湿地对水质影响的初步研究—以西溪湿地为例

何晓丽，何 卿

（1.杭州市水文水资源监测总站，浙江 杭州 310009；2.杭州市园林绿化工程股份有限公司，浙江 杭州 310006）

西溪湿地是在古河滩遗存的基础上及1000多年来人类农渔耕共同影响下形成的城市边缘次生湿地，是杭州市宝贵的生态与文化资源，被誉为杭州的 “城市之肾”。西溪湿地位于杭州城区西缘，与西湖仅一山之隔，总面积16.15k m2，其核心区域面积11.15k m2，主要是由沼泽、湖漾和鱼塘等组成，水域面积超过50%。湿地内部河流交错围合汇聚，由浙江省的苕溪和钱塘江2大水系发育而成，隶属于杭州市区运河水系的运西片，经余杭塘河汇入京杭运河，通太湖水系，经市政水利改造工程后与西湖、钱塘江贯通循环。区域内行洪河道主要有南北向的五常港、蒋村港、紫金港，东西向的沿山河、严家港，最终汇入余杭塘河。

自20世纪50年代，有国外科学家发现湿地植物通过一系列生物、物理、化学过程能够实现污水的净化，尤其对氮、磷有较高的去除效率［1-2］。除植物生长过程中吸收的营养物质外，湿地植物也可在体内大量吸收、富集某些金属和重金属［3］。湿地对水质产生的影响及其规律是本文探讨的重点，选取西溪湿地引水口、湿地内部河道水、湿地出水口3个监测站点2011—2014年水质监测资料，分析p H值、高锰酸盐指数、总磷浓度、总氮浓度变化趋势，初步探讨西溪湿地各个季节对水质作用的变化规律。

1 研究方法

1.1 采样点布设与监测周期

水样布点和采集依据国家水利行业标准S L 187—96《水质采样技术规程》进行。为达到了解西溪湿地对水质作用情况和比对的目的，本文以湿地引水点—湿地内—湿地出水点为取样点，根据西溪湿地河道走向，引配水情况，选取了外部汇水河道 （蒋村港）、西溪湿地内部主要过水河道 （秋雪庵）、钱塘江引水处 （珊瑚沙），分别设置监测断面。每2个月进行取样监测。

图1 监测点位分布图

1.2 监测项目与监测方法

本文结合河道污染特点，选择p H值、高锰酸盐指数、总磷、总氮等项目，作为水质分析对象。其中p H值现场测定，高锰酸盐指数用G B／T 11892—1989《酸性高锰酸钾法》、总磷用G B／T 11893—1989《钼酸铵分光光度法》、总氮用G B／T 11893—1989《碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法》。采用2011—2014年各采样点的水质监测数据作为西溪湿地水质变化评价的资料。

2 结果与分析

2.1 p H值变化分析探讨

p H值是表征水体酸碱度的指标。通过对2011—2014年2、4、6、8、10、12月份3个监测点p H数值的整理，结果见图2。

图2 2011—2014年西溪湿地p H值变化趋势图

由图2可以看出，3个测点中秋雪庵全年p H值变化最小，常年稳定在7.23～7.66，常年平均值为7.44，夏季值略高于其他季节；蒋村港次之在7.27～7.76，常年平均值为7.45；珊瑚沙p H值变化幅度最大，在7.00～7.81，常年平均值为7.50。说明西溪湿地由于水体流动活跃和湿地植物根际微生物等作用，使水体p H值能够稳定在一定的数值［4］。同时p H值时间变化可以发现，一年中秋雪庵和蒋村港6月、8月的p H值在全年处于低位，全年的变化曲线呈现先高后低再高的变化规律，说明西溪湿地植物最繁盛的夏季对p H值的稳定作用最强。同时从4a变化的数据来看，3个检测点的p H值波动幅度都呈现扩大趋势，尤其是钱塘江引水处 （珊瑚沙）近年来的p H值的波动幅度更加明显，这一现象可能与监测方式的改变有关。自2013年8月以来，采用便携式仪器进行现场p H值监测，避免了采样及运输过程中对水质产生的影响，使其值更加真实可靠。

2.2 高锰酸盐指数的变化规律

高锰酸盐指数可在一定程度上说明水体受有机污染的情况。通过对2011—2014年3个监测点高锰酸盐指数数值的整理得到图3。

图3 2011—2014年西溪湿地高锰酸盐指数变化趋势图

由图3可以发现，3个相关测点高锰酸盐指数变化趋势大致相符，且指数呈现为引水口 （珊瑚沙）＜湿地内 （秋雪庵）＜出水口 （蒋村港）；值得注意的是6月、8月位于西溪湿地内部的秋雪庵监测点和位于西溪湿地出水口的蒋村港监测点的高锰酸盐指数明显高于处于引水口的珊瑚沙监测点的相关数值，尤其是出水口位置蒋村港高锰酸盐指数偏高，在2012年8月出现了5.68m g／L的极值。说明西溪湿地对有机物的污染物的吸收效果并不明显，在特定时间甚至会加重有机物的污染，比如夏秋季节高锰酸盐指数值大于其他季节，究其原因是夏季气温上升，微生物分解有机物活跃，导致水体中还原性物质含量下降，从而使水体C O D浓度升高。4a来，各测点高锰酸盐指数变化幅度呈现缩小趋势，逐渐稳定在一定的波动范围内 （1.7～4.5m g／L），3个相关测点的水质数值也更为接近。

2.3 总磷浓度的变化规律

天然水体中的磷主要以磷酸盐的形式存在。氮、磷是植物生长所必须的营养元素，通过植物吸收和同化作用，转变为植物体的组成物质。湿地植物自身对磷有吸收作用，且该过程不可逆。2011—2014年西溪湿地总磷浓度变化趋势见图4。

图4 2011—2014年西溪湿地总磷变化趋势图

经过对比分析发现位于西溪湿地内部的秋雪庵总磷值变化幅度小且值最低，全年总磷值在0.040～0.150m g／L，月均值0.084m g／L；其次为出水口处蒋村港全年总磷值变化幅度在0.053～0.142m g／L，月均值0.101m g／L；珊瑚沙总磷值和变化幅度最高，全年总磷值在0.070～0.213m g／L，月均值0.138m g／L。表明西溪湿地对磷类物质具有很好的平衡作用，对磷类污染元素的吸收作用非常明显。且从图4磷值变化曲线可以发现6月、8月总磷值数据出现低值；冬季的10月、12月水体总磷浓度处于高值，说明湿地对该类元素的净化主要依靠湿地中的各位水生植物起到净化作用，且在植物繁盛的夏季对含磷元素净化作用最为明显。西溪湿地2个测点4a间总磷浓度变化较为平稳，且呈逐年下降趋势。珊瑚沙总磷值各月间依旧有较大波动，年均值下降幅度不明显。

2.4 总氮浓度的变化规律

对3个采样点氮浓度数值整理得到图5。

图5 2011—2014年西溪湿地总氮变化趋势图

可以发现3个水样点总氮浓度变化一致，且浓度也相差不大，蒋村港的总氮浓度数值变化在1.450～5.230m g／L，月平均值3.370m g／L，秋雪庵总氮浓度数值0.880～4.580m g／L变化，月平均值3.150m g／L；珊瑚沙总氮浓度数值1.160～4.450m g／L变化，月平均值3.140m g／L。从变化幅度上可以发现位于出水点的蒋村港数值比其他点稍高，且每年冬季秋雪庵和蒋村港的总氮浓度比其他月份都要高，这可能与冬季植物枯萎，植物残体分解增加水体氮素有关［5］。从4a整体趋势看，总氮浓度呈现缓慢下降的趋势，4a中数值的最低点出现在2014年8月，3个监测点的总氮浓度基本都在1.000m g／L，且有进一步下降的趋势，说明历年来进入水体的氮污染源正在逐步减少。

3 结论与建议

3.1 湿地对水质的影响

在西溪湿地这个特定的环境中，湿地对水质的影响方式、影响时间，本人通过对西溪湿地内外的水质p H值、高锰酸盐指数、总磷、总氮数值的对比分析做一个初步的结论。

（1）湿地外部污染源逐年减少。4a来各项指标数值呈现缓慢递减趋势，数据年间变化稳定在一定区间内，且区间幅度逐年收缩。

（2）西溪湿地对水质的确起到了净化作用，但对水质中各项污染物的作用却各不相同。湿地对p H值的平衡和总磷的吸收具有非常明显的作用，而对C O DMn和含氮物质的净化作用却不明显，在特定阶段甚至会产生反作用，比如植物衰败的冬季反而加重含氮物质的污染。

（3）湿地在不同时间对水质的作用也不尽相同。在植被茂盛的夏秋2季湿地对水质p H值的平衡和含磷物质的吸收最佳，表明植被、水、土壤这几个支持整个西溪湿地系统维持运转的最基本要素中，相对于比较稳定的土壤，植物尤其是水生植物和水所相互作用的动态关系对西溪湿地整个生态系统的运行和稳定起到至关重要的作用，随着季节变化水生植物的兴衰，湿地对水质的净化作用也呈现出强弱的变化。

3.2 改善湿地水质的建议

针对改善湿地水质，提出以下建议：

（1）控制污染来源。通过加大对湿地公园周边废水排放管理力度和合理控制园区内部化肥施用量等措施，减少污染物入河，避免水体富营养化污染。

（2）及时处置植物残体。秋冬季节腐败的湿地植物若不及时处置，被植物吸收的污染物质就会通过植物的腐烂重新回到水体，对水体造成二次污染。

（3）适度开放垂钓。为改善水质，西溪湿地可以开放公共垂钓区。通过饲养花白鲢等滤食性鱼类，螺丝、河蚌等贝类起到净化水质的作用。合理投放鱼苗，适时适度开放公众垂钓，能够更好地促进湿地的生态和水循环。

［1］李志炎，唐宇力，杨在娟，等.人工湿地植物研究现状 ［J］.浙江林业科技，2004，24（4）：56-59.

［2］安树青.湿地生态工程—湿地资源保护与利用的优化模式［M］.北京：化学工业出版社，2003：329-330.

［3］Julie Cronk，M Siobhan Ｆennesssy.Wetand Plants Biology and Ecology ［M］.Boca Raton，ＦL：Lewis Publishers，2001： 339-340.

［4］成水平.人工湿地植物研究 ［J］.湖泊科学，2002，14（2）：179-184.

［5］廖凌娟，黄娜，吴鹏举.湿地植物覆盖度与水质净化关系的研究 ［J］.广东林业科技，2014，30（3）：30-34.