鄂州市25个湖泊水环境质量评价

冀 翔, 叶超然，钟书华, 顾 雪, 叶新生

鄂州市25个湖泊水环境质量评价

冀 翔1, 叶超然2，钟书华3, 顾 雪1, 叶新生3

（1.鄂州市生态环境监测站，湖北 鄂州 436006；2.湖北文理学院，湖北 襄阳 441053；3.湖北省生态环境厅鄂州生态环境监测中心，湖北 鄂州 436099）

本文以纳入湖北省第一批湖泊保护名录的25个湖泊为代表研究鄂州市湖泊水环境质量。分别用单因子评价法、综合污染指数法和综合营养指数法对鄂州市25个湖泊2017年至2021年的水质状况及营养状态进行评价。结果表明：就单因子评价法，2017-2021年除梁子湖外其余湖泊水质均未达标，综合污染指数法表明历年来的主要超标污染物为总磷、化学需氧量、氨氮、五日生化需氧量和高锰酸盐指数。通过分析主要污染物近5年来的变化趋势，查找影响鄂州市湖泊水环境质量的主要原因，并提出改善与治理措施。

25个湖泊；水环境；污染因子；富营养化；鄂州市

鄂州市位于湖北省东南部，长江中游南岸。境内水系发达，主要有梁子湖、洋澜湖、七迹湖及花马湖四大水系构成，湖泊星罗分布，大小湖库共有百余个，享有“百湖之市”的美誉，其中纳入湖北省第一批湖泊保护名录的有25个[1]。目前，关于鄂州市湖泊水环境污染情况的研究较少，主要研究对象是梁子湖和洋澜湖，如顾自强等通过对历年监测数据进行汇总，分析历年梁子湖水质类别及功能区达标情况，得出污染现状并提出了相应的治理措施[2]。

当前随着航空港大都市建设的日益推进，鄂州市湖泊水体环境质量已成为影响鄂州市生态环境质量的重要因素。本研究以鄂州市中纳入湖北省第一批湖泊保护名录的25个湖库为代表，系统分析了鄂州市2017年至2021年25个湖泊水质状况及营养状态，明晰主要污染物的5年变化趋势，为制定环境保护政策提供科学的依据。

1 材料与方法

1.1 数据来源

本文数据来源于鄂州市生态环境监测站2017年至2021年间的常规监测数据及采测分离监测数据。纳入湖北省第一批湖泊保护名录的25个湖库分布图如图1所示。梁子湖和洋澜湖监测频次为每月一次，其他湖泊2017年～2019年每年监测两次，2020年～2021年监测频次为每季度监测一次。

本文采用各项水质指标年平均值作为评价数据。监测项目包括《地表水环境质量标准》（GB 3838- 2002）所规定的地表水环境质量标准基本项目（表1）以及透明度、叶绿素a、电导率、水深（除去流量），共计28项。采样及分析方法严格参照《地表水环境质量标准》（GB 3838-2002）及相关项目的行业标准。

图1 鄂州市25个湖泊分布图

1.2 水环境评价方法

为了能够全面地评价各个湖泊的水环境质量，本文分别选取了单因子评价法、综合污染指数法和综合营养状态指数法三种方法对25个湖泊的水质状况进行综合评价[3]。

表1 鄂州市25个湖泊水质状况评价表

注：2021年走马湖因花湖机场建设被填埋，不再参与评价

1.2.1 单因子评价法

单因子评价法，用单因子水质评价方法进行水质现状类别评价及水质功能区达标评价，即用各个湖泊的每个监测指标与《地表水环境质量标准》（GB 3838-2002）所给出的评价指标进行比对，确定每个指标所属的水质类别，以最差的单项指标所属的类别确定水质的综合类别[4]。

1.2.2 综合污染指数法

用多项水质平均综合污染指数对水质污染的程度进行定量评价，计算公式如下：

（3）

式（1）中Pi为单因子污染指数，Ci为i评价指标实测浓度值，Si为i评价指标标准限值，Si取《地表水环境质量标准》（GB 3838-2002）中Ⅲ类标准限值；式（2）中P为综合污染指数，n为评价指标的种类；式（3）中Ki为污染负荷率。

综合污染指数分级标准如下：水质状况好，P≤0.2；较好，0.2＜P≤0.4；轻度污染0.4＜P≤0.7；中度污染0.7＜P≤1；重污染1＜P≤2；严重污染P≥2.0[5]。

1.2.3 综合营养状态指数法

用综合营养状态指数法对各个湖泊的水质进行富营养化评价，营养状态的评价指标为叶绿素a、总磷(TP)、总氮(TN)、透明度 (SD)和高锰酸盐指数(CODMn)共五项。各指标营养状态指数计算公式见式4-式8，依据综合营养状态指数计算公式（式9）结合权重计算各湖泊的综合营养状态指数TLI(∑)[6]。

根据综合营养状态指数的大小确定该湖泊的营养状况，评价指数值越高，营养程度越重。湖泊的营养状态分级标准参照文献[7,8]，具体为：贫营养：TLI(∑)＜30；中营养：30≤TLI(∑)≤50；轻度富营养：50＜TLI(∑)≤60；中度富营养：60＜TLI(∑)≤70；重度富营养：TLI(∑)＞70。

TLI（chl）=10(2.5+1.086lnchl) （4）

TLI(TP)=10(9.436+1.624lnTP) （5）

TLI(TN)=10(5.453+1.694lnTN) （6）

TLI(SD)=10(5.118-1.94lnSD) （7）

TLI(CODMn)=10(0.109+2.661lnCODMn) （8）

式（9）中：TLI（∑）为综合营养状态指数；Wj为第j种参数的营养状态指数的相关权重；TLl(j)为代表第j种参数的营养状态指数。

2 结果与讨论

2.1 水质状况分析

首先，用单因子评价法可以确定25个湖泊的综合水体达标状况，25个湖泊水质功能区达标评价执行《地表水环境质量标准》（GB 3838-2002）Ⅲ类标准，通过比对《地表水环境质量标准》（GB 3838-2002）中各个监测指标的Ⅲ类标准限值，2017年～2021年仅有梁子湖水质达标，其余湖泊监测指标的年均值均有超标情况，即判定2017年～2021年除梁子湖外其余湖泊水质均未达标。

用综合污染指数法对25个湖泊水质状况进行分析，从表1中可以看出，2017年～2020年，鄂州市主要湖泊水质仅有梁子湖达到优良(Ⅲ类标准)；2021年，有梁子湖、红莲湖、陈家湖（青天湖）达到Ⅲ类标准，其他水体水质常年均处于Ⅳ～Ⅴ类，超过功能区划Ⅲ类标准，主要超标项目为总磷、化学需氧量、氨氮、五日生化需氧量和高锰酸盐指数。

2017年～2021年鄂州市25个湖泊的首要污染物为总磷，以总磷为首要污染物的湖泊分别占比100%、96%、92%、91%和100%，25个湖泊总磷的年均超标倍数在1.5到1.9倍之间。次要污染物是化学需氧量，年均超标倍数在0.98至1.2之间。造成污染的主要原因来自于农业种植、水产养殖造成的面源污染。2017年～2021年鄂州市25个湖泊总磷、化学需氧量、高锰酸盐指数、氨氮及总氮年际变化如图2所示，其中总磷、氨氮、总氮、化学需氧量年平均浓度波动较小，高锰酸盐指数年均浓度呈下降趋势。

2017年～2021年梁子湖的水质状况较好，连续5年均达到Ⅲ类水质标准。从图3中可以看出，其他24个中小型湖泊水质轻度污染的占比逐年升高，2019年～2021年湖泊总体水质状况为轻度污染，水质得到一定程度的改善。

图2 鄂州市湖泊主要污染物的5年年际变化图

采用综合营养指数法对湖泊的营养状态进行评价，由表1可以看出，2021年中营养、轻度富营养及中度富营养的湖泊分别占比8.3%、75%和16.7%，由图4可以看出，2017年～2021年中营养的湖泊比例在4.0%到12.0%之间波动；轻度富营养的湖泊比例在52.0%到92.0%之间波动；中度富营养的湖泊占比在8.0%到40.0%之间呈波动状态变化，5年均无重度富营养的湖泊。

图3 2017～2021年鄂州市湖泊水质状况变化趋势图

图4 2017年～2021年鄂州市湖泊营养状态变化趋势图

2.2 污染成因分析

鄂州市25个湖泊除梁子湖水质稳定达标外，其他湖泊的水质状况不容乐观，主要原因有以下几个方面：首先，工业企业废水的排放，经济的发展离不开工业的快速发展，从上世纪60年代开始，钢铁业逐渐成为鄂州市的经济支柱，鄂钢、球团厂及程潮铁矿等企业的发展不可避免的带来了水环境的污染。其次，鄂州水产业经济的发展主要依托于发达的水系，长期的围湖养殖，大量的投放鱼虾蟹苗，且围湖养殖造成湖泊的水域面积在不断的缩小，沿湖湿地也在不断的被征用破坏，严重破坏了水生态平衡。另外，大部分的水体承接周边的农业面源污染、居民生活污染，农药化肥的不合理使用造成水体氮磷等相关指标上升，且大多数湖泊水库为封闭水体，湖泊内蓄积的营养物质需要较长时间自净，因此部分湖泊的水质在短期内难以得到改善[9]。最后，从2000年开始，为提高人民的收入水平，红莲湖、三山湖、梁子湖等流域掀起了旅游热潮，但是目前的旅游业尚处于游生态吃生态的最初级阶段，也在一定程度上造成了水体的污染。

2.3 湖泊污染的治理措施

第一，深入贯彻落实习近平总书记的生态文明思想，深入实施环湖流域生态保护与修复。参考梁子湖永久性退垸还湖及水系连通工程、洋澜湖生态补水工程[10]成功案例，加快实施梁子湖、梧桐湖、红莲湖水系连通工程以及花马湖水系综合治理工程，要继续积极探索武城湖、南迹湖等湖泊的生态补偿与修复机制，提高水体的自循环能力，让死水变活水，从而达到改善水质的目的。

第二，转变经济发展模式，建设高端航空港经济产业体系。目前鄂州市正致力于花湖机场的全面建设中，这个工程将加速鄂州的产业结构升级，未来城市的发展将依托于物流及绿色产业链，大大减少了水环境的污染，让城市发展更有活力。

第三，加强农业面源污染防治监督管理，提升农村人居环境。以三山湖、五四湖为示范区，对农村小微水体截留控污染，清淤疏浚；实施水产养殖主产区养殖池塘尾水治理工程，使处理后的养殖尾水达到循环再利用或达标排放要求。调整优化养殖结构。合理投饵和使用药物，对重点湖泊流域全面禁止投肥养殖，实施化肥农药减量行动，推广使用高效低毒低残留环保型农药[11]。

第四，严格落实“水十条”，落实湖泊水环境责任管理机制。对25个湖泊开展排污口整治工作，统一规范排污口设置。强化减排措施，截污控污，加大整改力度，建立排污口管理长效机制。

第五，加强湖泊水生态环境监测网络建设，建立水质自动监测站，同步开展自动监测和手工比对，切实提高湖泊水环境自动监测数据的质量，为环境监管执法提供有力支撑。建立湖泊水环境数据共享平台，环保各部门互联协作，形成污染源管理、监督、监测有效合力。

3 结论

鄂州市25个湖泊2017年至2021年除梁子湖水质稳定达标外，其他湖泊的水质状况不容乐观，主要污染物有总磷、高锰酸盐指数、氨氮及总氮。主要成因来自于工业发展带来的污染物，水产养殖引起的面源污染，以及旅游业造成的水体污染。为进一步改善鄂州市湖泊水生态环境质量，要深入贯彻落实习近平总书记的生态文明思想，积极探索绿色发展理念，严格管控污染物的排放，合理调整优化养殖结构等。

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A

1672-1047（2022）06-0134-04

10.3969/j.issn.1672-1047.2022.06.35

2022-11-02

冀 翔，女，湖北鄂州人，工程师。研究方向：环境监测。

[责任编辑：王梓林]