南四湖及其入湖河流水環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀分析

李 晶，劉莉瑩，孫 煒，張玉梅

（山東省生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心，濟南 250100）

南四湖位于山東省和江蘇省交界處，是微山湖、昭陽湖、獨山湖、南陽湖等四個相連湖的總稱。其南北長為120 km，東兩寬為5～25 km，全湖面積為1 266 km2，是中國北方最大的淡水湖泊。南四湖地處山東丘陵西部邊緣與黃河沖積平原的交接地帶，二級壩位于湖泊中部，將南四湖一分為二，二級壩以北為上級湖，包括南陽湖、獨山湖和部分昭陽湖；以南為下級湖，包括部分昭陽湖和微山湖，天然情況下水流方向為上級湖匯水入下級湖[1]。南四湖年平均降水量為700 mm 左右，年蒸發(fā)量約為900 mm。水源補給主要來自流域內(nèi)的河川徑流，還有部分引黃尾水注入南四湖。其多年平均入湖年徑流量為37.4 億m3，湖東、西、北3 面承接蘇、魯、豫、皖四省的水量約為5.24 億m3。從韓莊閘、藺家壩閘兩座水利樞紐流出的水量來看，多年平均徑流量為3.07 億m3。

南四湖屬淮河流域，水系豐富，跨山東、江蘇、河南、安徽4 省38 縣（市），總流域面積為3.17 萬km2。其中，山東省境流域面積為2.62 萬km2。南四湖入湖河流有53 條，呈輻聚狀集中于湖。其中，湖東有28條，為山溪性河流；湖西有25 條，為平原坡水性河流。山東省境內(nèi)流域面積1 000 km2以上的河流有東魚河、萬福河、洙趙新河、梁濟運河、府河、泗河、白馬河、十字河及東魚河的3 條支流（北支、南支、勝利河），共計11 條，流域面積300～1 000 km2的河流有20 條。南四湖作為山東省重要湖泊之一，對南四湖和入湖河流水質(zhì)現(xiàn)狀進行評價與比較分析，可為南四湖污染綜合治理和監(jiān)督管理提供有力的技術(shù)支撐[2]。

1 南四湖水質(zhì)監(jiān)測概況與數(shù)據(jù)處理

1.1 水質(zhì)監(jiān)測概況

如圖1 所示，南四湖共設(shè)置6 個水質(zhì)監(jiān)測點位，其中湖區(qū)設(shè)置5 個點位（湖庫），出湖口設(shè)置1 個點位（河流）。南四湖53 條入湖河流共設(shè)置53 個斷面。監(jiān)測頻次為每月監(jiān)測一次。監(jiān)測項目包括《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838—2002）表1 中的23 項基本項目（糞大腸菌群未測）。湖庫同時測定透明度、葉綠素a 和電導(dǎo)率，監(jiān)測項目共計26 項；河流同時測定電導(dǎo)率，監(jiān)測項目共計24 項。

圖1 南四湖水質(zhì)監(jiān)測點位

1.2 數(shù)據(jù)處理

評價標(biāo)準(zhǔn)采用《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838—2002）。評價指標(biāo)采用《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838—2002）表1 中除水溫、總氮、糞大腸菌群以外的21 項指標(biāo)。評價時段內(nèi)，湖庫點位或河流斷面水質(zhì)為優(yōu)或良好時，不評價主要污染指標(biāo)。水質(zhì)超過Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)時，選擇水質(zhì)類別最差的前三項指標(biāo)作為主要污染指標(biāo)，主要污染指標(biāo)的超標(biāo)倍數(shù)是指該指標(biāo)濃度超過Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的倍數(shù)[3]。

從評價方法來看，水質(zhì)類別評價采用單因子評價法。南四湖點位總數(shù)在5 個（含5 個）以上時，采用斷面水質(zhì)類別比例法，即根據(jù)評價湖庫中各水質(zhì)類別的點位數(shù)占湖庫評價點位總數(shù)的百分比來評價南四湖總體水質(zhì)狀況。湖庫水質(zhì)類別比例與水質(zhì)定性評價分級的對應(yīng)關(guān)系如表1 所示。

表1 湖庫水質(zhì)定性評價分級

2 南四湖水質(zhì)現(xiàn)狀監(jiān)測與評價

2.1 南四湖水質(zhì)

2021 年，南四湖水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果如表2 至表5、圖2 至圖4 所示。南四湖水質(zhì)總體為輕度污染，呈輕度富營養(yǎng)化狀態(tài)。監(jiān)測的6 個點位中，Ⅰ～Ⅲ類水質(zhì)點位占66.7%；Ⅳ類占33.3%；無Ⅴ類和劣Ⅴ類點位。湖區(qū)5 個點位綜合營養(yǎng)指數(shù)在49.8～53.3，平均綜合營養(yǎng)指數(shù)為51.2。

表2 2021 年南四湖整體水質(zhì)狀況

表3 2021 年南四湖各點位水質(zhì)狀況

表4 2021 年1—12 月南四湖水質(zhì)狀況

表5 2021 年南四湖主要污染指標(biāo)

圖2 2021 年南四湖營養(yǎng)狀態(tài)

圖3 2021 年南四湖總磷濃度月際變化

圖4 2021 年南四湖總氮濃度月際變化

南四湖下級湖水質(zhì)優(yōu)于上級湖。下級湖大捐、島東和韓莊閘3 個點位水質(zhì)均為Ⅲ類；上級湖前白口、南陽和二級壩3 個點位中Ⅳ類水質(zhì)占66.7%，Ⅲ類占33.7%。2021 年，下級湖3 個點位Ⅰ～Ⅲ類水質(zhì)分別占83.4%、75.0%和75.0%，僅大捐有Ⅴ類水質(zhì)，占8.3%；上級湖3 個點位Ⅰ～Ⅲ類水質(zhì)分別占91.7%、83.3%和72.7%，前白口和南陽2 個點位出現(xiàn)Ⅴ類水質(zhì)，分別占9.1%和8.3%。

南四湖水質(zhì)月際差異明顯。2021 年1—12 月，除7 月、9 月和10 月水質(zhì)為輕度污染，其余月份均在優(yōu)和良好之間變化。以10 月水質(zhì)最差，Ⅰ～Ⅲ類水質(zhì)點位僅占16.7%，Ⅴ類水質(zhì)占50.0%；7 月和9 月，Ⅰ～Ⅲ類水質(zhì)點位分別占66.7%和50.0%；其余月份Ⅰ～Ⅲ類水質(zhì)點位占比均在80%以上。

南四湖湖區(qū)5 個點位是湖庫點位，總磷按Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)（湖庫）評價；韓莊閘是出湖口點位，總磷按照Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)（河流）評價?？偭滓殉^化學(xué)需氧量和氨氮成為南四湖的主要污染指標(biāo)，其點位超標(biāo)率為33.3%。26 項監(jiān)測指標(biāo)中，僅總磷年均值超過Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，超標(biāo)0.02 倍。2021 年，南四湖湖區(qū)總磷月均值僅9 月和10 月超過Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，分別超標(biāo)0.23 和1.36 倍，其余月份均不超標(biāo)。韓莊閘作為出湖口的河流斷面，全年總磷月均值均不超標(biāo)。

總氮單獨評價時，南四湖湖區(qū)總體為中度污染。湖區(qū)Ⅳ類和Ⅴ類水質(zhì)點位各占40.0%，劣Ⅴ類占20.0%。湖區(qū)5 個點位總氮年均值均超過Ⅲ水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，最大超標(biāo)1.16 倍。

南四湖湖區(qū)主要污染指標(biāo)總磷與總氮濃度變化有明顯趨同性。2021 年1—12 月，總磷和總氮濃度均在6 月開始逐月升高，至10 月達到峰值，11—12月有所回落。10 月，南四湖湖區(qū)總磷和總氮濃度均為全年最大值，其中總磷月均值為0.12 mg/L，超過Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)1.36 倍；總氮月均值為3.68 mg/L，超過Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)2.68 倍。

2.2 南四湖入湖河流水質(zhì)

2021 年，南四湖53 條入湖河流水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果如表6、表7 和圖5 所示。南四湖入湖河流水質(zhì)總體為輕度污染。監(jiān)測的53 個水質(zhì)斷面中，Ⅰ～Ⅲ類水質(zhì)斷面占51.0%；Ⅳ類和Ⅴ類分別占39.6%和3.8%；劣Ⅴ類水質(zhì)斷面占5.6%。

圖5 2021 年1—12 月南四湖53 條入湖河流總磷濃度月際變化

表6 2021 年1—12 月南四湖53 條入湖河流水質(zhì)狀況

表7 2021 年南四湖53 條入湖河流區(qū)域水質(zhì)狀況

入湖河流主要污染指標(biāo)為化學(xué)需氧量、高錳酸鹽指數(shù)和總磷，其斷面超標(biāo)率分別為35.8%、26.4%和17.0%。從年均值最大超標(biāo)倍數(shù)來看，化學(xué)需氧量為1.38 倍，高錳酸鹽指數(shù)為1.23 倍，總磷為4.82 倍。

入湖河流水質(zhì)季節(jié)變化明顯，冬季和春季水質(zhì)較好，秋季次之，夏季水質(zhì)相對較差。2021 年1—6月，Ⅰ～Ⅲ類水質(zhì)斷面占比均在60%以上，以4 月最高，占73.5%；劣Ⅴ類水質(zhì)斷面占比在2.0%～9.6%變化。7—9 月，隨著降雨量的增加，入湖河流水質(zhì)有所下降，Ⅰ～Ⅲ類水質(zhì)斷面占比均低于40%，分別為34.0%、37.7%和30.2%；劣Ⅴ類水質(zhì)斷面占比則分別為14.0%、9.4%和7.5%。10—12 月，入湖河流水質(zhì)逐漸好轉(zhuǎn)，Ⅰ～Ⅲ類水質(zhì)斷面占比逐月上升，分別為47.2%、52.8%和60.4%；劣Ⅴ類水質(zhì)斷面占比則在0.0%～5.7%變化。

入湖河流水質(zhì)區(qū)域差異顯著，以江蘇省入境斷面水質(zhì)相對較差。53 個入湖河流水質(zhì)斷面中，劣Ⅴ類水質(zhì)斷面有3 個，均為江蘇省入境斷面。10 個江蘇入境斷面中，Ⅰ～Ⅲ類水質(zhì)斷面占40.0%，Ⅳ類和Ⅴ類分別占20.0%和10.0%，劣Ⅴ類水質(zhì)斷面占30.0%；5 個棗莊市入境斷面中，Ⅰ～Ⅲ類和Ⅳ類水質(zhì)斷面各占40.0%，Ⅴ類占20.0%，無劣Ⅴ類水質(zhì)斷面；濟寧市38 個入湖河流水質(zhì)斷面中，Ⅰ～Ⅲ類水質(zhì)斷面占55.3%，Ⅳ類占44.7%，無Ⅴ類和劣Ⅴ類水質(zhì)斷面。

總磷作為南四湖主要污染指標(biāo)，其在入湖河流中的超標(biāo)現(xiàn)象并不嚴(yán)重。53 個入湖河流水質(zhì)斷面中，總磷年均值超標(biāo)的斷面有9 個，主要集中在江蘇省入境斷面（4 個），其占總磷超標(biāo)斷面的44.5%，超標(biāo)倍數(shù)介于0.28～4.82 倍；棗莊市入境斷面有3 個，占33.3%，超標(biāo)倍數(shù)介于0.02～0.69 倍；濟寧市入境斷面有2 個，占22.2%，其超標(biāo)倍數(shù)分別為0.08 倍和0.21 倍。2021 年1—12 月，只有7—10 月入湖河流總磷月均值濃度超過Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，超標(biāo)倍數(shù)介于0.06～0.24 倍。

3 結(jié)果與討論

3.1 南四湖水質(zhì)

南四湖水質(zhì)總體為輕度污染，屬輕度富營養(yǎng)化，其下級湖水質(zhì)優(yōu)于上級湖。南四湖水質(zhì)月際差異明顯。全年除7 月、9 月和10 月水質(zhì)為輕度污染，其余月份均在優(yōu)和良好之間變化。以10 月水質(zhì)最差，Ⅰ～Ⅲ類水質(zhì)點位僅占16.7%?？偭滓殉^化學(xué)需氧量和氨氮成為南四湖的主要污染指標(biāo)，點位超標(biāo)率為33.3%。總磷與總氮濃度變化有明顯趨同性。全年1—12 月，總磷和總氮濃度均在6 月開始逐月升高，至10 月達到峰值，11—12 月有所回落。

3.2 南四湖入湖河流水質(zhì)

南四湖入湖河流水質(zhì)總體為輕度污染，主要污染指標(biāo)為化學(xué)需氧量、高錳酸鹽指數(shù)和總磷。南四湖入湖河流水質(zhì)季節(jié)變化明顯，冬季和春季水質(zhì)較好，秋季次之，夏季水質(zhì)相對較差。南四湖入湖河流水質(zhì)區(qū)域差異顯著，以江蘇省入境斷面水質(zhì)相對較差。53 個入湖河流水質(zhì)斷面中，劣Ⅴ類水質(zhì)斷面有3 個，均為江蘇省入境斷面?？偭鬃鳛槟纤暮饕廴局笜?biāo)，其在入湖河流中的超標(biāo)現(xiàn)象并不嚴(yán)重。53 個入湖河流水質(zhì)斷面中，總磷年均值超標(biāo)的斷面有9 個，主要集中在江蘇省入境斷面（4 個），其占總磷超標(biāo)斷面的44.5%。全年只有7—10 月入湖河流總磷月均值濃度超過Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，超標(biāo)倍數(shù)介于0.06～0.24 倍。

3.3 比較分析

南四湖上級湖水質(zhì)劣于下級湖。2021 年，上級湖3 個點位中，Ⅳ類水質(zhì)占66.7%，Ⅲ類占33.7%，下級湖3 個點位水質(zhì)均為Ⅲ類。其原因主要是上級湖入湖河流眾多，污染物承載量大，而上、下級湖庫容分布由北向南遞增，因此上級湖湖水自凈與稀釋作用小于下級湖；下級湖入湖河流較少，污染物承載量相對較少；南水北調(diào)東線工程將長江水向北輸送，來水水量大且水質(zhì)較好，對下級湖湖區(qū)水質(zhì)改善起到一定作用[4]。

南四湖水質(zhì)優(yōu)于入湖河流水質(zhì)。2021 年，南四湖及其入湖河流水質(zhì)總體均為輕度污染，但南四湖Ⅰ～Ⅲ類水質(zhì)點位占66.7%，高于入湖河流15.7 個百分點；南四湖無劣Ⅴ類水質(zhì)點位，入湖河流劣Ⅴ類水質(zhì)斷面占5.6%。

南四湖及其入湖河流水質(zhì)月際變化趨勢基本一致。二者均是1—6 月水質(zhì)較好，7—10 月水質(zhì)相對較差。從1—6 月南四湖Ⅰ～Ⅲ類水質(zhì)點位占比來看，3 月為83.3%，其余5 個月份均為100%；入湖河流Ⅰ～Ⅲ類水質(zhì)斷面占比均在60%以上。7—10 月，南四湖Ⅰ～Ⅲ類水質(zhì)點位占比為16.7%～100.0%，入湖河流為30.2%～47.2%。由此可以看出，隨著雨季（夏季）來臨，受降雨影響，河流和湖庫水質(zhì)均有不同程度的下降。

南四湖及其入湖河流主要污染指標(biāo)有所差異。2021 年，南四湖主要污染指標(biāo)為總磷，點位超標(biāo)率為33.3%。南四湖入湖河流主要污染指標(biāo)為化學(xué)需氧量、高錳酸鹽指數(shù)和總磷，斷面超標(biāo)率分別為35.8%、26.4%和17.1%。

總磷作為南四湖主要污染指標(biāo)，其在入湖河流中的超標(biāo)現(xiàn)象并不嚴(yán)重。53 個入湖河流水質(zhì)斷面中，總磷年均值超標(biāo)的斷面有9 個，斷面超標(biāo)率為17.0%，最大超標(biāo)倍數(shù)為4.82 倍。全年1—12 月，只有7—10 月入湖河流總磷月均值濃度超過Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，超標(biāo)倍數(shù)為0.06～0.24 倍。雖然總磷在入湖河流中的超標(biāo)現(xiàn)象并不嚴(yán)重，但因《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838—2002）針對河流總磷和湖庫總磷確定了不同的標(biāo)準(zhǔn)限值，湖庫總磷Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)與河流相比要嚴(yán)格許多。同時，南四湖與入湖河流水體交換較快，湖庫水質(zhì)受入湖河流影響，因此出現(xiàn)入湖河流總磷達標(biāo)但湖庫總磷難以達標(biāo)的情況。

4 對策

近年來，為持續(xù)改善南四湖水質(zhì)，山東省高度重視南四湖水污染防治工作，采取多種措施提升南四湖流域水環(huán)境質(zhì)量。

4.1 實施以控制單元為基礎(chǔ)的水環(huán)境質(zhì)量目標(biāo)管理

建立流域、水生態(tài)控制區(qū)、水環(huán)境控制單元三級分區(qū)體系，實施全省流域水環(huán)境質(zhì)量目標(biāo)管理。全面推行河長制和湖長制，建立責(zé)任明確、協(xié)調(diào)有序、監(jiān)管嚴(yán)格的湖泊管理長效機制和政策保障體系。采取諸如強化工業(yè)污染防治、深入開展生態(tài)修復(fù)等措施，改善南四湖水環(huán)境質(zhì)量。

4.2 深化“治用保”多措并舉的流域治污體系，扎實推進流域綜合治理

“治”方面，采取多種措施，實施全過程水污染防治。實施重點行業(yè)深度治理和工業(yè)污染源全面達標(biāo)排放計劃；建立農(nóng)業(yè)農(nóng)村污染專業(yè)化、規(guī)?；⑸鐣卫砟Ｊ?，解決農(nóng)村面源和畜禽養(yǎng)殖污染問題。“用”方面，促進水資源節(jié)約和循環(huán)利用，提升經(jīng)濟社會發(fā)展的水資源承載能力。“?！狈矫妫訌娚鷳B(tài)環(huán)境的保護與恢復(fù)，糾正生態(tài)破壞行為，修復(fù)受損生態(tài)環(huán)境，提高生態(tài)環(huán)境承載能力。

4.3 完善水環(huán)境日常監(jiān)管機制，持續(xù)加大環(huán)境執(zhí)法監(jiān)察力度

一是成立專門機構(gòu)定期對南四湖水質(zhì)進行分析，建立南四湖流域水生態(tài)環(huán)境保護聯(lián)動工作機制。二是完善水污染防治長效管理機制，將考核斷面的水質(zhì)狀況納入各市河、湖長制工作年度考核。建立省市縣三級常態(tài)化、網(wǎng)絡(luò)化、實時化調(diào)度機制。三是結(jié)合各級各類環(huán)保督察和專項行動，督促地方政府加大違法企業(yè)打擊力度。對治污工作推進不力，水質(zhì)長期超標(biāo)未出現(xiàn)改善的，提請省政府對責(zé)任地方政府主要負(fù)責(zé)同志進行約談；對經(jīng)核實存在履職不到位等行為的單位和個人，依法依紀(jì)實施問責(zé)。

5 結(jié)論

本文通過開展水質(zhì)監(jiān)測，明確南四湖及其入湖河流水環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀，然后分析山東省近年來采取的南四湖水質(zhì)改善措施。未來，要進一步調(diào)整南四湖流域工業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，將入湖河流污染的源頭控制與湖泊內(nèi)源污染防治相結(jié)合，加強南四湖流域重點工業(yè)企業(yè)監(jiān)管，協(xié)同推進工程治污、結(jié)構(gòu)減排與監(jiān)管控污。對湖區(qū)相關(guān)城市污水處理廠處理工藝進行改造升級，提升其脫氮除磷效果，保障入湖水質(zhì)達到Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)。重視農(nóng)村面源、生活污水和畜禽養(yǎng)殖污染的控制與治理，推進農(nóng)業(yè)清潔生產(chǎn)。湖區(qū)因地制宜建設(shè)人工濕地，推廣綠色健康養(yǎng)殖模式，加強水產(chǎn)養(yǎng)殖尾水治理，積極發(fā)展生態(tài)漁業(yè)和清潔養(yǎng)殖[5]。