雄安新區(qū)白洋淀水資源生態(tài)調(diào)查報告

董禮澤，王海闊

(衡水第一中學,河北 衡水 053000)

1 項目背景

白洋淀坐落在河北省保定市安新縣境內(nèi),是華北地區(qū)最大的淡水湖泊,水域面積366平方公里,包括143個淀泊,平均蓄水量13.2億立方米,水資源較為豐富。白洋淀景色優(yōu)美,河淀相通,水鎮(zhèn)共融,每到七、八月份,荷花盛開,游人如織,素有“華北明珠”之稱，亦有“北國江南、北地西湖”之譽。2007年,白洋淀景區(qū)經(jīng)國家旅游局正式批準為國家5A級旅游景區(qū)。

2017年4月1日,中共中央、國務院決定設立國家級新區(qū)——雄安新區(qū),是千年大計、國家大事。

雄安新區(qū)定位為京津冀協(xié)同發(fā)展背景下,承接非首都功能的綠色生態(tài)宜居新城區(qū),生態(tài)建設尤其是水資源治理將成為新區(qū)建設的重點之一。自20世紀80年代起,由于水量不足、網(wǎng)箱養(yǎng)魚、周邊區(qū)域沿岸開發(fā)和工業(yè)快速發(fā)展等多種原因,白洋淀曾遭遇生態(tài)危機,經(jīng)過多方治理,有了一定的成效。

2015年暑假,筆者和父母一起自駕游白洋淀。曾看過電影《小兵張嘎》《烽火雁翎》,對雁翎隊、淀上神兵、胖墩兒記憶猶新,向往著親身體驗張嘎戰(zhàn)斗過的地方,體驗水上飛馳的感覺。第一次到白洋淀旅游除了觀賞到美麗的景色,逼真的戰(zhàn)斗場面,好吃的熏魚鴨蛋,還看到淀邊渾濁的河水、蘆葦蕩內(nèi)的垃圾、人們圍湖造田、沿岸開發(fā)對淀內(nèi)生態(tài)的影響,筆者看在眼里,急在心上。作為新區(qū)的“肺”,華北的“腎”,白洋淀的生態(tài)環(huán)境治理、水資源的再生利用已迫在眉睫,勢在必行。

作為一名中學生,希望通過此次調(diào)查,了解當前白洋淀水資源真實生態(tài)現(xiàn)狀,為持續(xù)開展環(huán)境治理、水資源保護做些前期工作。在指導老師和爸爸媽媽的大力支持下,筆者在2016年年初開始了調(diào)查工作,歷時一年。

2 研究過程

為了更好地了解當前白洋淀水資源生態(tài)環(huán)境,在老師的指導下,我選擇了白洋淀的水溫、渾濁度、pH值、COD(化學需氧量)四項指標進行檢測、對比、分析,水質(zhì)評價標準采用《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》(GB 3838—2002),希望能夠得出有價值的結(jié)論。

2.1 了解四項指標的概念及標準要求

第一,水溫是水的溫度,地表水的溫度隨日照與氣溫的變化而改變。水溫是一項重要的生態(tài)因子,是水質(zhì)因素的一個重要變量,水溫變化直接影響湖泊水生生物的新陳代謝和水質(zhì)變化,如水溫升高將會加劇污染物的擴散,加速水體污染和富營養(yǎng)化。

第二,渾濁度是表現(xiàn)水中懸浮物對光線透過時所發(fā)生的阻礙程度,反映清亮程度。一般來說,水中的不溶解物質(zhì)愈多,濁度愈高。對生活飲用水來說,渾濁度是一個重要的水質(zhì)參數(shù),渾濁度要求≤3度。

第三,pH是氫離子濃度指數(shù)。是指溶液中氫離子的總數(shù)和總物質(zhì)的量的比,體現(xiàn)某溶液或物質(zhì)酸堿度的表示方法。pH值分為0～14范圍,一般從0～7屬酸性,從7～14屬堿性,7為中性。水源水PH值在6.5～8.5。

第四,化學需氧量(COD)是評價水體有機物污染程度的一項綜合指標。它表示水中還原性物質(zhì)的多少,水中的還原性物質(zhì)主要是有機物。因此,化學需氧量(COD)越大,說明水體受有機物的污染越嚴重,水源水中耗氧量不應超過4 mg/L。

2.2 采樣頻次及方法

通常每個月的第三周周末由爸爸開車帶筆者到白洋淀,租一條小船,選一個較為固定的位置,用一個帶塞的瓶子,在距離水面約20厘米的位置取樣,然后密封取樣瓶,到學校化驗室進行檢測。其中水溫容易受環(huán)境影響,測定水溫需現(xiàn)場測量,溫度比較準確,筆者帶著水銀溫度計,在水上測量、讀數(shù)、記錄。

2.3 采樣位置

紅旗處即為采樣和測量大致位置見圖1。

圖1 采樣位置

3 檢測方法

第一,水溫受環(huán)境影響比較大,筆者通常選擇上午10～11點時間段,將水銀溫度計放入水中20厘米處,靜止5分鐘,讀取數(shù)據(jù)。通常選定三個點測量三個數(shù)據(jù),取平均值。

第二,渾濁度是一個重要的水質(zhì)參數(shù),測定濁度的標準儀器是杰克遜燭光濁度計,將水樣與已知濁度的標準渾水相比較來測定。

第三,pH值按照國標GB 6920—86的玻璃電極法,以飽和甘汞電極為參比電極,以玻璃電極為指示電極,與被測水樣組成工作電池,由pH計直接讀取pH值。玻璃電極法測pH準確、快速,受水體色度、濁度、氧化劑及還原劑等因素干擾少。

第四,化學需氧量CODmn(KMnO4法,以O2計,單位為mg/L)是指每升水中在一定條件下被氧化劑氧化時消耗的氧化

劑量,一般以高錳酸鉀為氧化劑,在一定條件下氧化水中還原性物質(zhì),將消耗高錳酸鉀的量折算為氧表示。測定方法采用國標GB 11892—89。高錳酸鉀法一般適用于地表水的檢測。

在酸性條件下,高錳酸鉀具有很高的氧化性,在煮沸過程中,KMnO4和還原性物質(zhì)作用,用化學反應方程式表示如下：

剩余的KMnO4用Na2C2O4還原,用化學反應方程式表示如下：

再以KMnO4返滴Na2C2O4過量部分,通過實際消耗KMnO4的量來計算水中還原性物質(zhì)的量。

4 結(jié)果分析

4.1 數(shù)據(jù)記錄

數(shù)據(jù)記錄見下表。

數(shù)據(jù)表

4.2 數(shù)據(jù)分析

4.2.1 水溫的變化

地表水受環(huán)境條件影響比較大,通過查閱有關資料,得知白洋淀通常分為三個區(qū)：低溫區(qū)、中溫區(qū)和高溫區(qū)。筆者取樣位置靠近淀邊,且測量的是水下約20cm的地方,水不深,淺處不足1m,屬高溫區(qū),水溫偏高。從曲線變化圖可以看出,測量點溫度全年變化幅度較大,最大偏差為9.6℃,其中8月份(第6個取樣序號)受日照時間延長、日照強度增大、環(huán)境溫度較高影響,達到了15.9℃,比2008年平均溫度高了2℃,其中7～11月份,長達5個月,溫度均高于12℃。從歷年整體趨勢看,白洋淀年平均溫度呈現(xiàn)上升趨勢。水溫升高可以顯著影響水中生物的生長繁殖和水的自然凈化作用,需引起大家關注和重視。詳見圖2。

圖2 2016年3月至2017年2月白洋淀水溫變化情況

4.2.2 渾濁度的變化

從渾濁度變化曲線來看,受取樣位置、自然環(huán)境和渡船水流影響,渾濁度大部分在1度以上,其中5～8月份,受降雨量增大、游人觀光旅游和淀民活動增加影響,渾濁度增大,均在2度以上；7月份達到了超標準的4.3度。渾濁度增大、水溫升高,說明水中排放的不溶解物質(zhì)增多,人類活動和工業(yè)快速發(fā)展是主要因素。詳見圖3。

圖3 2016年3月至2017年2月白洋淀渾濁度變化情況

4.2.3 pH值的變化

白洋淀水域pH值變化不大,均在6.5～8.5水源地用水標準范圍內(nèi),波動性不大,在6.6～7.9,其中在6～9月份,受降雨量影響,淀內(nèi)蓄水量增加,pH降低在7.0以下。正常的雨水都為中性或略小于7,微偏酸。凡pH值在5.0及以下被列為酸雨,隨著環(huán)境變化和工業(yè)發(fā)展,酸雨日益增多,對白洋淀水域生態(tài)的影響逐漸顯現(xiàn)。詳見圖4。

圖4 2016年3月至2017年2月白洋淀pH值變化情況

4.2.4 COD變化

通過圖5可以看出,白洋淀水域COD總體呈現(xiàn)上升趨勢,其中10月份、11月份,超出標準值,超過4mg/L,5～8月份有所波動。經(jīng)查閱有關資料,2009年7～12月份,白洋淀水域的COD在16mg/L～64.3mg/L。近幾年通過多方、多措治理,尤其是生態(tài)補水入淀,強化生態(tài)保護,關停污染企業(yè),已見顯著成效,COD大幅下降,但距離《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》(GB 3838—2002)中規(guī)定的Ⅰ類水源還有差距。

圖5 2016年3月至2017年2月白洋淀COD變化情況

5 結(jié)論與創(chuàng)新

第一,從水溫檢測結(jié)果,并參考歷年平均水溫,白洋淀年平均溫度呈現(xiàn)上升趨勢。水溫升高可以顯著影響水生生物的新陳代謝,加劇污染物擴散、水體污染和富營養(yǎng)化。

第二,渾濁度受自然環(huán)境和人為因素影響比較大,渾濁度大說明水中排放的不溶解物質(zhì)增多,水污染情況加劇,生態(tài)環(huán)境治理難度加大。

第三,白洋淀水域pH值變化不是很大,均在標準范圍內(nèi)。但酸雨的影響也不容忽視,夏季多雨季節(jié),pH值降低,酸性增強,對白洋淀水域生態(tài)的影響逐漸顯現(xiàn)。

第四,從COD的檢測結(jié)果來看,經(jīng)過多年治理已初見成效,但生態(tài)保護和環(huán)境治理形勢仍不樂觀,水資源保護和環(huán)境治理工作任重而道遠,還有許多工作要做。

6 感悟與建議

通過撰寫調(diào)查報告,使筆者受益匪淺,不僅提高了動手能力,還了解了許多在課本上學不到的知識,豐富了自己的實踐經(jīng)驗,開拓了思維和見識,增強了節(jié)能環(huán)保理念和創(chuàng)新意識,培養(yǎng)了嚴謹認真務實的科學態(tài)度,根據(jù)調(diào)查報告內(nèi)容,可以為雄安新區(qū)綠色生態(tài)發(fā)展、共創(chuàng)白水藍天、保護好生態(tài)水資源提出合理化建議。

建議：第一,加強宣傳,提高新區(qū)人的環(huán)境保護意識,從現(xiàn)在做起,從自身做起,從生活點滴做起,增強節(jié)能環(huán)保意識,倡導低碳文明生活,保護建設好白洋淀的水資源；第二,政府加強引導,規(guī)范新區(qū)企業(yè),堅決杜絕污染企業(yè),堅持綠色健康、可持續(xù)發(fā)展理念,做好經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境保護統(tǒng)籌兼顧、協(xié)調(diào)并進；第三,采取積極措施,通過生態(tài)補水、新再生技術(shù)和加強治理,增強白洋淀水資源的自我凈化能力,改善白洋淀水域的生態(tài)環(huán)境。

多措并舉,提前謀劃,保護好水資源豐富的雄安新區(qū),做好水資源保護、生態(tài)環(huán)境治理和再生利用,堅持可持續(xù)發(fā)展,把白洋淀建設成風光秀麗、景色宜人、碧水藍天的城市園林生態(tài)花園,打造雄安新區(qū)綠色生態(tài)宜居花園城市,為雄安新區(qū)的未來發(fā)展做出自己的一份貢獻。

[1]溫志廣.白洋淀濕地生態(tài)環(huán)境面臨的危機及解決措施[J].環(huán)境保護,2003(9).

[2]劉強,馬賽璞,趙建華.白洋淀次表層水溫分布研究[J].河北大學學報：自然科學版,2007(5).

[3]郗艷娟,吳新民,鄭向榮,等.白洋淀COD調(diào)查研究及評價[J].河北漁業(yè),2011(7).