滆湖污染源調(diào)查與分析

蔡金傍， 孫　旭， 蘇良湖， 陳玉東

(環(huán)境保護部南京環(huán)境科學研究所，江蘇南京 210042)

滆湖位于太湖流域西部，橫跨江蘇省常州市武進區(qū)和無錫宜興市，是蘇南太湖湖群的重要組成部分，具有飲用、灌溉、航運、游覽和水產(chǎn)增養(yǎng)殖等多種功能[1]。湖體南北長25 km，東西平均寬6.6 km，水面面積為164 km2，其中，武進境內(nèi)約119 km2。滆湖多年平均水位3.27 m，正常蓄水位為3.30 m，相應蓄水面積143.75 km2，相應庫容1.93×108m3[2]。在太湖的水環(huán)境治理和“十一五”太湖流域“引江濟太”工程規(guī)劃中，滆湖擔負著溝通長江、太湖兩大水體，進行水量調(diào)劑、防洪防澇、輸送清水的重要功能。

近年來，隨著滆湖周圍地區(qū)經(jīng)濟的迅速發(fā)展和城市化進程的加快，滆湖流域污染負荷不斷增加，滆湖水體污染和富營養(yǎng)化等生態(tài)惡化現(xiàn)象也日趨嚴峻，已經(jīng)嚴重影響到湖區(qū)經(jīng)濟社會的健康發(fā)展和生產(chǎn)生活的供水安全，也影響到國家對整個太湖流域環(huán)境治理目標的實現(xiàn)[3-5]。

本研究對滆湖主要入湖河流進行水量水質(zhì)監(jiān)測，分析滆湖主要污染物來源，以期為滆湖富營養(yǎng)化控制和環(huán)境保護提供參考。

1　研究方法

1.1　調(diào)查布點

滆湖主要出入湖河流有扁擔河、夏溪河、湟里河、北干河、中干河、殷村港、漕橋河、太滆運河、武南河等[6]，其中出湖河流主要分布在湖東岸，入湖河流在西岸。根據(jù)入湖河流的特點與分布，在扁擔河、夏溪河、湟里河、北干河、中干河等5條入湖河流布置5個水量水質(zhì)觀測點位，滆湖入湖河流觀測點分布見圖1。

1.2　水樣采集與分析

每2個月采樣1次，采樣時間分別為1、3、5、7、9、11月。調(diào)查項目主要為水溫、流量、總磷(TP)、總氮(TN)、氨氮(NH3-N)、溶解氧(DO)、pH值、化學需氧量(COD)、生物需氧量(BOD5)、高錳酸鹽指數(shù)等。樣品分析方法參照《廢水監(jiān)測分析方法》進行[7]。

2　結果與分析

2.1　主要入湖河流理化指標變化

2.1.1氨氮濃度滆湖主要入湖河流氨氮變化過程見圖2，年變化過程未呈明顯的規(guī)律。實測氨氮濃度為0.21～3.59 mg/L，其中湟里河氨氮平均濃度最高，達2.15 mg/L，夏溪河、中干河、扁擔河、北干河實測氨氮平均值分別為1.49、1.12、1.01、0.70 mg/L。

2.1.2總氮含量滆湖主要入湖河流總氮的變化見圖3。入湖河流水體中總氮實測濃度為0.39～4.59 mg/L，平均值為2.39 mg/L。在5條主要入湖河流中，湟里河總氮含量最高，平均濃度為3.31 mg/L，其次是夏溪河，為2.70 mg/L，北干河總氮含量最低，平均濃度為1.42 mg/L，中干河、扁擔河實測總氮平均值分別為2.32、1.99 mg/L。

2.1.3總磷含量滆湖主要入湖河流總磷的變化見圖4。湟里河水體中總磷含量最高，實測濃度為 0.236～0.624 mg/L，平均值為0.451 mg/L；北干河總磷含量最低，實測濃度為0.02～0.16 mg/L，平均值為 0.095 mg/L；扁擔河、夏溪河、中干河實測總磷平均值分別為0.233、0.195、0.156 mg/L。

2.1.4化學需氧量(COD)滆湖主要入湖河流COD的變化趨勢見圖5。入湖河流中COD的變化范圍為16.6～29.2 mg/L，年均值為22.0 mg/L；夏溪河COD含量最高，實測濃度為21.1～29.2 mg/L，平均值為26.5 mg/L；湟里河、中干河、扁擔河、北干河水體中COD評價濃度分別為22.8、21.4、19.9、18.4 mg/L。

2.1.5高錳酸鹽指數(shù)滆湖主要入湖河流高錳酸鹽指數(shù)變化過程見圖6，全年出現(xiàn)多個起伏。實測高錳酸鹽指數(shù)濃度為2.7～8.9 mg/L，平均值為5.9 mg/L；其中湟里河高錳酸鹽指數(shù)平均濃度最高，為5.5～8.6 mg/L，平均值為7.1 mg/L；中干河、夏溪河、扁擔河、北干河實測高錳酸鹽指數(shù)平均值分別為6.5、6.1、5.3、5.0 mg/L。

2.1.6生物需氧量(BOD5)滆湖主要入湖河流BOD5的變化見圖7。入湖河流中BOD5的變化范圍為2.2～7.0 mg/L，年均值為4.3 mg/L；夏溪河水體中BOD5含量最高，為4.2～7.0 mg/L，平均值為5.2 mg/L；北干河BOD5含量最低，為 3.2～3.8 mg/L，平均值為3.5 mg/L；湟里河、扁擔河、中干河實測BOD5平均值分別為4.9、4.5、3.7 mg/L。

2.1.7氨氮解氧(DO)滆湖主要入湖河流DO的變化趨勢見圖8，實測DO濃度為2.1～14.5 mg/L，平均值為 5.8 mg/L；北干河水體中DO含量最高，為5.1～14.5 mg/L，平均值為9.2 mg/L；夏溪河DO含量最低，為2.4～10.2 mg/L，平均值為4.34 mg/L；中干河、湟里河、扁擔河DO平均值分別為5.1、4.87、4.81 mg/L。

2.2　主要入湖污染物通量計算

滆湖主要入湖河流平均日流量年變化過程見圖9，年入湖流量見表1。從表1可以看出，扁擔河等5條主要入湖河流的入湖流量為8.04×108m3，其中扁擔河流量最大，占入湖總流量的46%，其次為北干河，約占入湖總流量的23%。

根據(jù)滆湖主要入湖河流水量水質(zhì)觀測結果，計算入湖污染物通量，5條入湖河流的入湖氨氮總量為865.46 t/年，其中，扁擔河的貢獻率最大，約占入湖氨氮總量的41%，其次為湟里河，約占35%；入湖總氮量為1 654.75 t/年，扁擔河為749.02 t/年，湟里河為483.67 t/年，分別占入湖總氮量的45%、30%；入湖總磷量為174.28 t/年，其中，扁擔河和湟里河較高，總磷入湖量分別為79.70、65.58 t/年，分別占入湖總磷量的46%、38%；COD入湖總量為16 219.74 t/年，其中，扁擔河、湟里河、北干河的貢獻率較大，其入湖COD分別為 7 652.82、3 631.12、33 64.41 t/年，分別占入湖COD總量的47%、22%、21%。

表1　滆湖主要入湖河流的入湖污染物通量

2.3　底泥氮磷污染狀況

根據(jù)滆湖底泥勘測資料[8]，繪制出湖區(qū)底泥分布，從圖10可以看出，滆湖底泥分布相對較淺，平均深度為 0.25 m，底泥蓄積量約為5 100萬m3，底泥深度在0～0.2 m的面積約為84.25 km2，薄泥區(qū)分布最大面積的泥深區(qū)間在0～0.2 m，占51%。

從表2可以看出，根據(jù)滆湖底泥物理性質(zhì)和營養(yǎng)物含量的調(diào)查結果[9]，滆湖表層底泥大部分含水率在60%以上，其中中部湖區(qū)含量較高，接近80%；各湖區(qū)底泥中的氮磷含量差異較為明顯，北部湖區(qū)底泥中總磷平均值最高，其次為中部湖區(qū)，南部湖區(qū)最低；中部湖區(qū)底泥中總氮平均值最高，其次為北部湖區(qū)，南部湖區(qū)最低；北部湖區(qū)、中部湖區(qū)底泥中氮磷含量相對較高，這主要與滆湖西邊面源污染輸入有關。

滆湖底泥蓄積量約為5 400萬m3，取全湖底泥TN含量平均值2.32 g/kg，TP含量平均值0.95 g/kg，底泥比重取 1.5 t/m3，含水量取75%，則滆湖水庫底泥中所含TN的總量為4 4370 t，TP為18 168 t。根據(jù)黃文鈺等在實驗室內(nèi)模擬在不同溫度條件下滆湖底泥柱狀樣水土界面氮和磷的交換，計算得出全湖底泥釋放磷為19.16 t/年，氮為 562.22 t/年[10]。由于上游大量泥沙通過河流入湖和網(wǎng)圍區(qū)大量投加餌料，導致湖中底泥氮、磷富積量逐漸增加，釋放量也相應增多，分別占河道入湖總氮量、總磷量的34%、11%，已成為滆湖不可忽視的氮磷污染源。

表2　滆湖表層底泥營養(yǎng)物質(zhì)含量

3　結論

入湖河流中高錳酸鹽指數(shù)為2.7～8.9 mg/L、氨氮含量為0.21～3.59 mg/L、總氮含量為0.39～4.59 mg/L、總磷含量為0.236～0.624 mg/L，其中湟里河水質(zhì)相對較差，北干河水質(zhì)相對較好。

5條入湖徑流總量為8.04×108m3/年，入湖河流徑流量大小排列次序為扁擔河>北干河>湟里河>中干河>夏溪河；5條入湖河流污染物通量氨氮含量為865.46 t/年、總氮含量為1 654.75 t/年、COD為16 219.74 t/年，主要污染物入湖通量大小排列次序為扁擔河>湟里河>北干河>夏溪河>中干河。

滆湖底泥分布相對較淺，平均深度為0.25 m，最深為 2.5 m，底泥蓄積量約為5 100萬m3，底泥中沉積的氮、磷總量分別為44 370、18 168 t，每年向水體釋放的總氮、總磷量分別為562.22、19.16 t。

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