苏州市吴江区湖泊水质现状及治理对策
2020-02-12穆兰芳王春瑞蒋留泉周永章
穆兰芳 王春瑞 蒋留泉 周永章
(江苏省苏州市吴江区农业农村局 215200)
江苏省苏州市吴江区地处太湖之滨,境内水网发达,拥有大小湖泊约320个,其中列入江苏省湖泊保护名录的湖泊有55个(不含太湖),占江苏省湖泊总数的40.15%。这些星罗棋布的湖泊在蓄洪、供水、景观、生态等方面发挥了重要作用,既是吴江区宝贵的自然资源,也是社会经济高质量发展的重要依托。然而,随着吴江区城市化进程的加快推进和工商业的快速发展,辖区内部分湖泊中的蓝藻、绿藻等水生生物过量增殖并形成水华,不仅影响了水域生态环境,还潜在威胁着吴江区及下游城市居民的生活用水安全。在此背景下,笔者对苏州市吴江区主要湖泊的水质现状进行持续监测和分析,旨在深入了解湖泊水质状况和影响湖泊水质的主要制约因子及营养物质来源,以期为实施湖泊治理和保护水域生态环境提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 吴江区湖泊概况
本研究以列入区级河湖长制管理的75个重点湖泊为研究对象,各湖泊广泛分布在辖区内的8个镇,平均水深为1.5~4.0 m,面积较大的湖泊有元荡(10.33 km2)、北麻漾(9.88 km2)、长漾(9.3 km2)、白蚬湖(7.6 km2)等。本研究选择各湖泊湖心监测断面为基本水质监测点位(个别呈狭长状湖泊如北麻漾、长漾等,相应增加监测点位,取其平均值)。
1.2 水样采集及测定项目
2019年1 月—6月,每月采集1次水样,共采集6次。选取地表水质量标准基本参数项目溶解氧、高锰酸盐指数、化学需氧量、氨氮、总磷5项为评价参数,测定方法分别按照GB 7489-87、GB 11892-89、GB 11914-89、GB 7481-87、GB 11893-89的规定执行。
1.3 水质评价
根据GB 3838-2002对各监测湖泊水质进行评价,评价等级从优到劣分为Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类、Ⅳ类、Ⅴ类和劣Ⅴ类。各湖泊水质合格标准:元荡、长漾、白蚬湖、澄湖、南万荡、荡白荡6个湖泊执行Ⅲ类标准,其余69个湖泊均执行Ⅳ类标准。
2 结果与分析
2.1 吴江区总体水质状况
由表1可知,2019年1月—6月,吴江区湖泊水质平均达标率为53.56%;从年初到年中,总体水质大致呈下降趋势,其中2月综合达标率最高,为80.00%,5月综合达标率最低,为29.33%。从各指标项目达标情况来看,全区1月—6月溶解氧、高锰酸盐指数两项参数均全部达标,氨氮指标达标率均超过90.00%,平均为96.45%,化学需氧量(COD)达标率在77.33%~98.67%之间,平均为90.44%,而总磷达标率明显偏低,在33.33%~84.00%之间,平均达标率为60.45%,说明总磷成为了影响辖区内湖泊水质的主要制约因子。
2.2 吴江区个别湖泊水质情况
分别选取用于承包养殖的3个湖泊(何家漾、普陀荡、南星湖)和退出对外承包不再用于养殖的3个湖泊(长漾、同里湖、莺脰湖),对吴江区湖泊总磷指标进行统计分析。由表2和图1可知,6个湖泊1月—6月总磷指标整体呈升高趋势,并导致水质从年初的达标逐月下降至“Ⅴ类”甚至“劣Ⅴ类”。同时,在1月—2月农业种植业和水产养殖淡季,上述6个湖泊的总磷指标仍居高不下,平均为0.109 mg/L(幅度为0.06~0.25 mg/L),接近甚至超过湖泊Ⅳ类水质总磷限制水平0.1 mg/L。
表1 2019年1月—6月吴江区区级湖泊水质监测结果
表2 2019年1月—6月吴江区何家漾等6个湖泊总磷(TP)指标监测结果 (单位:mg/L)
3 主要限制因子分析
对影响苏州市吴江区湖泊水质的主要限制因子总磷的来源进行分析,大致可分为内源性磷输入和外源性磷输入两种类型。
3.1 内源性磷输入
内源性磷输入主要指湖泊底层(淤泥)中磷在沉积物-水界面磷循环过程中,由沉积物中迁移转化至湖泊水体中的磷元素。金相灿等[1]研究发现,长江中下游地区浅水湖泊沉积物中总磷含量在217.8~3 337.2 mg/kg之间,其中城市湖泊沉积物中总磷含量时常达1 000 mg/kg以上,远高于地表水环境中总磷含量限值。同时,这些湖泊底层的沉积磷与水体之间也存在吸附和释放的动态平衡,若环境条件改变(如水体中溶解氧降低、水温升高等),沉积磷将会转化迁移至水体,即使没有外来磷源的输入,也会造成湖泊水体中溶解性磷含量升高,进而导致水体富营养化[2-3]。本研究中,2019年5月吴江区湖泊水质的总磷达标率最低,仅为33.33%,低于6月的44.00%,推测其原因是5月湖泊水位偏低、光照强烈、气温升高,底层沉积磷向水体转移,导致水体中磷含量升高,6月进入梅雨季节后,雨量增大、水位抬高,水体中总磷含量有所回落。
3.2 外源性磷输入
外源性磷输入主要包括工业废水、生活污水、农业面源污染、水产养殖等。
3.2.1 工业废水和生活污水
虽然近几年通过环境治理,吴江区的工业废水和生活污水排放情况有所改善,但工业废水和生活污水排放仍是湖泊总磷不可忽视的主要来源,这也是为什么在农渔业生产淡季,湖泊总磷指标仍偏高的原因。吴攀等[4]对太湖水体中总磷来源的调查研究表明,工业废水和生活活水排放总量占入湖总磷负荷的比例超过50%。本研究中,已退出渔业养殖的莺脰湖、同里湖等湖泊,尽管周边并没有成片的养殖池塘和农田,但水体总磷含量持续超标,这主要是由于这些湖泊临近居民居住区,湖泊水质受居民生活污水的影响较大。同时,在调查中发现,部分农村尚未建设生活污水收集处理设施,即便有些村庄已有生活污水收集和处理设施,但一定程度上还存在污水管网未接、漏接及后期运行维护不到位等情况,从而导致农村生活污水处理效果不理想。
3.2.2 农业面源污染
在水稻生产中,为确保丰产,常以富含氮、磷、钾的复合肥作基肥,且一般在水稻移栽前5~10 d施用,平均施肥量约375 kg/hm2,按吴江区现有水稻种植面积约11 300 hm2计算,全年施用复合肥约4 200 t,磷素的施用量较多。同时,在2019年水稻移栽期间,雨水较往年偏多,所施基肥中的氮、磷、钾等营养元素来不及被秧苗和土壤充分吸收,就被雨水淋失流入河流和湖泊,从而导致湖泊总磷指标阶段性偏高。
3.2.3 水产养殖
目前,吴江区内有养殖池塘约8 880 hm2,主要养殖河蟹、青虾、加州鲈鱼、南美白对虾等特色品种,其中因加州鲈鱼、南美白对虾的单位面积产量高,饲料投喂量较多,而饵料中富含氮、磷等营养元素,一旦鱼虾摄食消化不完全,这些营养元素均会随养殖尾水外排至湖泊,从而进一步提高了水体中的氮、磷含量。
4 治理对策
为切实改善吴江区湖泊水质,须坚持系统治理、综合治理、源头治理的策略,除要继续加强对工业废水和城镇生活污水的处理,还应重点抓好以下工作。
4.1 实施湖泊清淤工程
目前,吴江区部分湖泊底泥淤积较厚,这些淤积的底泥中富含氮、磷等营养元素和一些重金属元素,这既是水体富营养化的重要原因,也威胁到地下水体安全,影响水质和水域生态环境。因此,建议在充分调研和科学论证的基础上,有针对性地对重点湖泊实施清淤;同时,要抓好湖滨带恢复、人工湿地等湖泊生态系统建设,充分利用和发挥生态系统的自我调节能力,促进湖泊水域营养盐类的良性循环。
4.2 抓好农村污水处理工作
针对吴江区农村生活污水排放分散、污水处理设施建设和运行不到位等问题,建议由政府相关部门牵头,进一步提高农村生活污水处理设施覆盖面和建设工程质量。同时,要加强对污水处理设施的长效管理工作的考核力度,切实发挥相关设施的治水功能,科学管控生活污水中氮、磷等营养元素的对外排放。
4.3 减少农业面源污染
具体为:(1)持续推进肥药减量工程,深入开展化肥、农药使用量零增长行动,进一步推动农业绿色发展;(2)在部分乡镇做出有益尝试的基础上,进一步鼓励和引导吴江区相关湖泊由生态养殖向生态管理转变,以更大力度地保护全区水域生态环境和水生生物资源;(3)进一步优化农业产业结构,调整完善农业高质量发展政策,将池塘高密度养殖模式逐步引导调整为以稻渔综合种养为代表的生态、循环农业模式,提高农(水)产品质量安全水平,有效减少氮、磷等营养元素的对外排放。