滆湖污染源调查与分析

蔡金傍， 孙　旭， 苏良湖， 陈玉东

(环境保护部南京环境科学研究所，江苏南京 210042)

滆湖位于太湖流域西部，横跨江苏省常州市武进区和无锡宜兴市，是苏南太湖湖群的重要组成部分，具有饮用、灌溉、航运、游览和水产增养殖等多种功能[1]。湖体南北长25 km，东西平均宽6.6 km，水面面积为164 km2，其中，武进境内约119 km2。滆湖多年平均水位3.27 m，正常蓄水位为3.30 m，相应蓄水面积143.75 km2，相应库容1.93×108m3[2]。在太湖的水环境治理和“十一五”太湖流域“引江济太”工程规划中，滆湖担负着沟通长江、太湖两大水体，进行水量调剂、防洪防涝、输送清水的重要功能。

近年来，随着滆湖周围地区经济的迅速发展和城市化进程的加快，滆湖流域污染负荷不断增加，滆湖水体污染和富营养化等生态恶化现象也日趋严峻，已经严重影响到湖区经济社会的健康发展和生产生活的供水安全，也影响到国家对整个太湖流域环境治理目标的实现[3-5]。

本研究对滆湖主要入湖河流进行水量水质监测，分析滆湖主要污染物来源，以期为滆湖富营养化控制和环境保护提供参考。

1　研究方法

1.1　调查布点

滆湖主要出入湖河流有扁担河、夏溪河、湟里河、北干河、中干河、殷村港、漕桥河、太滆运河、武南河等[6]，其中出湖河流主要分布在湖东岸，入湖河流在西岸。根据入湖河流的特点与分布，在扁担河、夏溪河、湟里河、北干河、中干河等5条入湖河流布置5个水量水质观测点位，滆湖入湖河流观测点分布见图1。

1.2　水样采集与分析

每2个月采样1次，采样时间分别为1、3、5、7、9、11月。调查项目主要为水温、流量、总磷(TP)、总氮(TN)、氨氮(NH3-N)、溶解氧(DO)、pH值、化学需氧量(COD)、生物需氧量(BOD5)、高锰酸盐指数等。样品分析方法参照《废水监测分析方法》进行[7]。

2　结果与分析

2.1　主要入湖河流理化指标变化

2.1.1氨氮浓度滆湖主要入湖河流氨氮变化过程见图2，年变化过程未呈明显的规律。实测氨氮浓度为0.21～3.59 mg/L，其中湟里河氨氮平均浓度最高，达2.15 mg/L，夏溪河、中干河、扁担河、北干河实测氨氮平均值分别为1.49、1.12、1.01、0.70 mg/L。

2.1.2总氮含量滆湖主要入湖河流总氮的变化见图3。入湖河流水体中总氮实测浓度为0.39～4.59 mg/L，平均值为2.39 mg/L。在5条主要入湖河流中，湟里河总氮含量最高，平均浓度为3.31 mg/L，其次是夏溪河，为2.70 mg/L，北干河总氮含量最低，平均浓度为1.42 mg/L，中干河、扁担河实测总氮平均值分别为2.32、1.99 mg/L。

2.1.3总磷含量滆湖主要入湖河流总磷的变化见图4。湟里河水体中总磷含量最高，实测浓度为 0.236～0.624 mg/L，平均值为0.451 mg/L；北干河总磷含量最低，实测浓度为0.02～0.16 mg/L，平均值为 0.095 mg/L；扁担河、夏溪河、中干河实测总磷平均值分别为0.233、0.195、0.156 mg/L。

2.1.4化学需氧量(COD)滆湖主要入湖河流COD的变化趋势见图5。入湖河流中COD的变化范围为16.6～29.2 mg/L，年均值为22.0 mg/L；夏溪河COD含量最高，实测浓度为21.1～29.2 mg/L，平均值为26.5 mg/L；湟里河、中干河、扁担河、北干河水体中COD评价浓度分别为22.8、21.4、19.9、18.4 mg/L。

2.1.5高锰酸盐指数滆湖主要入湖河流高锰酸盐指数变化过程见图6，全年出现多个起伏。实测高锰酸盐指数浓度为2.7～8.9 mg/L，平均值为5.9 mg/L；其中湟里河高锰酸盐指数平均浓度最高，为5.5～8.6 mg/L，平均值为7.1 mg/L；中干河、夏溪河、扁担河、北干河实测高锰酸盐指数平均值分别为6.5、6.1、5.3、5.0 mg/L。

2.1.6生物需氧量(BOD5)滆湖主要入湖河流BOD5的变化见图7。入湖河流中BOD5的变化范围为2.2～7.0 mg/L，年均值为4.3 mg/L；夏溪河水体中BOD5含量最高，为4.2～7.0 mg/L，平均值为5.2 mg/L；北干河BOD5含量最低，为 3.2～3.8 mg/L，平均值为3.5 mg/L；湟里河、扁担河、中干河实测BOD5平均值分别为4.9、4.5、3.7 mg/L。

2.1.7氨氮解氧(DO)滆湖主要入湖河流DO的变化趋势见图8，实测DO浓度为2.1～14.5 mg/L，平均值为 5.8 mg/L；北干河水体中DO含量最高，为5.1～14.5 mg/L，平均值为9.2 mg/L；夏溪河DO含量最低，为2.4～10.2 mg/L，平均值为4.34 mg/L；中干河、湟里河、扁担河DO平均值分别为5.1、4.87、4.81 mg/L。

2.2　主要入湖污染物通量计算

滆湖主要入湖河流平均日流量年变化过程见图9，年入湖流量见表1。从表1可以看出，扁担河等5条主要入湖河流的入湖流量为8.04×108m3，其中扁担河流量最大，占入湖总流量的46%，其次为北干河，约占入湖总流量的23%。

根据滆湖主要入湖河流水量水质观测结果，计算入湖污染物通量，5条入湖河流的入湖氨氮总量为865.46 t/年，其中，扁担河的贡献率最大，约占入湖氨氮总量的41%，其次为湟里河，约占35%；入湖总氮量为1 654.75 t/年，扁担河为749.02 t/年，湟里河为483.67 t/年，分别占入湖总氮量的45%、30%；入湖总磷量为174.28 t/年，其中，扁担河和湟里河较高，总磷入湖量分别为79.70、65.58 t/年，分别占入湖总磷量的46%、38%；COD入湖总量为16 219.74 t/年，其中，扁担河、湟里河、北干河的贡献率较大，其入湖COD分别为 7 652.82、3 631.12、33 64.41 t/年，分别占入湖COD总量的47%、22%、21%。

表1　滆湖主要入湖河流的入湖污染物通量

2.3　底泥氮磷污染状况

根据滆湖底泥勘测资料[8]，绘制出湖区底泥分布，从图10可以看出，滆湖底泥分布相对较浅，平均深度为 0.25 m，底泥蓄积量约为5 100万m3，底泥深度在0～0.2 m的面积约为84.25 km2，薄泥区分布最大面积的泥深区间在0～0.2 m，占51%。

从表2可以看出，根据滆湖底泥物理性质和营养物含量的调查结果[9]，滆湖表层底泥大部分含水率在60%以上，其中中部湖区含量较高，接近80%；各湖区底泥中的氮磷含量差异较为明显，北部湖区底泥中总磷平均值最高，其次为中部湖区，南部湖区最低；中部湖区底泥中总氮平均值最高，其次为北部湖区，南部湖区最低；北部湖区、中部湖区底泥中氮磷含量相对较高，这主要与滆湖西边面源污染输入有关。

滆湖底泥蓄积量约为5 400万m3，取全湖底泥TN含量平均值2.32 g/kg，TP含量平均值0.95 g/kg，底泥比重取 1.5 t/m3，含水量取75%，则滆湖水库底泥中所含TN的总量为4 4370 t，TP为18 168 t。根据黄文钰等在实验室内模拟在不同温度条件下滆湖底泥柱状样水土界面氮和磷的交换，计算得出全湖底泥释放磷为19.16 t/年，氮为 562.22 t/年[10]。由于上游大量泥沙通过河流入湖和网围区大量投加饵料，导致湖中底泥氮、磷富积量逐渐增加，释放量也相应增多，分别占河道入湖总氮量、总磷量的34%、11%，已成为滆湖不可忽视的氮磷污染源。

表2　滆湖表层底泥营养物质含量

3　结论

入湖河流中高锰酸盐指数为2.7～8.9 mg/L、氨氮含量为0.21～3.59 mg/L、总氮含量为0.39～4.59 mg/L、总磷含量为0.236～0.624 mg/L，其中湟里河水质相对较差，北干河水质相对较好。

5条入湖径流总量为8.04×108m3/年，入湖河流径流量大小排列次序为扁担河>北干河>湟里河>中干河>夏溪河；5条入湖河流污染物通量氨氮含量为865.46 t/年、总氮含量为1 654.75 t/年、COD为16 219.74 t/年，主要污染物入湖通量大小排列次序为扁担河>湟里河>北干河>夏溪河>中干河。

滆湖底泥分布相对较浅，平均深度为0.25 m，最深为 2.5 m，底泥蓄积量约为5 100万m3，底泥中沉积的氮、磷总量分别为44 370、18 168 t，每年向水体释放的总氮、总磷量分别为562.22、19.16 t。

参考文献：

[1]金明德，赵忠和，李永达. 突出生态历史保护与科学开发滆湖[J]. 常州工学院学报(社会科学版)，2006，24(1)：8-10.

[2]刘其根，孔优，陈立侨，等. 网围养殖对滆湖底栖动物群落组成及物种多样性的影响[J]. 应用与环境生物学报，2005，11(5)：566-570.

[3]吴云波，郑建平. 滆湖入湖污染物控制对策研究[J]. 环境科技，2010，23(增刊1)：12-14，19.

[4]高亚岳，周俊，陈志宁，等. 滆湖富营养化进程中沉水植被的演替及重建设想[J]. 江苏环境科技，2008，21(4)：21-24.

[5]陈立婧，彭自然，孔优佳，等. 江苏滆湖浮游藻类群落结构特征[J]. 生态学杂志，2008，27(9)：1549-1556.

[6]彭自然，陈立婧，江敏，等. 滆湖水质调查与富营养状态评价[J]. 上海水产大学学报，2007，16(3)：252-258.

[7]国家环境保护总局.水和废水监测分析方法[M]. 3版.北京：中国环境科学出版社，1997：446-457.

[8]滆湖1/5千水下地形测量及淤深测量技术报告[R]. 江苏省水文水资源勘测局常州分局，2008.

[9]滆湖(武进)生态清淤工程项目建议书[R].江苏省太湖水量规划设计院有限公司，2009.

[10]黄文钰，舒金华，吴延根. 滆湖氮、磷平衡研究[J]. 湖泊科学，1996，8(4)：330-336.