里,分上游、中游、下游,跨三种不同的自然地理环境,是一道天然遏制巴丹吉林沙漠南倾,保护祁连山水涵养区的天然屏障。
对于祁连山北麓和黑河生态环境综合治理的问题,人民群众期望值很高,这次是带着张掖市人民的重托参加会议的,特别想通过人民网和广大网友呼吁黑河流域综合治理的问题,使这一事关张掖人民生存与发展,事关西部发展、社会和谐的重大问题得到全面的关注和国家部委的大力支持。
谈到黑河流域治理还存在的问题,安国锋说,黑河流域综合治理的第一步是遏制下游的生态恶化问题,是一项应急工程,主要任务是向下游分水。
而中游面临生态保护建设问题,生态经济问题,黑河流域的一些根本性问题还没有得到实质性的解决。
近年来,随着经济社会的发展和环境的变化,一些深层次的问题在中游逐步显现。
一是中游的用水矛盾日渐突出。
近10年来,由于大量向下游泄水,黑河中游生态用水严重不足。
据有关部门的调查,20xx年以来,张掖市人工造林成片死亡的面积达9万多亩,天然湿地面积缩小了20多万亩,荒漠化的面积增加90多万亩,地下水位下降到米,该地区的生态安全受到一定威胁。
二是中游发展空间受到一定限制。
实施黑河调水以来,因黑河水大量下泻,中游用水受到限制。
不仅农业用水受到挤压,工业项目也因水资源紧缺不能立项审批。
三是水资源利用效率比较低。
张掖是一个传统的农业大市,其耕地面积占全流域的95%,由于张掖市工业基础薄弱,二三产业发展没有重大的项目支撑和水资源的影响限制,一产比重过高。
161基于GIS 分析汤逊湖水体污染分布特征及修复策略上海勘测设计研究院有限公司 杨文宇,乔胜,崔易翀在推进长江经济带发展时代背景下,长江大保护工作应运而生,武汉成为长江大保护第二批试点城市之一。
汤逊湖是亚洲最大的城中湖,作为武汉水系的代表性湖泊,随着长江大保护、武汉“三清”行动战等工作的开展,成为武汉全市河湖流域水环境治理的示范点,其水环境综合治理具有重要的示范意义,摸清水体污染状况与分布则成为治理工作的重要内容。
明确现有水体状况及其污染物空间分布特征是湖泊治理的前提与基础,笔者选取相关指标建立汤逊湖湖泊水体污染评价体系,运用GIS 技术进行空间分析,形成汤逊湖水体污染评估成果,并据此提出针对性的修复策略,以期为汤逊湖区域治理提供依据和支撑,并为类似区域的水环境治理提供参考。
一、资料与方法(一)研究区概况汤逊湖(114°15′-114°35′E ,30°30′-30°22′N)位于湖北省武汉市东南部,以江夏大道为界,西部为外汤逊湖,东部为内汤逊湖,岸线蜿蜒曲折,形成多个湖湾湖汊(见图1)。
随着城市开发边界的快速扩增,汤逊湖湖泊面积由中华人民共和国成立初期的约61km 2缩减到现状47.6km 2,水环境容量不断下降,水质状况逐渐恶化。
根据水质监测结果,2019年汤逊湖水质为Ⅴ类-劣Ⅴ类,与湖区Ⅲ类的水质目标相差较远。
汤逊湖入湖污染源来自污水处理厂尾水排放污染、生活污染、工业污染、内源污染、降尘污染和面源污染,其中生活污染和面源污染是主要贡献源。
在对岸上的污染源进行控源截污的基础上,聚焦湖区水体,分析其污染状况及修复对策,有助于精准施策、实现区域水环境质量的总体提升。
(二)数据来源原始数据来源于汤逊湖实地调研及当地政府部门提供的规划与统计数据,包括城市总规、统计年鉴、水质监测数据、底质监测数据和藻类监控数据等。
(三)研究方法根据汤逊湖现状水体污染情况,选取湖泊水质状况、底质状况、蓝藻风险以及人为影响等因子构建汤逊湖水体污染评价指标体系。
汤逊湖水资源保护工程研究湖泊中蓄积的淡水是工农业生产以及居民生活用水的重要水源之一。
随着生产的不断发展,对淡水的社会需要量会日益增加,如建设一个100万千瓦的大型火力发电站,每天所需要的循环冷却水量就达340万立方米。
现在,不少工业、企业都是建立在湖滨,以湖水作为水源。
中国淡水湖泊的水质目前仍保持着矿化度低、硬度小和溶解氧丰富等良好的水质条件,能适宜工农业给水和生活饮水的需要。
但是,随着社会经济的发展,大量含有有害物质的工业废水、废渣倾注于湖中,或受农药污染的灌溉尾水泄入湖内,造成湖泊污染,从而失去宝贵的淡水资源,危及湖泊生态,破坏水产资源,并影响广大群众的身体健康。
这些问题导致湖泊水环境问题的日益突出,对湖泊流域水污染物排放总量控制的研究在湖泊水环境治理中具有重要意义。
目前,湖泊水环境问题主要是水体富营养化问题。
而水体中高营养盐负荷是引起湖泊富营养化的根本原因,氮、磷是主要的控制因素,控制、降低水体氮、磷浓度作为湖泊富营养化治理的前提,得到国内外湖泊生态管理者的共识。
因此,控制湖泊流域内水污染物排放总量是湖泊水环境治理的基本条件之一。
汤逊湖,位于武汉的东南部,横跨江夏、洪山和东湖高新科技开发区三个行政区,湖泊水面面积为46.39km2,占中心城区38个湖泊总面积的18.7%,是武汉市的核心湖泊之一。
2007年,汤逊湖流域内人口规模为30.3万人,其中农村人口5.6万人,城镇化率达81.5%。
汤逊湖的现状功能主要是供水、灌溉、养殖和景观娱乐等。
近年来,随着周边工业、产业和园区的建设,汤逊湖水体污染已日趋严重,水质类别为IV类至劣V类,不能满足III类水功能区管理要求,2007年全年流入汤逊湖流域的工业污水量已达490.3万m3。
水体富营养化程度的日趋加重,流域生态系统的日趋恶化,直接威胁着周边区域社会经济的可持续发展和居民的生存环境。
一污染原因及趋势武汉政协的调查证实,汤逊湖水质已呈中营养,湖水自净能力降低,导致湖水水质恶化,加快影响了环湖地区居民的生活用水。
架桥后汤逊湖水体水质现状及其治理对策杨书香;王延枝;张慧;冯倩倩;潘祖亭【摘要】In order to identify the water eutrophication conditions and characteristics of Tangxun Lake, we took water samples at 11 sites around Tangxun Lake from December, 2010 to March, 2011. With water total nitrogen, phosphorus, chlorophyll-a, COD and transparency as the parameters, we have analyzed and evaluated chemical factors of water, water quality characteristics, eutrophication level and other aspects of the research, and discussed the influence of different factors on the eutrophication of Tangxun Lake. We put forward basic measures to control the eutrophication of Tangxun Lake. The result shows that Tangxun Lake is at a mild rich nutrition. Industrial wastewater, sewage and aquaculture, etc, are the main pollution sources of Tangxun Lake. Measures are to strengthen the control of industrial pollution, urban sewage and agricultural production, to strengthen the aquaculture with control and scientific management, and to strengthen the ecological restoration project of the lake.%为了鉴定武汉市汤逊湖桥梁建成后汤逊湖水体水质状况,2010年12月至2011年3月于汤逊湖沿线11个点多次采水样,以水体总氮、总磷、叶绿素a、COD及透明度等为参数,对水体理化因子、水质状态特征、富营养化程度等进行分析,探讨各影响因子对汤逊湖富营养化的影响程度.结果表明,汤逊湖目前处于轻度富营养化状态,工业废水、生活污水及水产养殖是汤逊湖的主要污染源.可通过加强对湖区工业污染源、城市生活污水、农业生产等污染的外源控制以及对湖区内的水产养殖污染的内源控制和科学管理,加强湖泊生态修复工程治理力度等方式进行调控.提出了汤逊湖水质富营养化治理的基本对策.【期刊名称】《林业调查规划》【年(卷),期】2011(036)004【总页数】7页(P76-82)【关键词】富营养化;水质特征;治理对策;汤逊湖【作者】杨书香;王延枝;张慧;冯倩倩;潘祖亭【作者单位】武汉大学东湖分校,湖北武汉430212;武汉大学东湖分校,湖北武汉430212;武汉大学东湖分校,湖北武汉430212;武汉大学东湖分校,湖北武汉430212;武汉大学东湖分校,湖北武汉430212【正文语种】中文【中图分类】S718.557;Q178.513水体富营养化是指在人类活动的影响下,氮、磷等营养物质大量进入湖泊、水库、海湾等缓流水体,引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖而水质恶化的现象.随着经济的发展,城镇人口不断增加,工业废水、生活污水的排放量日益增长,大量营养物不断流入湖泊,使得我国湖泊的富营养化状况十分严重.水环境污染问题得到人们的日益关注,水体富营养化成为当前研究的热点问题之一[6].汤逊湖位于武汉市郊,总面积36.6 km2,包括内汤逊湖和外汤逊湖,蓄水容量11 477万 m3,属跨区湖泊,是武汉市后备饮用水源地、市内最大的原生态湖泊.近年来,随着环湖周边开发的兴起,一片片商品房、大学城和科技园几乎将汤逊湖包围起来,大量污水得不到有效处理便排入湖中,加上湖内鱼类养殖所投放的大量饲料,使得湖水水质在短时间内迅速恶化[4].汤逊湖上修建了全长1 222 m的汤逊湖大桥,可能对汤逊湖的水体也有着一定程度的影响.通过查阅往年的记录与历时半年的实地考察,发现该湖尚未发生过大规模水华现象,但这并不意味着目前的情况还不需重视,仍需加大关注力度,防止正处于轻度、中度富营养化的湖泊向重度富营养化发展.对于汤逊湖富营养化方面的研究曾在2009年有过报道.笔者通过对汤逊湖沿岸及周边地区生态环境为期半年的连续考察与对汤逊湖11个采样点物理、化学与生物指标进行定量检测,并对其富营养化情况进行分析[4];通过对相同地点的采样检测,对目前汤逊湖富营养化状态进行评价,为湖区的富营养化研究积累监测数据和基础资料;通过调查、分析汤逊湖的水质情况和周边污染源状况,探讨汤逊湖水体富营养化原因,进而为汤逊湖生态环境保护对策的研究和决策提供科学数据,也作为在湖泊周边发展经济及对湖体进行改造时的参考.1 自然概况研究区域地理位置为30°24'58.31″N ~30°25'48.71″N,114°21'41.08″E ~114°21'41.08″E,地貌属鄂东南丘陵经江汉平原向大别山南麓低山丘陵过渡地带,中间低平,南北丘陵、岗垄环抱,北部多山.地形属于残丘性河湖冲积平原,地势平坦低洼.气候属北亚热带季风湿润气候,常年雨量充沛、雨热同季,降水多集中在6~8月[2].2 材料与方法2.1 样品采集汤逊湖分内汤逊湖和外汤逊湖2部分.整个湖泊70%以上属于江夏区,剩余部分在东湖高新技术开发区和洪山区境内.共设11个采样点,使用Google Earth软件进行采样点定位[4].采样点情况见表1,采样点分布见图1.本次采样与富营养化分析在枯水期(12月)进行,采样在月中进行.水样用有机玻璃瓶采取500 ml.采样为距水面0.5 m的表层水样,采样用的所有器皿都按严格的清洗程序处理.所有水样带回实验室放入冰箱,在4℃下低温保存.在采样的同时现场测定透明度.2.2 样品分析方法汤逊湖兼有灌溉、旅游、水产养殖等多种经济功能.根据《地表水环境质量标准》(GB3838-2002),选择透明度、pH值、化学耗氧量、总磷、总氮含量几项作为评价指标.选取综合营养状态指数法评价湖泊富营养化程度.pH值采用雷磁PHS -3D精密pH计直接测定,透明度采用塞式盘法在采样点直接测定;总磷(TP)采用国标钼酸铵分光光度法(GB11893-89),总氮(TN)采用国标碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法,细菌总量采用平板菌落计数法,COD采用酸性高锰酸钾法GB11892-89,Chl.a采用国标丙酮提取可见分光光度法测定.各指标检测分析方法选用《地表水环境质量标准》(GB3838 -2002)[3]中规定的《地表水环境质量标准基本项目分析方法》进行测试,其中透明度现场实测.表1 考察采样点的基本情况Tab.1 Study on basic situation of sampling site采样点经纬度周边环境A 114°21'11.45″E,30°25'15.49″N 东湖分校排污口B 114°19'31.07″E,30°25'14.88″N 养蚌场C 114°20'19.42″E,30°25'9.98″N 小渔村D 114°19'15.73″E,30°23'37.03″N 平整过的荒地E114°20'59.58″E,30°24'36.64″N 别墅群排污口F 114°21'41.08″E,30°26'22.68″N 密集居民区G 114°19'23.11″E,30°26'28.22″N 人工鱼池H 114°19'4.62″E,30°25'48.71″N 自然荒地I 114°20'36.15″E,30°23'40.46″N 工厂,荒地J 114°22'27.91″E,30°25'38.23″N 小片林地K 114°22'35.53″E,30°24'58.31″N 高密度居民区图1 采样点分布Fig.1 Distribution of sampling site3 结果与分析各监测点实验结果见表2,评价指标参照中华人民共和国《地面水环境质量标准》(GB3838-2002)(表3),其水质要求应为Ⅲ类水质.汤逊湖西岸为大面积的田地与未开垦自然荒地,人口相对稀少,东岸除少量田地与自然荒地外,其余面积为学校、高密度住宅区与工厂,人口相对密集;湖内除了东岸,其余面积均为渔场.湖水普遍显黄绿色,西岸浅水处可见大量水绵生长,水面边界处有白色泡沫与死鱼尸体,并伴有腥臭味;东岸附近水面有大量小团藻类漂浮物,近岸湖水比较混浊,靠近湖中处混浊度降低.水质监测结果评价见表4.表2 各采样点的检测结果Tab.2 Test results of sampling site采样点透明度SD/cm pH COD/(mg·L -1)TP/(mg·L-1)TN/(mg·L-1)细菌总量/(CFU·ml-1)chl.a/(mg·m-3 A 26 8.32 7.87 0.15 1.957 5700 13.10 B 85 8.65 7.87 0.44 4.002 2400 5.47 C 60 8.51 8.57 0.18 2.119 890 11.52 D 83 8.44 7.24 0.15 2.416 4200 2.42 E 42 8.70 10.68 0.19 2.468 12300 13.60 F 29.3 8.52 18.12 0.04 2.587 16000 40.48 G 87 8.55 8.85 0.22 2.515 1200 10.81 H 88 8.57 11.52 0.22 2.918 7000 22.13 I 87 8.54 7.870.19 2.387 3400 12.37 J 59 8.47 7.45 0.23 2.560 2200 4.30)K 22 8.44 7.59 0.37 2.438 17100 2.66表3 地表水环境质量标准基本项目标准限值(GB3838-2002) mg/LTab.3 Surface water quality standards for basic items standard limits(GB3838-2002)序号项目Ⅰ类Ⅱ类Ⅲ类Ⅳ类Ⅴ类1 pH值(无量纲)6~9 2高锰酸盐指数≤ 2 4 6 10 15 3总磷(以P计)≤ 0.02 0.1 0.2 0.3 0.4 4 总氮(以N计)≤0.2 0.5 1.0 1.5 2.0由表4可见,在11个采样点的4个检测项目中,pH值均低于《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)的Ⅲ类水质标准限值.其余检测项目化学耗氧量、总磷、总氮在不同的监测点出现不同的超标现象.3.1 汤逊湖水质特征分析3.1.1 透明度(SD)湖水透明度的大小与入射光强、水中的悬浮物、浮游生物以及湖水中营养盐类的含量密切相关,是水体富营养化的特征指标之一.水体透明度越低,富营养化程度越高.这是因为生长的大量藻类及其分泌物与其它有机和无机悬浮物使湖水浑浊不清.它是重要的物理指标,也是判定水体富营养化程度的主要参数之一.表4 汤逊湖各采样点理化指标评价Tab.4 Evaluation of physical and chemical indicators on each sampling site of Tangxun lake样点评价TP TN A 超标倍数指标pH 化学耗氧量8.32--7.87 1.31 0.15 0 1.957 2 2.119 2.1 D 超标倍数4.002 4 C 超标倍数B 超标倍数8.65--7.87 1.31 0.44 2.2 8.51--8.57 1.42 0.18 0 2.416 2.4 E 超标倍数8.44--7.24 1.20 0.15 0 2.587 2.6 G 超标倍数2.468 2.4 F 超标倍数8.70--10.68 1.78 0.19 0 8.52--18.12 3.02 0.04 0 2.515 2.5 H 超标倍数8.55--8.85 1.475 0.22 1.1 2.560 2.5 K 超标倍数8.57--11.52 1.92 0.22 1.1 2.387 2.4 J 超标倍数2.918 2.9 I 超标倍数8.54--7.87 1.31 0.19 0 8.47--7.45 1.24 0.23 1.15 8.44--7.59 1.265 0.37 1.85 2.438 2.4汤逊湖湖水的透明度不高,在22~88 cm之间.在水平分布上有明显差异,I点(工厂)和A点(东湖分校排污口)最低,H点(自然荒地)透明度最高.在工厂和学校排污口附近水体污染较为严重,藻类的旺盛繁殖极大地降低了水体的透明度.3.1.2 pH值pH值对湖泊初级生产力有相当显著的影响,是评价水质的重要参数.天然水的pH值多在6~9,由于湖泊水体中的浮游植物等进行光合作用,使得水体中的pH 值上升至8~9以上.pH值的大小,又与湖泊水体中的化学与物理化学反应的性质及水生生物的生长状况等有着密切关系.汤逊湖的 pH均值为8.52,处于碱性状态.在11个采样点中,检测值均处于《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)Ⅲ类的标准限值范围之内;从水平分布上看,汤逊湖的pH值是比较均匀的,酸碱性均在偏碱的范围.3.1.3 化学耗氧量(COD)化学耗氧量是指在酸性或碱性介质中,以高锰酸钾为氧化剂,处理水样时所消耗的量,以氧的mg·L-1来表示.水中的还原性无机物和在此条件下可被氧化的有机物均可消耗高锰酸钾.因此,化学耗氧量常被作为地表水体受有机污染物和还原性无机物质污染程度的综合指标.在11个采样点中,检测值均高于《地表水环境质量标准》(GB3838 -2002)[3]Ⅲ类的标准限值范围;但总体超标程度不高,除H点属于V类外,均处于Ⅲ~Ⅳ类,占91%.由此可见,以化学耗氧量评价,汤逊湖水体的水质整体属于Ⅲ~Ⅳ类水质.3.1.4 总磷(TP)在天然水和废水中,磷几乎都是以各种磷酸盐的形式存在,一般天然水中磷酸盐含量不高,化肥、冶炼、合成洗涤剂等行业的废水及生活污水中常含有较大量磷.虽然磷是生物生长必需的元素之一,但是水体中磷的含量可能影响藻类的繁殖,直至数量上达到有害的程度,造成湖泊、河流透明度降低,水质变坏.因此,磷是评价水质的重要指标.汤逊湖水体样点中属于Ⅲ类及以下的有6个,占总样点数的54.5%;属Ⅳ类的有3个,占总样点数的38.1%,占27.3%.属V类及以上的有2个,占18.2%.综合来看,汤逊湖水质总体处于Ⅲ类至Ⅳ类之间.按湖水的总磷浓度来判断,汤逊湖的水域呈现一定程度富营养化状态,但程度还不严重,建议立即采取措施进行治理和保护.3.1.5 总氮(TN)大量生活污水、农田排水或含氮工业废水排入水体,使水中有机氮和各种无机氮化物含量增加,生物和微生物类的大量繁殖,消耗水中的溶解氧,造成水体质量恶化.当水体中含有超标的氮、磷类物质时,造成浮游植物繁殖旺盛,出现富营养化状态,因此,总氮是衡量水质的重要指标之一.汤逊湖11个水样中属于V类的有1个,其他均为劣V类,综合来看,以总氮评价汤逊湖水质,属于劣Ⅴ类水质.依据《湖泊富营养化调查规范(第二版)》中湖泊富营养化评分与分级标准,总氮浓度低于 0.1 mg/L为贫营养湖泊,介于0.1~0.5 mg/L为中营养湖泊,高于1mg/L为富营养湖泊.汤逊湖的总氮值均高于1 mg/L,按湖水的总氮浓度来判断,汤逊湖的大部分水域已经呈现富营养化状态,属于富营养型湖泊.3.1.6 细菌总量11个水样中细菌总量较高的为E(别墅群排污口)、F(密集居民区)、K(高密度居民区)点,检测结果显示,高密度居住区附近水域的CFU/L明显大于其它水域.从影响细菌总量因素来看,生活污水最易造成水体的有机物质污染,需引起人们的警觉,并采取相关措施加以防范.3.1.7 叶绿素a(chl.a)汤逊湖11个水样中有4个叶绿素含量较低,其他均较高,其中B点为养蚌场,C 点为小渔村,可能因为水产养殖导致部分浮游植物被消耗,从而叶绿素含量较低.叶绿素含量最高的为F密集居民区.3.2 相关性分析3.2.1 总氮(TN)和总磷(TP)各采样点TN浓度变化范围为1.957~4.002 mg/L.TP浓度变化范围为0.04~0.44 mg/L.总体上TP浓度与TN浓度成正相关关系(图2)图2 各采样点总氮与总磷的变化比较Fig.2 Change comparison of total nitrogen and total phosphorus at each sampling site.3.2.2 采样点细菌总量与COD检测结果显示,细菌总量与COD呈现正相关(图3).居民区附近水域的CFU/L与COD明显大于其它水域.从影响细菌总量与COD值的因素来看,生活污水对水体的有机物质的“污染”贡献最为突出,生活污水在排放前没有进行有效的处理.3.2.3 采样点叶绿素(Chl.a)与透明度(SD)从图4各采样点叶绿素a含量与透明度变化曲线来看,两者呈负相关.表明藻类、浮游植物等在湖水中的含量对汤逊湖水体透明度的影响存在.3.2.4 总氮、总磷含量与叶绿素a的相关分析图3 各采样点细菌总数与COD的变化比较Fig.3 Change comparison of total bacterial and COD at each sampling site图4 各采样点叶绿素(Chl.a)与透明度(SD)的变化比较Fig.4 Change comparison of chlorophyll(Chl.a)and transparency(SD)at each sampling site浮游植物的大量繁殖是水体富营养化的主要特征之一,Chl·a是反映水体中浮游植物生物量的综合指标,可以用Chl·a来判断水体的富营养化程度[5,17].对TP、TN、SD、COD 与Chl·a 作相关性分析,TN与Chl·a存在很好的相关性,相关系数为0.715 6,说明汤逊湖水体中总氮与叶绿素a含量的关系较为密切,总氮含量是影响汤逊湖富营养化的主要因素之一.TP与Chl·a相关性较差,为0.399 8,可见总磷的影响次于总氮.用相关性分析计算汤逊湖的chl·a参数与其它评价参数之间的相关关系,结果见表5.3.3 汤逊湖富营养化综合分析综合评价湖泊的富营养化程度,除了建立合理的指标体系外,确定各因子之间的权重分配也非常关键,因为各因子对湖泊富营养化的贡献并不一致,以单一参数为基础的评价常会因测试技术误差或湖泊季节变化等因素影响,往往不能反映出湖泊营养状态的真实情况.因此,在湖泊富营养化评价方法上建议采用相关加权综合营养状态指数法,适当地附以生物评价进行定性评价分析,才能较为全面准确地反映湖泊营养状况.相关加权综合营养状态指数公式为:表5 汤逊湖其它相关评价参数与chl·a的相关关系r ij及的值Tab.5 Values of other related evaluation parameters of Tangxun lake and the chla correlation of rij and rij2参数 Chl.a TP TN SD CODMn rij 1 0.63230.8459 0.4550 0.9541 rij2 1 0.3998 0.7156 0.207 0.9104式中:TLI(∑)—综合营养状态指数;Wj为第j种参数的营养状态指数的相关权重;TLI(j)为第 j种参数的营养状态指数.以chl·a作为基准参数,则第 j种参数的相对重要性归一化权重计算公式为:式中:rij为第 j种参数与基准参数chl·a的相关系数;m为选出的主要参数数目(3~4个).各项目营养状态指数计算公式为:汤逊湖相关加权综合状态指数值的平均值为57,根据《湖泊富营养调查规范(第二版)》[10]中的标准(表6),表示出轻度富营养化,表明汤逊湖水体处于富营养状态(表7).4 讨论4.1 水质富营养化的现状据资料显示,20世纪90年代初,汤逊湖曾经被称为武汉市最大的原生态湖泊.20世纪90年代中期,汤逊湖畔开始大兴土木,600多家企业、学校及房地产项目迅速扎堆汤逊湖地区,大量未经处理的污水直接排入湖中.汤逊湖的水质很快呈现富营养化状态,由二类标准(可直接作为饮用水源)降至三类标准(只能用于游泳等娱乐功能).2003年汤逊湖水环境专项整治行动拉开了序幕,但“治污的速度赶不上污染的速度”,到2006年已沦为四类标准(只能观赏或用于农业灌溉).随后,武汉市政府成立汤逊湖水环境整治工作领导小组,全面启动汤逊湖周边水环境整治.尽管汤逊湖尚未“痊愈”,但其水质恶化的势头已基本得到控制.随着整治工作的进一步深入,截至目前,从实验研究结果和实地调查来看,治理已经有了明显效果,水质已出现好转,但仍需进一步加强治理与保护[15].表6 TLI值与水体营养类别的对应关系Tab.6 Corresponding relationship of TLI value and categories nutrition of water relationsTLI(∑)<3030≤TLI(∑)≤50 TLI(∑)>50 50<TLI(∑)≤60 60<TLI(∑)≤70 TLI(∑)>70贫营养中营养富营养轻度富营养中度富营养重度富营养表7 汤逊湖富营养化评价结果Tab.7 Eutrophication evaluation results of Tangxun lake项目 TLI(chl) TLI(TP) TLI(TN) TLI(SD) TLI(CODMn) TLI 营养状态级别数据 52.54096 69.49656 70.60606 -28.4676 60.77623 57轻度富营养化4.2 水体富营养化的原因分析4.2.1 自然因素水体自身的特征、循环周期、所处地质环境与气候环境的性质都可能是导致富营养化问题的关键,这些因素往往交互作用,共同促进富营养化的生成.水体的循环周期决定水体的交换速率,决定水体营养物质的浓度和沉淀量.水体周围的地理环境决定水体营养物质的来源类型和补给量.这些营养物质在合适的气候环境条件下就会促使藻类的繁殖速率加快.另外,底泥沉积物含有丰富的氮、磷营养物质,经微生物厌氧菌的作用,再以悬浮、溶解的方式返回水体中,成为较大的内源污染[6-9].4.2.2 人为因素1)城镇生活污水及污染物排放近些年,由于工业的不断发展和人们生活水平的不断提高,生活污水的大量排放成为主要的营养物质来源之一[9].如大量含磷的洗涤剂的使用,食品厂、化工厂等都会带来大量的营养物质.据估计,我国人口人均体内排除的磷约1 g/d左右,每天消耗的洗衣粉中的磷为0.21 g.汤逊湖周围居民区、别墅区及高校群近年来发展极其迅速,居民生活污水的大量排放及高校实验室污水的排放是汤逊湖重大污染源之一.2)工业污染工业废水中氮磷物质是富营养化的重要来源[9].汤逊湖水体富营养化的一个重要原因是工业废水的排放.武汉庙山经济开发区、东湖高新技术开发区、流芳工业园区3个工业园分布在汤逊湖周边,重金属离子、化学物质等含量严重超标的工业废水不断向汤逊湖排放,很多企业甚至并未取得营业执照和生产许可证,非法经营,污水处理程序更是因为节约成本而被忽视.3)农田径流污染汤逊湖富营养化的另一重要原因是地表径流.面源污染主要来自流域内农牧地区的水土流失、居民生活和种养殖业,林区地表径流和大气降尘降水.面源污染无固定的发生源,污染物迁移转化的时间和空间不确定、不连续,面源污染的性质和污染负荷受气候、地形、地貌、土壤、植被以及人为活动等因素的影响大.汤逊湖周围沿农田地表径流、融雪和降雨冲刷的化学肥料、牲畜粪便、农药、除草剂等溶入水体内也会造成水体营养物质的提高.包含氮和磷的这些营养物质有部分沉积底泥中,并可能通过再悬浮、溶解的方式返回水中,构成水源的二次污染[4-6].4)水产养殖污染随着水产养殖业的发展,汤逊湖也已成为人工养殖的场所.调查中发现,在汤逊湖围网养殖的现象屡禁不止,不容乐观.汤逊湖周围的大量养鱼场及养蚌场,对汤逊湖水体造成严重污染.鱼、蚌的养殖过程中需不断地向湖泊、水库投放大量人畜粪便、化肥等,从而使水体富营养化,大量的鱼蚌尸体堆积在湖边或湖中,对周围的生态环境造成严重影响,也会使水体变臭,有机物含量增加,对水质造成严重影响[14].5 治理对策5.1 建立污水处理厂集中处理生活污水城市生活污水是总磷、总氮入湖量的另一主要来源,建立生活污水处理厂势在必行.大力提倡无磷清洁剂的使用,减少磷的产生量.禁止生活污水不经处理进入湖内,可以集中收集做无害化处理后运送到农村作肥料.由于各种原因,汤逊湖污水处理厂建成后没有发挥应有的作用,甚至闲置几年.目前,已正式投入使用,各大工业园的全部废水及开发区内的部分居民生活废水都进入汤逊湖污水处理厂进行集中处理.有关部门应切实保障污水处理厂投入工作,加大宣传监管力度,同时应不断地进行技术革新,提高治理效率.5.2 科学养殖,合理控制总磷、总氮内源污染是导致汤逊湖富营养化的主要原因之一.污染主要来源于湖区内的网箱养鱼、旅游和底质污染物释放.由于养鱼密度过大,汤逊湖部分区域内富营养化程度较其他区域严重.因此对湖区内的网箱养鱼应科学指定网箱养殖密度和养鱼数量,严格禁止高密度网箱养鱼,一般认为淡水网箱养鱼的水面利用率不宜超过1%.对已形成的高密度网箱要按标准进行规划,大量削减网箱数量,减少养鱼量.同时要求养鱼产生的污染物量不得超过相邻水域的自净能力.养殖单位和个人应及时定期清除残渣,必要时还需清除网箱底泥[16].5.3 加强监管力度,切实推进治理工作近年来,有关部门对汤逊湖的治理工作一直没有停步,汤逊湖环境整治初见成效.2004年以来,有关部门先后制定了《汤逊湖周边产业发展规划》、《汤逊湖环境保护规划》、《江夏区湖泊保护与水环境治理工作实施方案》等,部分取缔了内汤逊湖的拦网养鱼,建设了污水处理装置,湖边养猪场已基本搬迁,流芳垃圾填埋场也已停用[13].市环保局认为,虽然整治初见成效,但问题仍然存在.江夏区水务局于2009年进一步制订了实施方案,启动汤逊湖南截污工程,投资2 800万元完成纸坊污水处理厂的改造升级,调整、规范湖泊养殖业,逐步取缔汤逊湖拦网养殖.有关部门还应继续加大监管力度,政策切实执行,要求污水超标企业建设污水处理站,污水处理厂能真正物尽其用.5.4 建立人工湿地,促进湖泊生态系统恢复湖内水生生态系统恢复、重建是控制汤逊湖富营养化的重要手段,建立人工湿地是指在人工湖边的浅水区合理搭配混种某些水生植物,包括在湖湾的浅水区适当种植适应性强、具有强净化能力的本土植物,如挺水植物、浮叶植物、沉水植物[6].植物的生长和繁殖离不开营养物质,水体中相当部分的营养物被植物转化或保存在植物体内.相对而言,漂浮植物吸收能力强于挺水植物,沉水植物最差,与木本植物相比,草本植物对污水中的污染物具有较高的去除率.其次,一些植物释放的克生物质会对其它植物的生长产生抑制或促进作用,表现植物间的相生相克作用.如水花生、宽叶香蒲等可以分泌出克藻物质,对水体中藻类的繁殖具有明显的克制作用[11].可合理利用大型水生植物资源,吸收水体和底质中的营养盐,抑制浮游藻类生长,减轻富营养化的压力.利用植物固结土壤,提高土壤持水量,防止水土流失,从而减少进入湖区的总磷、总氮量.目前一般是通过莲藕、凤眼莲、香根草等水生植物来吸收水中的营养物质,通过它们的迅速生长,大量消耗水中的营养物质,降低水中的营养水平[12].除了采取各项治理保护措施以外,还应加大宣传教育,提高全社会对治理汤逊湖重。