以南四湖為例談漁業(yè)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測技術(shù)優(yōu)化與質(zhì)量評(píng)價(jià)

劉紅彩

（山東省淡水漁業(yè)研究院，山東 濟(jì)南 250013）

漁業(yè)資源屬于可更新的資源類型，只要采取合適的方法對(duì)漁業(yè)資源進(jìn)行利用，就可以長期向市場提供優(yōu)質(zhì)的漁業(yè)資源。隨著人們生活水平的提高，漁業(yè)資源的需求量也在不斷提升，必須要保證漁業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，才能夠滿足當(dāng)前的市場需求。漁業(yè)資源的發(fā)展和水域環(huán)境資源之間有著緊密的聯(lián)系，如果水域環(huán)境資源較差，無法進(jìn)行可持續(xù)利用，將會(huì)嚴(yán)重制約漁業(yè)的發(fā)展。生態(tài)環(huán)境保護(hù)是當(dāng)前我國社會(huì)發(fā)展過程中最為重要的任務(wù)之一，如果沒有對(duì)漁業(yè)生態(tài)環(huán)境進(jìn)行及時(shí)監(jiān)測，就難以發(fā)現(xiàn)漁業(yè)生態(tài)環(huán)境存在的問題，不僅會(huì)增加后續(xù)生態(tài)環(huán)境治理難度，還會(huì)影響漁業(yè)發(fā)展。因此相關(guān)部門開始研究如何對(duì)漁業(yè)生態(tài)環(huán)境進(jìn)行準(zhǔn)確評(píng)價(jià)，以此來調(diào)查漁業(yè)水域環(huán)境存在的各種生態(tài)問題，從而采取相應(yīng)的措施保護(hù)水生生物資源，達(dá)到促進(jìn)水利生態(tài)資源可持續(xù)利用的目的。

1 南四湖概況

南四湖（E 116°34'～117°21'，N 34°27'～35°20'）是山東省內(nèi)的淡水湖泊，處于山東省濟(jì)寧市，由4個(gè)湖泊相連共同組成，包括南陽湖、獨(dú)山湖、邵陽湖以及微山湖，在淮北地區(qū)淡水湖泊之中面積最大，且結(jié)構(gòu)也最為完整。為了保護(hù)南四湖的生態(tài)系統(tǒng)，當(dāng)?shù)爻闪⒘四纤暮匀槐Ｗo(hù)區(qū)。南四湖的整體面積為1 266 km2，屬于淺水富營養(yǎng)型湖泊，有豐富的自然資源，盛產(chǎn)水生動(dòng)物和水生植物，是山東省最為主要的淡水漁業(yè)基地。南四湖南北長度為126 km，東西寬度為5～25 km，中間部位最窄。

2 監(jiān)測與評(píng)價(jià)方法

2.1 監(jiān)測時(shí)間

選擇在每年的5 月和8 月進(jìn)行監(jiān)測，此時(shí)是魚類的產(chǎn)卵繁殖階段和水生生物主要發(fā)育階段，監(jiān)測時(shí)間為2012—2016 年，對(duì)南四湖的漁業(yè)生態(tài)環(huán)境實(shí)施定期監(jiān)測，并對(duì)其進(jìn)行質(zhì)量評(píng)價(jià)。

2.2 監(jiān)測位置

在南四湖一共設(shè)置6 個(gè)不同的監(jiān)測點(diǎn)，其中上級(jí)湖設(shè)置3 個(gè)監(jiān)測點(diǎn)，下級(jí)湖設(shè)置3 個(gè)監(jiān)測點(diǎn)。

2.3 監(jiān)測項(xiàng)目

監(jiān)測項(xiàng)目包括水質(zhì)指標(biāo)和生物指標(biāo)，水質(zhì)指標(biāo)包括pH 值、ρ（溶解氧）、透明度、8 大離子、總氮、總磷、高錳酸鹽指數(shù)、銨氮、亞硝酸鹽氮、活性磷酸鹽等。生物指標(biāo)包括葉綠素a、浮游植物以及浮游動(dòng)物的定性和定量分析。

2.4 采樣方式

根據(jù)《水質(zhì)湖泊和水庫采樣技術(shù)指導(dǎo)》對(duì)水質(zhì)實(shí)施有效采樣，根據(jù)《內(nèi)陸水域漁業(yè)自然資源調(diào)查手冊(cè)》對(duì)浮游動(dòng)植物實(shí)施有效采樣，并對(duì)其進(jìn)行固定。

2.5 監(jiān)測計(jì)劃

使用酸度計(jì)對(duì)pH 值進(jìn)行檢測，使用碘量法對(duì)ρ（溶解氧）進(jìn)行檢測，使用賽騎士盤法對(duì)透明度進(jìn)行檢測，用堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度對(duì)方式對(duì)總氮實(shí)施檢測，使用鉬酸銨分光光度法對(duì)總磷、活性磷酸鹽進(jìn)行檢測，使用酸性高錳酸鉀法對(duì)高錳酸鹽指數(shù)進(jìn)行檢測，使用酚二磺酸分光光度法，對(duì)亞硝酸鹽氮與硝酸鹽氮進(jìn)行檢測。使用分光光度法對(duì)葉綠素a 進(jìn)行檢測，根據(jù)《內(nèi)陸水域漁業(yè)自然資源調(diào)查手冊(cè)》對(duì)浮游植物、動(dòng)物實(shí)施定性分析和定量分析[1]。

2.6 評(píng)價(jià)方式

對(duì)水體的營養(yǎng)程度進(jìn)行評(píng)價(jià)，使用綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法進(jìn)行評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)指標(biāo)包括葉綠素、總磷、總氮、透明度、高錳酸鹽指數(shù)[2]。營養(yǎng)狀態(tài)包括貧營養(yǎng)狀態(tài)、中營養(yǎng)狀態(tài)、富營養(yǎng)狀態(tài)、輕度富營養(yǎng)狀態(tài)、中度富營養(yǎng)狀況、重度富營養(yǎng)狀態(tài)，各營養(yǎng)狀態(tài)判斷標(biāo)準(zhǔn)分別為TLI＜30，30≤TLI≤50、TLI＞50、50＜TLI≤60、60＜TLI≤70、TLI＞70。在相同的營養(yǎng)狀態(tài)之下，對(duì)比相關(guān)的指數(shù)值，指數(shù)值和營養(yǎng)程度之間為正比關(guān)系[3]。

3 監(jiān)測結(jié)果與分析

3.1 礦化度和水型監(jiān)測結(jié)果

礦化度可以反映南四湖的具體化學(xué)類型，是主要的化學(xué)屬性，同時(shí)還可以展示湖泊內(nèi)部鹽類物質(zhì)的積累情況或者鹽類物質(zhì)稀釋的環(huán)境情況[4]。南四湖中K++Na+質(zhì)量濃度45.8～86.4 mg/L，均值為68.8 mg/L，濃度為1.83～3.46 mmol/L，均值為2.72 mmol/L；1/2Ca2+質(zhì)量濃度28～62 mg/L，均值為46 mg/L，濃度為1.4～3.09 mmol/L，均值為2.3 mmol/L；1/2 Mg2+質(zhì)量濃度18.9～34 mg/L，均值為27.5 mg/L，濃度為1.55～2.8 mmol/L，均值為2.26 mmol/L；Cl-質(zhì)量濃度62.8～135.6 mg/L，均值為103.5 mg/L，濃度為1.77～3.82 mmol/L，均值為2.92 mmol/L；1/2 SO42-質(zhì)量濃度70.9～110.6 mg/L，均值為95 mg/L，濃度為1.48～2.3 mmol/L，均值為1.98 mmol/L；1/2 CO32-質(zhì)量濃度0～8.1 mg/L，均值為2.9 mg/L，濃度為0～2.27 mmol/L，均值為0.1 mmol/L；HCO3-質(zhì)量濃度117.3～183.6 mg/L，均值為149.1 mg/L，濃度為1.92～3.01 mmol/L，均值為2.44 mmol/L；礦化度質(zhì)量濃度487.1～554.6 mg/L，均值為516.3 mg/L。

3.2 南四湖水化學(xué)因子不同年份比較

1983 年K++Na+、Ca2+、Mg2+、CI-、SO42-、CO32-、HCO3-、礦化度分別為82.8、25.4、23.2、69.9、85.7、13.5、139.5、440，水型為碳酸鹽水型。2016 年K++Na+、Ca2+、Mg2+、CI-、SO42-、CO32-、HCO3-、礦化度分別為70、55、26.4、99.2、105.9、1.8、162.4、520.1，水型為氯化物水型。

結(jié)合離子含量、礦化度以及化學(xué)因子比較，可以發(fā)現(xiàn)目前南四湖除HCO3-與CO32-之外，各項(xiàng)離子和礦化度均呈現(xiàn)持續(xù)上升的趨勢，水型從最初的碳酸鹽水型開始轉(zhuǎn)變?yōu)槁然镄?，代表外界向湖中輸入了氯化物或者硫酸鹽類物質(zhì)，從而造成南四湖水型出現(xiàn)變化[5]。在離子中K++Na+最高，在陽離子中占比已經(jīng)達(dá)到37.6%；1/2 Mg2+的含量最低，在陽離子中占比為30.9%；1/2 Ca2+居中，為31.5%。三種離子的含量相差較少，這也是促進(jìn)水型轉(zhuǎn)變的主要原因[4]。陰離子包括Cl-、HCO3-、1/2 CO32-、1/2 SO42-，其含量依次降低，最高的Cl-為39.2%，最低的1/2 SO42-為26.7%，其余為34.1%。由此可以判定南四湖屬于氯化水。

3.3 pH 值、ρ（溶解氧）以及生物營養(yǎng)物質(zhì)檢測結(jié)果和分析

南四湖pH 值為7.67～9.03，均值為8.29，按照pH 值可以將其歸為弱堿性水體，ρ（溶解氧）為4.5～12.3 mg/L。在pH 值超過8.4 的水域，ρ（溶解氧）在8.5 mg/L 之上，說明浮游植物的光和作用強(qiáng)度過大，會(huì)持續(xù)性地消耗水中處于游離狀態(tài)的二氧化碳，使得酸堿值以及ρ（溶解氧）有所上升[6]。NH4+-N、NO2--N、NO3--N、總氮、PO43--P、總氮、高錳酸鹽指數(shù)的質(zhì)量濃度分別為0.13～0.69 mg/L、0.01～0.3 mg/L、0.2～1.9 mg/L、1.09～3.67 mg/L、0.01～0.02 mg/L、0.04～0.87 mg/L、4.97～7.73 mg/L，均值分別為0.43 mg/L、0.083 mg/L、0.76 mg/L、2.03 mg/L、0.01 mg/L、0.45 mg/L、6.19 mg/L。NH4+-N、NO2--N、NO3--N 以及有機(jī)氮都屬于總氮的范疇，藻類在生長發(fā)育時(shí)會(huì)消耗前3種，即無機(jī)氮，包括氨以及硝酸鹽[7]。通過上述檢測結(jié)果可以推斷南四湖中含有較多的總磷，懸浮有機(jī)磷可能會(huì)持續(xù)性地轉(zhuǎn)換為磷酸鹽，進(jìn)而促進(jìn)藻類的生長發(fā)育。

3.4 透明度、葉綠素、浮游生物檢測結(jié)果及其分析

對(duì)南四湖富營養(yǎng)化因子進(jìn)行檢測，檢測項(xiàng)目包括總磷、總氮、總氮/總磷、葉綠素、透明度和高錳酸鹽指數(shù)。2012 年5 月檢測結(jié)果分別為0.869 mg/L、1.81 mg/L、2.08、22.2 mg/m3、0.38 m、6.27 mg/L。2013年5 月檢測結(jié)果分別為0.724 mg/L、1.39 mg/L、1.92、12 mg/m3、0.79 m、5.27 mg/L。2013 年8 月檢測結(jié)果分別為0.696 mg/L、2.83 mg/L、4.07、34.9 mg/m3、0.38 m、5.46 mg/L。2014 年5 月檢測結(jié)果分別為0.24 mg/L、1.65 mg/L、6.87、12.2 mg/m3、0.63 m、7.47 mg/L。2014 年8 月檢測結(jié)果分別為0.294 mg/L、1.78 mg/L、6.25、25.5 mg/m3、0.35 m、6.17 mg/L。2015 年5 月檢測結(jié)果分別為0.281 mg/L、1.09 mg/L、3.86、6.17 mg/m3、0.45 m、7.59 mg/L。2015 年8 月檢測結(jié)果分別為0.039 mg/L、3.67 mg/L、94.2、19.7 mg/m3、0.63 m、4.97 mg/L。對(duì)南四湖在2012 年5 月、2013 年8 月、2014 年8 月、2015 年5 月的透明度進(jìn)行評(píng)價(jià)，可以將其定義為富營養(yǎng)狀態(tài)。8 月的葉綠素含量普遍高于5 月的，結(jié)合營養(yǎng)狀態(tài)評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行分析，可以得出5 月和8 月分別屬于富營養(yǎng)和超富營養(yǎng)[8]。

3.5 南四湖水質(zhì)綜合評(píng)價(jià)

2012 年5 月屬于中度富營養(yǎng)狀態(tài)，中度污染狀態(tài)，2013 年5 月屬于輕度富營養(yǎng)狀態(tài)，輕度污染狀態(tài)，2013 年8 月屬于中度富營養(yǎng)狀態(tài)，中度污染狀態(tài)，2014 年5 月屬于輕度富營養(yǎng)狀態(tài)，輕度污染狀態(tài)，2014 年8 月屬于中度富營養(yǎng)狀態(tài)，中度污染狀態(tài)，2015 年5 月屬于輕度富營養(yǎng)狀態(tài)，輕度污染狀態(tài)，2015 年8 月屬于輕度富營養(yǎng)狀態(tài)，輕度污染狀態(tài)。2012 年至2015 年每年5 月的TLI 分別為66.5、59.9、59.6、58.1，2012 年至2015 年8 月的TLI 分別為67.8、63.7、55.9，二者都呈逐年減小的趨勢，說明南四湖濕地富營養(yǎng)化程度呈現(xiàn)持續(xù)下降的趨勢。通過對(duì)營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)的評(píng)分值進(jìn)行評(píng)估，可以明確導(dǎo)致南四湖污染的主要物質(zhì)為磷、氮以及有機(jī)物，其中磷污染屬于最為嚴(yán)重的污染[9]。