太湖各功能分区水质及营养状态变化分析

孙瑞瑞，李 恺，吕 文

(1.江苏省水文水资源勘测局苏州分局，江苏 苏州 215000；2.河海大学水文水资源学院，江苏 南京 210098)

太湖作为中国第三大淡水湖，是面积排名前列的几大淡水湖中环境、水质问题最突出的一个，历年来因蓝藻、水质等问题备受关注[1]。太湖的治理问题在近代以来一直是水利行业的难题之一[2]。为了监测太湖水质，数年来太湖上建立了多个水质监测站点，为太湖的治理提供了宝贵的数据资料。

1 材料与方法

1.1 监测布点及频次

太湖水域水质监测站点共23个，其中核心区站点11个，缓冲区站点10个，开发控制利用区2个。核心区站点包括原小湾里水厂、南泉水源厂、锡东水厂、千波桥(原马山水厂)、月亮湾、太湖大桥(中桥)、七都外生物多样性保护区、胥湖中、园区水厂、渔洋山水厂、白洋湾水厂；缓冲区站点包括拖山、泵站进水口、竺山湖中、镇湖水厂、大浦口、太湖大桥(北桥)、金墅水源地节点1、庙港外生态恢复区、衙里、漫山岛；开发控制利用区站点包括戗港外、水星俱乐部外站点。监测频次均为12次/a。太湖水质监测站点位置见图1。

1.2 监测项目及分析方法

太湖水质监测站点的日常监测项目有：水温、pH、溶解氧、高锰酸盐指数、化学需氧量、五日生化需氧量、氨氮、挥发酚、氰化物、砷、铜、铅、锌、镉、汞、六价铬、氟化物、总磷、总氮、透明度、叶绿素a等共21项。

分析方法采用江苏省水环境监测中心计量认证检测能力范围内的分析方法。

1.3 评价项目

水质类别评价项目：pH、溶解氧、高锰酸盐指数、化学需氧量、五日生化需氧量、氨氮、挥发酚、氰化物、砷、铜、铅、锌、镉、汞、六价铬、氟化物、总磷、总氮等18项。

营养化状态评价项目：高锰酸盐指数、总磷、总氮、透明度、叶绿素a等5项。

1.4 评价标准及方法

资料选取：2008—2017年江苏省水环境监测中心例行监测资料。现状年为2017年。

评价标准：《GB3838-2002地表水环境质量标准》[3]。

水质评价方法：《SL395-2007地表水资源质量评价技术规程》。

营养状态评价方法：采用营养状态指数法进行评价，评价项目包括总磷、总氮、叶绿素a、高锰酸盐指数和透明度[4]。评价标准及分级方法见表1。

表1 湖泊营养状态评价标准及分级方法

2 现状评价

2.1 水质评价

2017年太湖各站点综合水质类别为Ⅱ～劣Ⅴ类。经分析，现状评价的主要超标项目为总磷、总氮[5,6]。为便于湖泊管理和保护工作的开展，在此分别对全湖区和各功能分区水质进行评价，重点分析主要超标项目水质变化情况[7]。

(1)全湖区

全湖区总磷浓度整体呈先上升后下降趋势，在第三季度达到峰值后，第四季度有较明显下降，1—4季度水质类别均为Ⅳ类。总氮浓度整体呈下降趋势，峰值出现在第二季度，1—3季度水质类别均为Ⅴ类，4季度为Ⅳ类。

(2)核心区

核心区总磷、总氮浓度变化趋势与全湖区基本一致。核心区主要超标项目浓度变化见图3。

(3)缓冲区

缓冲区总磷、总氮浓度变化趋势与全湖区基本一致，但每个季度浓度均值均略高于全湖区。总磷1—2季度水质类别为Ⅳ类，3季度上升到Ⅴ类，4季度又下降到Ⅳ类。总氮1—4季度水质类别均为Ⅴ类。缓冲区主要超标项目浓度变化见图4。

(4)开发控制利用区

开发控制利用区总磷浓度呈下降趋势，1—3季度水质类别为Ⅳ类，4季度为Ⅲ类。总氮浓度整体变化呈下降趋势，1—3季度水质类别为Ⅳ类，4季度为Ⅲ类。开发控制利用区主要超标项目浓度变化见图5。

2.2 营养状态评价

2017年度全湖区、核心区、缓冲区以及开发控制利用区营养状态指数为50.0～60.0，营养状态评价均为轻度富营养。除开发控制区以外，营养化指数在第三季度达到峰值，略高于其他三季。全湖区及各功能分区的营养状态评价指数变化见图6。

3 年际变化趋势

3.1 水质变化

根据太湖2008—2017年水质监测资料，选取总磷、总氮等主要超标项目，分析全湖区和各功能分区水质浓度年际变化趋势。

(1)全湖区

2008—2017年，全湖区总磷在2008—2012年较平稳，自2012年起总体呈缓慢上升趋势，2016年出现峰值后，2017年有所回落，但水质类别均为Ⅳ类。总氮2008—2011年波动略大，2011年后趋于平稳[8]，总体以Ⅴ类为主。全湖区主要超标项目浓度变化见图7。

(2)核心区

2008—2017年，核心区总磷总氮浓度的变化趋势与全湖区基本一致。核心区主要超标项目浓度变化见图8。

(3)缓冲区

2008—2017年，缓冲区总磷总氮浓度的变化趋势与全湖区基本一致，但历年均值均相对高于全湖区。缓冲区主要超标项目浓度变化见图9。

(4)开发控制利用区

2008—2017年，开发控制利用区总磷浓度总体有所上升，2008—2014年水质类别均为Ⅲ类，2015—2017年上升至Ⅳ类。总氮2008—2017年水质类别在Ⅲ类和Ⅳ类之间波动，总体以Ⅳ类为主。开发控制利用区主要超标项目浓度变化见图10。

3.2 营养状态变化

根据太湖2008—2017年水质监测资料，分析全湖区和各功能分区营养化指数年际变化趋势，全湖区、核心区、缓冲区营养化指数较为稳定，基本在50.0～60.0，呈轻度富营养状态；开发控制区营养化指数有所波动，2008—2012年呈下降趋势，2013年有小幅上升，2014年有所回落，2015—2017年有所上升，年营养状态介于中营养-轻度富营养。全湖区及各功能分区营养化指数变化趋势见图11。

4 小结

(1)2017年太湖各站点综合水质类别为Ⅱ～劣Ⅴ类；

(2) 年内全湖区及各功能分区的主要超标项目总磷浓度以及营养化指数大多均在第三季度达到峰值，第四季度有明显下降，总氮则在第二季度达到峰值后开始下降；

(3) 近年来太湖全湖区及各功能分区的总磷浓度整体呈缓慢上升趋势，水质类别基本为Ⅳ类，总氮浓度从2011年起在一个较稳定的水平附近波动，水质类别以Ⅴ类为主，营养化指数整体较为稳定，为50.0～60.0，整体呈轻度富营养状态。