焦岗湖入湖水体营养状态分析

杨婷+高良敏+宋廷林+谢士峰+张青亮

摘 要：近年来，焦岗湖湿地生态系统逐步退化，周边沟渠污染严重。为解决该流域民生、生态和可持续发展问题，本研究对焦岗湖及入湖水体进行定点监测，通过高锰酸盐指数、TP、TN、叶绿素a、透明度计算其综合营养指数，评价其营养状态。结果表明，夏季全湖入湖区域综合营养指数全部大于70，均呈现重度富营养化状态；冬季全湖入湖区域综合营养指数大部分在60-70之间，整体呈中度富营养化状态。

关键词：焦岗湖；入湖水体；富营养化

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.05.171

焦岗湖位于淮河流域，横跨安徽省淮南市毛集实验区与阜阳市颍上县，是天然的淡水性湖泊，也是淮河中游最大的生态湿地，为国家级湿地公园，4A级旅游景区和国家水利风景区[1]，另外，焦岗湖是安徽省重要的渔业生态基地和水资源调蓄地，还是国家级保护动物斑头雁、灰鹤和省级保护动物白鹭的重要栖息地。因此，焦岗湖在安徽省区域经济、生态和社会效益间都发挥着重要作用[2]。焦岗湖是淮南市毛集实验区的备用引用水源地，自来水厂取水口设在湖东区元新村片，焦岗湖水质也与毛集区及周围地区居民的身体健康密切相关。然而，近几年为促进农业生产、社会经济的增速，焦岗湖大力发展生态旅游业和养殖业，导致湖水水质严重下降，湿地面积大幅减少[3]。本研究通过对焦岗湖及入湖水体进行监测，分析其营养状态，为湖泊治理提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

焦岗湖（32°35′N～32°37′N，116°34′E～116°39′E）水面面积约为53.28km2，流域面积497km2，常年蓄水量4亿m3，横跨安徽省淮南市和阜阳市，80%位于淮南市毛集实验区。其主要入湖口有丁家沟、便民沟和中心沟等，通过元新闸和淮河相连[4]。目前湖泊养殖的水生动物以淡水鱼为主，水生植物以莲花、茭白、芦苇、菱角等为主。焦岗湖正常年平均水深为1.8～2.2m，年平均水温14℃。

1.2 样品的采集与分析

根据焦岗湖自然环境、湖水流向等特点，在丁家沟、便民沟等入湖区域设置13个采样点，于2016年8月25日与2017年1月10日分别采一次样，采集湖面以下0.5m处的水样进行分析，监测指标包括高锰酸盐指数、总磷、总氮、叶绿素a和透明度。水样采集和分析均按国标规定进行。

1.3 数据处理

本研究采用综合营养状态指数法对数据进行处理[5]，综合营养状态指数公式为：

（以chla作为基准参数）

式中：

TLI：为综合营养状态指数；

Wj：第j种参数所占的营养状态指数的相关权重；

TLI（j）：第j种参数的营养状态指数；

rij：第j种参数与基准参数chla的相关系数。

营养状态指数计算式：

（1）TLI（chla）=10（2.5+1.086lnchla）

（2）TLI（TP）=10（9.436+1.624lnTP）

（3）TLI（TN）=10（5.453+1.694lnTN）

（4）TLI（SD）=10（5.118-1.94lnSD）

（5）TLI（COD）=10（0.109+2.661lnCODMn）

2 结果与分析

2.1 叶绿素a含量的分布

根据OECD富营养化单因子评价标准，叶绿素含量小于3mg/m3则为贫营养，3～11 mg/m3为中营养，11～78 mg/m3为富营养，大于78 mg/m3为严重富营养[6]。由表2和表3可知，夏季叶绿素a含量普遍在78mg/m3以上，呈严重富营养状态，只有少数点位4、7、8号相对较低，但也呈现富营养状态；而冬季叶绿素含量普遍在11～78mg/m3之间，为富营养状态。因此，不管是夏季还是冬季，焦岗湖都处于富营养水平，亟需采取相应措施改善生态环境。

2.2 综合营养指数评价

采用营养状态指数法对湖泊水质情况进行统计计算，结果如下表所示（chla单位为mg/m3，其他指标单位均为mg/L）。

一般采用0～100连续数字对湖泊营养状态进行分级，当TLI小于30时为贫营养，在30到50之间时为中营养，大于50即达到富营养水平，TLI在50到60之间为轻度富营养，在60到70之间为中度富营养，大于70即为重度富营养[4]。由表2可以看出夏季所有采样点的综合营养指数均已达到70以上，呈严重富营养化水平；由表3可以看出冬季各采样点综合营养指数大部分都在60到70之间，呈中度富营养水平，只有少数采样点，05号和06号综合营养指数达到73，呈重度富营养水平。总体来说，夏季富营养程度比冬季严重。

3 讨论

選取的采样点为丁家沟、便民沟等入湖口，主要受到来自水产养殖、农业污染和居民生活污染，导致氮、磷等营养元素过高。通过《全国水环境容量核定技术指南》、《第一次全国污染源普查 畜禽养殖业源产排污系数手册》等进行估算，各污染源对焦岗湖入湖口污染情况如下[7]：

3.1 水产养殖

养殖污染是焦岗湖水质下降的一个主要原因，近年来，焦岗湖大力发展渔业，有两个渔业大队，专业渔民287户一千二百多人，主要鱼类有草鱼、鳙鱼、鲢鱼、鲤鱼、花斑鱼、青虾、河蟹等。2011年焦岗湖因网箱和围栏养殖增加的污染负荷为COD86.63吨/年、总氮62.72吨/年、总磷11.34吨/年。

3.2 生活污染

焦岗湖沿湖地区2011年年末总户数为44530 户，总人口133453人，其中非农业人口28618 人，农业人口104835人。由于流域内所有乡镇都没有建立生活污水处理厂，所以生活污水中污染物考虑为直接排放。2011年焦岗湖沿湖地区城镇生活污水排放量为177.57万吨，COD、总氮、总磷和氨氮的排放量分别为699.85t、113.86t、8.15t和79.39t。

3.3 农业面源污染

2011年毛集实验区全年氮肥（纯氮）使用量4050吨，磷肥（纯磷）使用量1192吨，钾肥（纯钾）使用量1110吨，随着湖区种植业的迅速发展，农药、化肥、农膜等化学投入品过量及不合理使用，农作物秸秆焚烧及丢弃等现象增多，农业面源污染持续加重，将对焦岗湖水质、生态环境及下游人民生产生活造成不利影响。2011年焦岗湖沿湖地区耕地面积为9933亩，农田径流中COD、总氮、总磷和氨氮的排放量分别为122.37t、47.24t、5.58t 和24.47t。

3.4 畜禽养殖污染

焦岗湖周围畜禽养殖业并不发达，周围没有大规模的养殖场，但居民散养的鸡、鸭、鹅、猪等家禽也对焦岗湖，特别是入湖水体造成一定程度的影响。2011年仅村民养殖的猪对其COD、总氮和总磷的排放量贡献值分别为229.98t、38.81t、2.46t。

3.5 入湖口未定时清淤

经过实地调查，焦岗湖入湖口常年堆积冲积物、水草等杂物，未及时清淤，对入湖水体的COD、TN、TP等也产生了一定程度的影响。

4 结语

焦岗湖是集灌溉、养殖、调蓄洪水等于一体的国家级生态湿地公园，也是淮南市毛集实验区的备用水源地，因此，做好焦岗湖的生态恢复和环境保护有十分重要的意义。通过对焦岗湖入湖口水体营养状态进行分析，焦岗湖已进入比较严重的富营养化水平，所以亟需对其采取相应的环保措施。

参考文献：

[1]王变，陈飘雪，韦绪好等.淮河流域焦岗湖水质参数时空变化及影响因素[J].湖泊科学，2016，28（03）：520-527.

[2]陈飘雪，王变，孙庆业.焦岗湖及入湖河流表层沉积物重金属潜在生态风险评价[J].湿地科学，2016，14（01）：37-43.

[3]韦绪好，孙庆业，程建華等.焦岗湖流域农田土壤重金属污染及潜在生态风险评价[J].农业环境科学学报，2015，34（12）：2304-2311.

[4]袁传华，杨志生，王矿.沿淮焦岗湖流域洪涝灾害防治及水环境综合治理研究[J].治淮，2008（06）：10-11.

[5]胡春华，黄丹，周文斌等.典型湖泊边缘区丰水期营养状态及其影响因子研究——以蚌湖为例[J].水生态学杂志，2013，34（03）：32-38.

[6]王明翠，刘雪芹，张建辉.湖泊富营养化评价方法及分级标准[J]. 中国环境监测，2002，18（05）：47-49.

[7]淮南市统计局.2011年淮南市统计年鉴[R].2011.

基金项目：中央引导地方专项资金科技惠民项目 “淮河焦岗湖沟渠入湖水体污染源控制技术集成与示范”（206080802D119）

作者简介：杨婷（1993-），女，安徽人，硕士研究生，研究方向：水污染控制方向。

*为通讯作者