洪湖市沙套湖及周邊魚塘富營養(yǎng)化調(diào)查評價

劉 飛 李治剛 佘建超 嚴(yán) 闖

（湖北省地質(zhì)局第四地質(zhì)大隊，湖北 咸寧 437100）

湖泊是人類賴以生存的重要水資源，作為封閉、半封閉水體，湖泊有其自身的水力特性和自凈規(guī)律，不僅是農(nóng)業(yè)、養(yǎng)殖、生活用水的主要來源，而且具有保持水源、凈化水質(zhì)、蓄洪抗旱、調(diào)節(jié)氣候，維持區(qū)域生態(tài)平衡、維持生物多樣性等作用［1］。隨著經(jīng)濟發(fā)展，湖北省洪湖市沙套湖及其周邊發(fā)展水產(chǎn)養(yǎng)殖，養(yǎng)殖魚塘中殘餌、水生生物代謝物、養(yǎng)殖消毒農(nóng)藥、過量施用農(nóng)田化肥等造成污染物增多，致使沙套湖面臨一定的環(huán)境問題。

本文選取沙套湖及其周邊魚塘作為研究對象，通過樣品采集和試驗分析，對湖泊及其周邊魚塘富營養(yǎng)化程度做出綜合評價，結(jié)合生態(tài)調(diào)查，分析水生生物生長狀況，為有關(guān)部門治理湖泊富營養(yǎng)化問題提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 樣品采集

樣品布置以“全面控制、突出重點”為原則，于2018年7月在沙套湖及周邊魚塘布置了7件水樣品、36件底積物樣品（湖區(qū)18件，魚塘18件）。

1.2 測定方法

底積物樣品分析氮、磷、有機質(zhì)3項，水樣品分析氮、磷、高錳酸鉀指數(shù)3項。底積物樣品氮、有機質(zhì)含量采用容量法測定，磷含量采用電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法（ICP—OES）測定。水樣品氮含量采用堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法測定，磷采用鉬酸銨分光光度法測定，高錳酸鹽指數(shù)按照《水質(zhì)高錳酸鹽指數(shù)的測定》（GB 11892—1989）測定。分析測試工作由湖北省地質(zhì)實驗測試中心承擔(dān)，樣品分析質(zhì)量滿足《土地質(zhì)量地球化學(xué)評價規(guī)范》（DZ/T 0295—2016）要求。

1.3 數(shù)據(jù)處理與評價方法

采用IBM SPSS 19.0 軟件對數(shù)據(jù)進行了統(tǒng)計分析。為了體現(xiàn)評價方法的一致性，本文水樣品研究采用綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法［2］。

根據(jù)中國環(huán)境監(jiān)測總站（總站生字〔2001〕090 號）《湖泊（水庫）富營養(yǎng)化評價方法及分級技術(shù)規(guī)定》，湖泊（水庫）富營養(yǎng)化狀況評價方法采用綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法TLI（∑）。

中國環(huán)境監(jiān)測總站推薦評價指標(biāo)有葉綠素a（chla）、總磷（TP）、總氮（TN）、透明度（SD）和高錳酸鹽指數(shù)（CODMn）。因本項目經(jīng)費問題，未做葉綠素a（chla）及透明度（SD）測試，本次評價選用總氮（TN）、總磷（TP）及高錳酸鹽指數(shù)（CODMn）。

根據(jù)計算，本項目總氮（TN）、總磷（TP）、高錳酸鹽指數(shù)（CODMn）的權(quán)重Wj分別為0.33、0.34、0.33。

2 結(jié)果與討論

2.1 水樣品分析數(shù)據(jù)與水體營養(yǎng)化評價

項目組分別對長江（水渠）、魚塘及湖區(qū)采集了水樣品，分別利用各元素營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)TLI（TN）、TLI（TP）、TLI（CODMn），計算得到各個樣品點營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)及綜合指數(shù)，見表1。

表1 水樣品營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)及綜合指數(shù)

從表1 可以看出，湖區(qū)及魚塘水體均處于輕度富營養(yǎng)狀態(tài)。出水渠水質(zhì)未處于富營養(yǎng)狀態(tài)，而是處于中營養(yǎng)狀態(tài)，說明湖區(qū)本身存在一定自凈能力。

根據(jù)2011 年湖北省地質(zhì)調(diào)查院《湖北省江漢流域經(jīng)濟區(qū)農(nóng)業(yè)地質(zhì)調(diào)查》報告顯示，江漢流域地表水總磷、總氮富集，富營養(yǎng)化現(xiàn)象比較突出。評價區(qū)內(nèi)，長江水流入內(nèi)荊河后，經(jīng)過引水渠貫入沙套湖及周邊魚塘，評價區(qū)引水渠水質(zhì)亦出現(xiàn)了富營養(yǎng)現(xiàn)象。

項目組對沙套湖周邊進行了生態(tài)地質(zhì)調(diào)查，沙套湖周邊無工業(yè)污染源，畜禽養(yǎng)殖（養(yǎng)豬場、養(yǎng)雞場）實施封閉規(guī)范化養(yǎng)殖，村鎮(zhèn)生活污水收集系統(tǒng)初步完善，湖區(qū)從2018 年已禁止水產(chǎn)養(yǎng)殖，實行清水養(yǎng)殖、人放天養(yǎng)。但是，湖區(qū)周邊農(nóng)田施入大量氮肥、磷肥，在雨季通過地表徑流流入水渠，導(dǎo)致高氮、高磷、高高錳酸鹽“肥水”流向湖泊，成為導(dǎo)致湖泊富營養(yǎng)化的源頭。

2.2 底積物樣品數(shù)據(jù)分析

底積物調(diào)查是水體生態(tài)環(huán)境調(diào)查中的一項重要內(nèi)容，能直觀反映水體的污染來源和污染程度。沙套湖及其周邊魚塘通過底積物采樣器采樣，底積物（0～20 cm）均呈現(xiàn)黑褐色，泥質(zhì)松軟，偶見螺螄，底積物多帶有類似腐殖質(zhì)氣味。底積物數(shù)據(jù)分析結(jié)果具體見表2。

表2 湖區(qū)及魚塘底積物數(shù)據(jù)分析結(jié)果

由于底積物尚無富營養(yǎng)化標(biāo)準(zhǔn)，本文采用國內(nèi)其他湖泊水庫底積物數(shù)據(jù)進行對比，結(jié)果見表3。從表3可以看出，與其他富營養(yǎng)水庫相比，沙套湖底泥中已經(jīng)積累相對富集程度的氮、磷。

由于底積物是湖泊營養(yǎng)的內(nèi)負荷，底積物中氮、磷的釋放是水體氮、磷的重要來源，尤其是在外源減少的情況下，營養(yǎng)豐富的底積物內(nèi)負荷在一定時間內(nèi)依然影響著水體的營養(yǎng)化水平。因此，考慮治理富營養(yǎng)化現(xiàn)象時，底泥的影響不容忽視。

表3 沙套湖與國內(nèi)其他湖泊水庫底泥營養(yǎng)鹽類對比

2.3 水葫蘆生態(tài)環(huán)境調(diào)查

項目組在沙套湖及其周邊魚塘調(diào)查時，發(fā)現(xiàn)湖區(qū)西側(cè)出現(xiàn)小面積水葫蘆（又名水塘水仙）漂浮在水面，面積約1 000 m2。水葫蘆在其分布區(qū)域內(nèi)帶來的負面影響有堵塞航道，窒息其他水生生物的生長，阻礙排灌，破壞漁業(yè)生產(chǎn)，甚至威脅牲畜飲用水及周圍居民生活用水。

3 結(jié)論及建議

3.1 結(jié)論

沙套湖及其周邊魚塘水體處于輕度富營養(yǎng)化狀態(tài)。造成這一現(xiàn)象的原因是江漢流域總體地表水總磷、總氮富集，富營養(yǎng)化現(xiàn)象比較突出；沙套湖周邊農(nóng)田施肥后，在地表徑流沖刷下將農(nóng)田肥料帶入湖區(qū)內(nèi)；沙套湖因長時間處于富營養(yǎng)狀態(tài)，底泥中已經(jīng)富集了一定程度的營養(yǎng)鹽類，這些底泥在水體攪動等情況下會逐漸向水體釋放營養(yǎng)鹽類。

沙套湖西側(cè)出現(xiàn)了小面積的水葫蘆，作為外侵物種，目前暫未大面積繁殖，但其生態(tài)風(fēng)險不容忽視。

3.2 建議

加強農(nóng)田灌溉系統(tǒng)控制，防止雨季地表徑流將農(nóng)田中營養(yǎng)鹽類帶入湖泊；在沙套湖西側(cè)對水葫蘆進行控制性放養(yǎng)，一方面防止水葫蘆肆意生長，另一方面利用水葫蘆凈化水體重金屬鹽類。