杭州西湖与京杭大运河杭州城区段水质对比研究

张志兵，施心路，杨仙玉，刘桂杰，赵元莙，刘晓江

（1．杭州师范大学杭州市动物适应与进化重点实验室，浙江 杭州310036；2．浙江农林大学林业与生物技术学院，浙江 杭州311300；3．重庆师范大学重庆市动物生物学重点实验室，重庆400047；4．浙江安吉梅溪中学，浙江 安吉313300）

杭州西湖与京杭大运河杭州城区段水质对比研究

张志兵1，4，施心路1，3＊，杨仙玉2，刘桂杰1，赵元莙3，刘晓江1

（1．杭州师范大学杭州市动物适应与进化重点实验室，浙江 杭州310036；2．浙江农林大学林业与生物技术学院，浙江 杭州311300；3．重庆师范大学重庆市动物生物学重点实验室，重庆400047；4．浙江安吉梅溪中学，浙江 安吉313300）

于2008年1月，在杭州西湖及京杭大运河杭州城区段各设6个采样站，依据《水和废水监测分析方法》对杭州西湖及京杭大运河杭州城区段水体的水温（T）、pH值、溶解氧（DO）、五日生化需氧量（BOD5）、化学需氧量（CODCr）、总氮（TN）和总磷（TP）等理化指标进行测定．参照《水质标准汇编》（下册）有关“地表水环境质量标准基本项目标准限值”对两水域的水质进行大体评价，对比两水域的水质状况．结果表明：1）京杭大运河杭州段上游入口处（样站1）水质好于运河杭州城区段；2）杭州西湖水域呈现的理化指标（平均值DO：9．96mg／L，CODCr：19．00mg／L，BOD5：1．25mg／L，TN：2．88mg／L，TP：0．247mg／L）均好于京杭大运河杭州城区段水域（平均值 DO：5．54mg／L，CODCr：25．95mg／L，BOD5：3．05mg／L，TN：6．21mg／L，TP：0．525mg／L）；3）两水域的TN和TP（TN：西湖为2．13～3．88mg／L，运河为4．83～9．15mg／L；TP：西湖为0．099～0．376mg／L，运河为0．429～0．752mg／L）含量明显超标，均属典型富营养化水体．

杭州西湖；京杭大运河；理化指标；水质

杭州西湖是中国著名的旅游景点，位于杭州市西侧，一面濒临市区，三面环山，平均水深仅1．56m，全湖被苏堤、白堤分割成5个子湖区：外湖、北里湖、西里湖、岳湖和小南湖，各湖区的水体通过堤下的桥洞相互沟通．湖中有三潭印月、湖心亭和阮公墩3个小岛．有关研究资料［1－5］表明：杭州西湖浮游藻类的种类极为丰富，其中蓝藻、绿藻占优势，水体中氮磷含量普遍存在超标现象，是造成水体富营养化的主因．主要原因是水体中可溶性氮和磷浓度含量过高，刺激了浮游藻类的生长．

京杭大运河是世界上里程最长、工程最大的运河，也是最古老的运河之一．京杭大运河北起北京（涿郡），南至杭州（余杭），贯通海河、黄河、淮河、长江和钱塘江五大水系，全长约1 794km．

有关研究［6－10］表明，京杭大运河杭州城区段水质不容乐观，主要超标项目为有机污染物．主要污染因子为粪大肠菌群、CODMn、TP和NH3－N［11］．京杭大运河杭州城区段水体属于耗氧和富营养复合型有机污染，CODMn、BOD5、TN 和 TP严重超标［12］．

该文旨在通过对杭州西湖和京杭大运河杭州城区段水体理化指标的对比研究，为两水域水体的综合治理提供理论上的补充资料．

1 材料与方法

1．1 监测断面设置

在杭州西湖共设6个采样站（图1）：样站1，设于曲苑凤荷，位于岳湖；样站2，位于北里湖；样站3，位于外湖出水口处；样站4，涌金池，位于外湖；样站5，苏堤入水口处，位于小南湖；样站6，丁家山景区，位于西里湖．京杭大运河杭州城区段6个采样站（图2）：样站1，三堡船闸，钱塘江水流入京杭大运河杭州城区段入口处；样站2，设在杭州汽车东站附近；样站3，位于杭州西湖广场处；样站4，卖鱼桥，有支流；样站5，位于小河直街处；样站6，设于拱宸桥下．

1．2 水样采集与固定

于2008年1月，用1L的采水器取各样站上、中、下3个不同的水层，小心混匀．现场测定水样温度，加入1ml硫酸锰溶液和2ml碱性碘化钾固定水样以测其溶解氧，总氮水样加硫酸酸化至pH≤1保存，总磷水样加硫酸酸化至pH＜2，4℃保存［13］．

1．3 水质状况分析

对所采集的水样按水质评价和监测标准［13－15］进行理化指标分析．主要包括：T（温度）、pH值、DO（溶解氧）、BOD5（五日生化需氧量）、CODCr（化学需氧量）、TN（总氮）、TP（总磷）．

2 结 果

2．1 杭州西湖与京杭大运河杭州城区段水质对比情况

2．1．1 水温、pH 值对比

由图3和图4可见：杭州西湖1月份的水温在7～8℃的范围内变化，京杭大运河杭州城区段各样站的水温几乎完全一致（约7．5℃）；两水域的pH值大体相近，为中性稍偏碱性（pH：7．66～8．09）．2．1．2 DO、CODCr对比

两水域的平均DO相差约2mg／L，京杭大运河杭州城区段的CODCr（11．5～42．32mg／L）总体要高于杭州西湖的CODCr（9．68～26．4mg／L），如图5和图6所示．

2．1．3 BOD5、TN 对比

由图7和图8可知：两水域的BOD5平均值分别为3．05mg／L和1．29mg／L；两水域的TN相差很大，京杭大运河杭州城区段的 TN（6．21mg／L）是杭州西湖（2．88mg／L）的2倍多．

2．1．4 TP对比

京杭大运河杭州城区段各样站TN的平均值为0．525mg／L，杭州西湖各样站TN的平均值为0．247mg／L，如图9所示．

研究发现，京杭州大运河杭州城区段各样站的水温差距很小，主要原因是运河各样站的水深要超过杭州西湖水深．也有研究［16］表明：水温的高低可能会影响水体中的pH值和其他化学指标．两水域pH值均为中性略偏碱性（7．66～8．09），属正常水质范围．杭州西湖所有样站的DO含量（8．93～10．42mg／L）均达Ⅰ类水（≥7．5mg／L）标准，高于京杭大运河杭州城区段（3．76～6．38mg／L）．杭州西湖的CODCr（9．68～26．4mg／L）在Ⅰ～Ⅳ类之间变化，京杭大运河杭州城区段的CODCr在11．5～42．3mg／L的范围内变化，其中样站2最差（42．3mg／L），属于Ⅴ类水体．杭州西湖的BOD5达到Ⅰ类（0．92～1．74mg／L）水质标准，好于运河杭州城区段水体（1．58～5．19mg／L）；TN和TP，杭州西湖（TN：2．13～3．88mg／L，TP：0．099～0．376mg／L）和京杭大运河杭州城区段（TN：4．83～9．15mg／L，TP：0．413～0．752mg／L），除了杭州西湖中的样点1（0．099mg／L）属于Ⅳ类外，其他5个样站及运河杭州城区段的所有样站TN和TP均属于Ⅴ类水质标准以下，说明两水域TN和TP含量超标现象严重，均属典型的富营养化水体．

2．2 杭州西湖与京杭大运河杭州城区段水质评价依据（表1）

表1 地表水环境质量标准基本项目标准限值Tab．1 Environmental Quality Standard for surface water standard limits basic project ／（mg／L）

3 讨 论

水体富营养化是个世界性难题，国内许多湖泊的水质都不容乐观［17－19］．杭州西湖的DO、CODCr、BOD5等较以前均有很大改善［3－5］，西湖水质较整治前有明显的改善，一些清水藻类的物种逐步增多［20］．但TN和TP含量仍然超标，可能存在以下原因：杭州西湖已经有近2 000年历史，自身净化能力较弱，加上地处闹市，大量游客和机动车在景区附近的活动加大了对西湖水质改善的难度；西湖周围有大片茶树林，下雨时含P、N很高的雨水从上游流入西湖．为此，近年来有关部门定期引钱塘江之水净化处理后，经样点5注入西湖进行换水，并加大管理和环保宣传力度．目前，西湖各项水质指标已得到有效控制并逐渐转好，水螅等净水性指示生物也正逐渐增多．

京杭大运河杭州城区段水质同样不容乐观，特别是TN和TP，超标现象尤为严重．将钱塘江入水口处样站1与其他几个设在城区段的样站相比较发现：随着运河往城区的延伸，其水质变得越来越差，特别是TN和TP表现得最为明显．究其原因，主要是城区生活污水的大量排放，加上杭州城区段水流平缓，生物种群简单，自净能力较差，运河上过往船只繁多等因素都会而引起TN和TP含量的增高［12］．

综合两地水域所有理化指标可以看出，杭州西湖的水质整体要好于京杭大运河杭州城区段，但两者均属典型富营养化水体．TN和TP含量超标是引起水质变差的主要原因．除了要解决两水域水浅泥多、生物种群简单等客观因素外，还应加大管理整治力度，严禁向两地排放生活污水和废弃物，坚决关闭水域附近的工厂．同时，有关部门要引进新的治理方法［21］，如构建更多更复杂的食物链，让N、P成为更多水生生物的营养元素，或在水域内种植一些清水性的经济植物，吸收水体中的N、P．

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Abstract：In January 2008，six sampling stations were set up respectively in the West Lake（Hangzhou）and Hangzhou urban section of Beijing－Hangzhou Grand Canal．According to“water and wastewater monitoring and analysis methods”，the experiment measured physical and chemical indexes of them，including the water temperature （T），pH value（pH），dissolved oxygen（DO），biochemical oxygen demand（BOD5），chemical oxygen demand（CODCr），total nitrogen（TN）and total phosphorus（TP）．Referring to the“limiting value about the basic items of environmental quality standard for surface water”from “compilation of water quality standard”，and comparing the water quality of two water areas，the results show that the water quality of the upstream section in Hangzhou section of Beijing－Hangzhou Grand Canal（sampling station 1）is better than that of the urban section．Overall，the water quality of West Lake（Hangzhou）（average DO is 9．96mg／L，CODCris 19．00mg／L，BOD5is 1．25mg／L，TN is 2．88mg／L，TP is 0．247mg／L）is better than that of Hangzhou urban section of Beijing－Hangzhou Grand Canal（average DO is 5．54mg／L，CODCris 25．95mg／L，BOD5is 3．05mg／L，TN is 6．21mg／L，TP is 0．525mg／L）．Two water areas TN（the TN of West Lake（Hangzhou）is 2．13 3．88mg／L，and the TN of Hangzhou urban section of Beijing－Hangzhou Grand Canal is 4．83 9．15mg／L）and TP（the TP of West Lake（Hangzhou）is 0．099 0．376mg／L，and the TP of Hangzhou urban section of Beijing－Hangzhou Grand Canal is 0．429 0．752mg／L）significantly have levels exceeding the standard，it means that they belong to typical eutrophic water．

Key words：West Lake（Hangzhou）；Beijing－Hangzhou Grand Canal；physical and chemical indexes；water quality

The Water Quality Comparative Study on the West Lake（Hangzhou）and Hangzhou Urban Section of Beijing－Hangzhou Grand Canal

ZHANG Zhi－bing1，3，SHI Xin－lu1，3＊，YANG Xian－yu2，LIU Gui－jie1，ZHAO Yuan－jun3，LIU Xiao－jiang1
（1．Hangzhou Key Laboratory for Animal Sciences and Technology，Hangzhou Normal University，Hangzhou 310036，China；
2．School of Forestry and Bio－technology，Zhejiang A ＆F University，Hangzhou 311300，China；
3．Key Laboratory of Animal Biology，Chongqing Normal University，Chongqing 400047，China）

X832

A

1674－232X（2011）01－0059－05

10．3969／j．issn．1674－232X．2011．01．012

2010－03－18

国家自然科学基金（30670222，30670297）；淡水生态与生物技术国家开放实验室基金（2009BF11）；杭州市动物适应与进化重点实验室基金（20100333T05）；重庆市动物学重点实验室（2009001）部分基金资助．

张志兵（1980—），男，湖南隆回人，淡水生态学专业硕士，主要从事水生生物研究．

＊通信作者：施心路（1955—），男，江苏宜兴人，教授，博士，主要从事水生生物生态学研究．E－mail：shixl56＠163．com