2018年滇池水环境质量评价研究

祝 艳1, 韩林沛, 刘丽君, 邱在容, 王永肖, 刘雨雪, 何 依, 王 涵

(1.昆明市环境监测中心，云南 昆明 650000；2.西南科技大学环境与资源学院，云南 昆明 650000)

滇池又名昆明湖，古称滇南泽，为普渡河干流上的湖泊。位于云南省昆明市城区西南部，为云南省面积最大的高原淡水湖泊。地质上属构造断陷湖泊，湖泊集水面积2920km2。滇池形状似胃，东南呈弓形，水面 309.5km2，容积15.6 亿 m3。南北向长40km，东西向平均宽7km，湖岸线长163.2km，平均深度5.3m，最大深度11.2m[1，2]。滇池是昆明市沿湖地区唯一的纳污水体。自 20 世纪30年代末期，工业废水开始排入滇池河道及滇池水域，到80 年代水质污染加重，90年代迅速恶化，主要污染类型为严重的富营养化。滇池属国家重点环境治理的“三湖三河”之一，对滇池进行近期水质状况综合评价及变化趋势分析，可为滇池污染综合治理和监督管理提供技术支撑[1]。

1 研究区域概况

滇池流域在普渡河上游，属长江流域金沙江水系， 流域面积约为 2 920km2。横亘东西的海埂湖堤将滇池分割为南北两水域，北面为草海，水域面积约为 11km2，占滇池总面积的 3.6% ；南面为滇池外海，水域面积约为 298km2，占滇池总面积的 96.4% 。滇池流域地处低纬度、高海拔地区，属中热带高原季风气候，日温差较大。冬、春季节受西方干暖气团的控制，天气晴朗少雨; 夏、秋季节主要受西南暖湿气流和东南暖湿气流控制，湿润多雨。流域内多年平均气温约为 14.7℃， 多年平均日照时数约为 2448.7h。多年平均降雨量约为 931.8mm，其中 5 月中旬到 10 月上旬的降水量占全年总降水量的 70% ～ 75% 。流域内水系众多，有30余条河流呈向心状注入滇池，其中径流面积>100km2的河流有盘龙江、宝象河、洛龙河、捞鱼河、大河、 柴河、东大河[2]。

在滇池草海和外海区域设置草海中心、断桥、草海大坝、东风坝、晖湾中、罗家营、观音山、海口、滇池南、白鱼口、古渡大码头共11个站点。采样时，用有机玻璃采样器在水面下0.5 m 处采集水样，加入保存剂，迅速带回实验室检测。

2 水质监测和分析方法

2.1 水质监测

本项目根据滇池水域不同区域污染状况划分了18个监测点(点位分布见图1)。对每个监测点，都做了水温、pH值、溶解氧、高锰酸盐指数、化学需氧量、五日生化需氧量、氨氮、总氮、总磷、铜、锌、氟化物、电导率等常规项目的检测。在滇池的草海部分设有草海中心和断桥两个监测点；在东风坝进水口、出水口、东风坝导流带入西苑隧道口分别设置了一个监测点；在晖湾中、罗家营、海口西、白鱼口、滇池南、以及观音山东、中、西，滇海古渡大码头近岸区东、西、北，滇海古渡大码头边界东、西、北等地分别设了监测点。每月监测1次，对2018年全年滇池水质进行了较为全面的监测。

图1 滇池水质监测站点分布

2.2 分析方法

依据《GB13195-91水温的测定温度计或颠倒温度计测定法》，利用颠倒温度计对水体中水温进行测定；利用便携式pH计对现场的pH进行测定；利用便携式溶解氧仪对水体溶解氧进行测定；依据《GB1892-89高锰酸盐指数的测定》，利用酸性法对水体中的高锰酸盐指数进行测定；依据《HJ/T399-2007化学需氧量的测定快速消解分光光度法》，利用分光光度法对水体中的化学需氧量进行测定；依据《GB7488-87五日生化需氧量(BOD5)的测定稀释与接种法》，利用稀释与接种法对水体中的五日生化需氧量进行测定；依据《HJ535-2009纳氏试剂分光光度法》中的方法，利用紫外分光光度法对水体中氨氮含量进行测定；依据《GB11894-89碱性过硫酸钾紫外分光光度法》，利用紫外分光光度法对水体中总氮含量进行测定；依据《GB11893-89钼酸铵分光光度法》，利用紫外分光光度法对水体中总磷含量进行测定；利用便携式电导率仪对水体的电导率进行测定[3]。

2.2.1 现状水质评价

水质现状类别采用单因子标准对比评价法确定，评价标准用《GB3838-2002地表水环境质量标准》。根据滇池中存在的主要污染物，选用高猛酸盐指数(IMn)、化学需氧量(COD)、五日生化需氧量(BOD5)、氨氮、总氮、总磷、铜、汞等作为水质评价的参数，以我国地表水环境质量标准Ⅳ类作为评价标准[4]。

凡水质类别劣于Ⅳ类的项目为超标项目，并以Ⅳ类水质标准计算超标倍数。超标倍数按下式计算：

Bi=(Ci/Si)-1

式中：Bi为某水质项目超标倍数；Ci为某水质项目浓度，mg/L；Si为某水质项目的Ⅳ类标准限值，mg/L。

2.2.2 营养状态评价

采用指数法进行营养状态的评价，选取总氮、总磷、高猛酸盐指数、透明度、叶绿素作为评价项目，并根据营养状态指数和湖泊富营养化调查规范确定营养状态分级：

EI=ΣEn/N

式中：EI为营养状态指数；En为评价项目赋分值；N为评价项目个数。

表1 地表水Ⅳ类水质标准限值 (mg/L)

3 分析结果

3.1 主要污染物浓度时空变化

从监测数据来看，pH值范围7.01～9.74，全年变化不大。这可能是因为天然湖泊会存在碳酸氢盐等缓冲系统，使水体的pH值不会发生较大程度的变化。滇池草海的pH在7.01～8.99，外海的pH较草海普遍偏高，可能是由于草海中有较多的藻类存在。最高在观音山中下监测点达到9.74，平均值为8.71，大部分监测点的pH在8.5左右，呈偏碱性。东风坝进水口的pH呈中性，罗家营、观音山、滇池南等部分区域的pH>9。

溶解氧值是研究水体自净能力的依据之一，滇池各监测点的溶解氧在1.2～14.6mg/L，平均值为7.45mg/L。断桥和东风坝进水口处的溶解氧值较低，说明水质较差。溶解氧值在1—4月呈下降趋势，4—7月开始上升，7月后又开始下降(图2)。在4—7月，滇池所处地区的气候较为干燥，温度开始下降，这些都是可能导致溶解氧值上升的因素。大部分地区的溶解氧值在7左右，6—8月份溶解氧较高。从这方面来看，水质达到Ⅰ类，符合要求。

氨氮的变化幅度比较大，草海中心、观音山和晖湾中区域的较低，平均值为3.1mg/L，最低为0.03mg/L；受到生活污水、工业废水等排放的影响，东风坝进、出水口的氨氮普遍偏高，最高在9月份达到8.55mg/L，超标3.28倍。大部分监测点位在9月份均表现出较高的氨氮含量。全年的数据总体来说呈下降趋势(图3)，表明水体中含氮有机物被氧化，水质正在逐渐恢复。

高猛酸盐指数(IMn)的范围是0.6～12.9mg/L，平均值为5.2mg/L。在海口西达到最低，水体受污染程度较低。在晖湾中和观音山中处，高猛酸盐指数较高，水体污染比较严重。除东风坝出水口和观音山东上监测点位在4月份出现最大的IMn，其余地区均在6—8月份才出现较高的IMn。全年的IMn呈缓慢下降趋势(图4)，说明对水体的治理取得一定的效果，水质得到一些改善。

化学需氧量(COD)为8～69mg/L，在滇池外海索道距岸100m处的水体中达到最大，此处受有机污染最为严重。断桥和草海中心的COD较小，平均值为18.1mg/L。在4—6月，COD值普遍偏大，部分COD值超标，超标倍数为0.37～1.3倍。COD在每个月份都表现出较大的变化幅度，其中2—4月、7—8月差异显著(图5)，可能是由于气温的变化影响了生物化学反应，也与有机污染物的排放时间有关。

五日生化需氧量(BOD5)可以间接反映该地区受有机污染的程度，范围是0.5～25mg/L，在东风坝区域的数据偏高，最高到25mg/L，超标1.5倍，平均值为8.88mg/L。滇池南8月份的BOD5异常高，受有机物污染严重。其他区域的BOD5比较正常，大多在4月、6月、8月表现出较高的数值(图6)，总体在Ⅳ类水的范围内。

总氮为0.2～15.2mg/L，进水口区段由于受到排污的影响，总氮含量偏高，最大超标6.6倍，观音山地区的总氮含量较低。总体来说，在1—3月迅速上升，3—9月呈下降趋势，10月之前又有一次大幅度的上升，之后缓慢下降(图7)。

总磷和总氮在滇池的分布情况类似。总磷为0.03～0.869mg/L，在东风坝进水口处达到最大，超标3.34倍，滇海古渡大码头东区次之。除进水段外，其他监测点位的总氮数值在全年的变化不太大(图8)，数据分布较为均匀，水质比较理想。总磷和总氮同为富营养化的主导物质，在4—5月这个时间段，由于气候干燥，滇池水位下降，容易发生富营养化，可以通过观察藻类的生长状况来判断富营养化程度。

有毒有害物质如氟化物(最高0.67mg/L)、氰化物(0.004mg/L)、硫化物(0.005mg/L)、硒(0.0004mg/L)、砷(最高0.0083mg/L)、汞(0.00004mg/L)、镉(0.0001mg/L)、铬(六价，0.004mg/L)、挥发酚(0.0039mg/L)等的含量均符合地表水环境质量标准基本项目标准限值。氯化物以及一些有机污染物在各个水域中均未检测出。水体中有毒有害物质的含量在可接受的范围内，不会对环境造成大的危害[6]。

3.2 富营养化状况

富营养化是一种氮、磷等植物营养物质含量过多引起的水质污染现象。研究区分为草海、断桥、晖湾等10个区域，以2018年各月份为时间线展开研究。

研究区(10个监测断面)2018年平均富营养化指数整体呈现升高趋势。由折线图得知，各监测断面富营养化指数表现为草海中心、断桥呈显著减小的趋势。罗家营、观音山东、滇池南呈不显著增加趋势[8]。

富营养化指数全年内变化表现为在波动中呈增长趋势。其中7—9月富营养化指数较高，这是因为7—9月入湖河流大多处于丰水期[11]，大多河流冲刷农耕土地，由于农药、化肥在土壤中残留，其中氮、磷含量过高，导致水体富营养化[12]。

草海中心和晖湾中监测点富营养化指数高于其他站点，这可能是由于草海中心和晖湾中邻近官渡经济开发区，由于人们在日常生活中产生了大量的生活污水(生活污水量超过工业废水排放量)，其中富含的氮、磷有机物进入水体，成为水体富营养化的最大污染源[13]。

3.3 浮游植物变化趋势

由于浮游植物需进行光和作用来获取生存必须的养料，因此，叶绿素就成为了浮游植物所必须的构成。本文中用叶绿素含量来代替浮游植物丰度。

浮游植物丰度年内变化特征与富营养化指数变化趋势基本一致，呈在波动中增长的趋势[14]。在9—10月浮游植物丰度较大，其他月份较小，但晖湾中、罗家营、白鱼口在5月份也表现出较高的浮游植物丰度。这是因为9—10月属于丰水期，且天气气候多为晴天，温度较高，入湖径流中适宜浮游植物生长的营养物质过多，进而导致浮游植物大量繁殖；其他月份属于枯水期与平水期，可能造成入湖径流断流，导致营养物质不足，使得浮游植物丰度下降[15]。

4 结论

利用2018年12个月份滇池10个监测点的监测数据分析主要污染物、富营氧化指数和浮游植物丰度时空变化特征，得出以下结论：

(1)主要污染物浓度时间上呈先减小又增加再减小的趋势，6—9月较高。空间上滇池的草海及邻近区域大于外海部分，有毒有害物质均未超标，总体上水质有所改善。

(2)富营养化指数年尺度上表现为增大的趋势，年内变化表现为7—9月富营养化指数较高，空间上表现为草海中心和晖湾中监测点富营养化指数高于其他站点。

(3)浮游植物丰度年尺度上总体表现为增大的趋势，年内多数地区的变化表现为9—10月浮游植物丰度较大，其他月份较小。