泰安市区湖泊水质指标检测研究

彭静静

（泰山学院 生物与酿酒工程学院，山东 泰安 271000）

泰安市是山东省的旅游大市、生态大市，南湖、东湖、天平湖和天颐湖是泰安市标志性的湖泊，其中南湖和东湖处于生活区，而天平湖和天颐湖则处于旅游区。环境污染问题日益严重，给人类生存、生产和生态平衡构成了严重威胁［1］。湖泊的水体污染检测以及生态保护对于快速发展的泰安具有重要的意义。

天平湖素有泰安西湖的美称，因为位于泰安市岱岳区，又名岱湖，风景怡人，环境优美。扩容工程正在进行中，该扩容工程对于天平湖的建设发展有着很大的促进作用，能将天平湖变得更加美丽，湖水量更大，还有天平湖周边的环境也会变得更加的优美和舒适，同时该工程将推动泰安市其他方面的发展，比如高铁等这些铁路部门的建设使得旅游途径更加宽广便捷。天平湖水体污染的检测对于该扩容工程具有预测和检测的意义，水质的好坏影响着将来工程的效果。作为旅游区域，更加容易造成水体污染，天平湖周边的生态保护关系着旅游区的门面。天颐湖地处山东省泰安市岱岳区满庄镇滨湖路。天颐湖风景秀丽，还建设有天平湖度假村，设施多种多样，娱乐项目繁多，是旅游胜地。对于天颐湖这个泰安市著名的旅游景区，从湖水的美观角度和湖水的安全角度，水体的污染情况都至关重要。随着泰安市旅游业的发达，泰安市湖泊的生态保护也需要紧随其后。

本研究主要对于四个湖泊水体中的pH、总氮、化学需氧量和细菌总数进行检测，从而大概检测水体受到的有机物污染和富营养化污染，并通过这些指标讨论这些湖泊的生态保护策略。pH值用于衡量水的酸碱度，水的pH值越低，酸性越强，对设施的腐蚀性越强。总氮的含量是衡量水质的重要指标，它的测定有利于评价水体被污染和自净的状况。化学需氧量是在一定的条件下采用一定的强氧化剂处理水样时，所消耗的氧化剂量。水体中具有多少还原性物质污染的指标之一就是水中所含有的化学需氧量，当水中含有的化学需氧量越大的时候，说明水体受有机物的污染越严重。水体中细菌总数往往同水体受有机物污染程度呈正相关，它是评价水质污染程度的重要指标之一［2］。本研究用标准平皿法对这4个湖泊水中的细菌总数进行测定，并根据有关细菌总数的水质评价标准进行初步水质评价。

1 材料与方法

1.1 实验材料

本实验的水样采集自南湖、东湖、天平湖和天颐湖四个泰安市的主要湖泊，分别于2018年6月5日，6月15日，6月25日，三次对四个湖泊的三个取样点进行采样，采样点分散分布在湖泊边缘，取水的时候需要在距水面10～15cm处采集50mL。

1.2 实验方法

（1）水样的处理

在检测水样细菌总数的时候要进行水样的处理。在水样采集完成后就要立即进行实验，时间要小于2小时，以免时间过长水样发生变化，与实际情况相差较大。

（2）总氮的测定

用总氮测定仪对水样中的总氮进行测定。

（3）化学需氧量的测定

化学需氧量这里运用COD快速测定仪对其进行测定。

（4）pH的测定

用pH仪对水样的pH进行测定。

（5）细菌总数的测定

采用标准平皿法。首先用无菌操作吸取1mL稀释的水样，分别是10-1、10-2、10-3，分别注入到已经灭菌的培养基中，并且在培养基中倒入15mL左右的已经融化并且冷却到大约45℃的牛肉膏蛋白胨培养基，然后摇动培养基，使培养基和水样充分混合，然后以牛肉膏蛋白胨为空白对照培养皿。当水平培养基完全冷却时，培养基在恒温培养箱中孵育37℃，持续24小时，计算菌落计数。

2 结果与分析

湖泊采样点的pH测定结果的详见表1，关于细菌总数的水质检测见表2。

表1 各湖泊采样点的pH测定结果

2.1 pH分析

从表1的pH可知东湖为7.69，南湖为7.52，天平湖为7.70，天颐湖为7.19，四个湖的水样都为弱碱性，不具有腐蚀性，也不易形成钙质沉淀。淡水的pH值多在6.5-8.5，这四个湖泊的pH都在正常范围内，说明水中pH的主导物碳酸的含量处于正常水平。影响水体的pH有多种因素，浮游植物的光合作用强烈地消耗水中的游离CO2，这会使水中积累CO32-和OH-导致pH值升高。但若水的硬度高，则CO32-和OH-的浓度受限制，pH值上升极限较低。而水的硬度高，则CO32-和OH-的浓度受限制，pH值上升极限较低。根据分析，四个湖泊的pH虽然是碱性，但都未超过8，可以推测水中的浮游植物可能处于中等水平，并且水的硬度并不低有减弱pH上升的作用，使得湖水为弱碱性。pH的改变，可以通过氢离子的渗透与吸收作用，使水生动物血液pH发生相应的变化，从而破坏其输氧功能，碱性过强常常值解腐蚀鳃组织造成呼吸障碍而窒息。pH的变化尤其对水产动物的幼体有极其敏锐的影响。对于水生植物，pH的改变会影响其对营养元素的吸收。

2.2 总氮分析

从表1的总氮可知，东湖为13.83mg/L，南湖8.602mg/L，天平湖为7.70mg/L，天颐湖为7.19mg/L，根据《地表水环境质量标准》（GB 3838-2002）中的相关标准值，四个湖的总氮都超过了Ⅴ类水质标准，单从总氮这一指标来看水体都已有富营养化现象，其中要数天颐湖情况最为严重。但是由于实验条件限制，水体富营养化的其它指标没有测定，所以这里只能通过总氮粗略地下结论。而在总氮中对人体危害最大的是亚硝酸盐氮，当水中含有过量的亚硝酸盐氮，饮用水中的亚硝酸盐氮和蛋白质结合形成亚硝胺，是一种强致癌物质，长期饮用对身体不利。根据数据显示，这些湖泊的亚硝酸盐氮含量较高，从而对人体的危害很大。通过分析，造成水中总氮含量高的原因有多种。可能由于是湖泊周边环境的水土流失，森林覆盖率低导致防护能力差，泥沙流失量大，土地贫瘠，农民大量使用化肥，化肥随水土流失进入湖泊中，造成污染。也可能是由于湖泊附近的居住区产生的生活污水没有得到有效控制，生活污水直接排入河道，随处乱放的垃圾等都会通过水流污染水体导致总氮含量变大。鉴于这种情况的严重，应该清理湖泊周边的环境，加强环境保护建设，强化环境执法，调动社会的积极性，同时处理好污水的排放，严肃处理违法排污的企业和居民。

表2 水质评价标准

2.3 化学需氧量分析

从表1的化学需氧量可知，东湖为1.734mg/L，南湖为6.936mg/L，天平湖为1.156mg/L，天颐湖为8.670mg/L，这四个湖的化学需氧量都未达到Ⅰ、Ⅱ类水质标准，水体的化学需氧量较少，水体受还原性污染程度不高，也说明有机物污染程度不高。湖水的还原性污染和有机物污染通常是由周边的工业废水以及化肥等。

2.4 细菌总数分析

从表1的细菌总数可知，东湖为3200个/mL，南湖为230个/mL，天平湖为330个/mL，天颐湖为3400个/mL，对照表2水质评价标准可得，属于清洁水的有南湖和天平湖，细菌污染轻微，而东湖和天颐湖则属于不太清洁水，细菌污染较重，并且四个湖的细菌总数都超过了国家饮用水每mL不超过100个的标准。水体中细菌的污染的原因大体上与上述三种情况一致，一般都是由于工业废水、生活污水、生活垃圾、粪便等污染物通过可流、渗出地表的水等途径流入了湖泊，从而使水中的细菌滋生。除此之外，温度的升高也会导致水环境成为利于细菌生长繁殖的摇床。治理方式同样是对这些污染源头进行有效的控制和管理。

3 讨论

本实验主要检测了泰安四个湖泊的富营养化污染和有机物污染，且数据表明富营养化污染很有可能比较严重，而有机物污染情况可能较乐观。对于富营养化水体，水体的正常生态平衡将被破坏，原有水生生物被破坏，水生生物种类减少，多样性将受到一定程度的破坏。湖泊的各种功能，尤其是生态系统，严重退化。最后，一些湖泊可能老化并死亡，甚至干涸和死亡。水体富营养化会导致水质的下降和人类健康的极大威胁。水质下降有时只表现为感官性状的变化，使水体变得腥臭难闻，如束丝藻属和鱼腥藻属呈猪粪味，腔球藻属呈烂草味，空球藻呈鱼腥味；有时却可能含有致病毒素，如蓝藻门的不定腔球藻、铜绿微囊藻分泌的带毒性的物质可引起人畜消化道疾病。另外，富营养化水体中含有过量的亚硝酸盐和硝酸盐，人畜长期饮用这些物质含量超过一定标准的水或食用这种水中生长的鱼、植物则会导致中毒、致病［4］。研究者对湖泊富营养化一直在探讨，同时他们研究出了各种各样的控制方法。从控制的角度来看，湖泊富营养化可以通过治理污染物来有效控制。此外，还可以配套使用物理治理方法、化学治理方法、生物治理方法［5］。对湖泊水质富营养化的生物控制方法，就是从生态的角度控制湖泊中的食物链，通过竞争对藻类物质的生长以控制，避免藻类植物快速繁殖［6］。在泰安市相关湖泊流域范围建设城市污水处理厂，特别是工业园区，可建设针对除氮、磷污染治理设施，加强污水管网建设，尽可能将污水收集处理，确保达标排放［7］。

水体中细菌菌落总数即反映水被生活废弃物污染程度，也能指示该饮用水能否饮用，但水体中的细菌菌落总数不能说明污染的来源，因此，结合总大肠杆菌群数以判断水的污染源和安全程度将会更全面［8］。南湖、东湖、天平湖和天颐湖都在内陆，湖水的自我净化能力较弱，在两个湖泊的周围都有居住区，生活污水、粪便等可能会排到这里，因此湖水的污染与周边环境有着密切的关系。但是水质评价的结果在一定程度上会受到水细菌学测定的方法不同而受到影响［9－10］。并且对水样的监测，是一个相当复杂又长期的过程，还需要了解导致水污染的各种成因，水污染的治理也需要综合进行。从细菌总数的水质标准来看，天平湖与南湖的水体均属于清洁水，污染相对不是很严重，但是依然不能作为饮用水使用，东湖和天颐湖则属于不太清洁水，污染较严重。生活污水等不利因素是威胁湖泊环保的重大问题，需要有效的解决。生活污水中所含有的碳水化合物、油脂、蛋白质以及其他的化学产品在微生物的作用下将会不断分解消耗氧气，而这类污染物质的持续排放将会造成水中溶解缺氧，从而严重影响鱼类和其他生物的正常的生命活动，当氧气消耗殆尽时就会进行有机物的厌氧分解，从而产生氨、硫化氢等有刺激性气味的气体。结果水体将会发黑发臭，从而就会使得湖水失去作为水资源的重要功能，导致水资源的浪费和破坏。

4 结论

通过本实验的一系列分析和讨论，发现泰安市湖泊的污染情况还有很多可以改善的地方，生态保护需要紧跟城市发展，维持生态平衡。其中pH这一指标影响着湖泊中水生生物的生长情况，结果表明，四个湖泊的这一情况处于正常范围，需要继续保持，对于水中浮游植物暂时不用采取措施。而总氮这一指标影响着水体的富营养化污染，化学需氧量则影响着水体的有机物污染，这两个指标连同细菌总数大体上都反映着湖泊所受到的生活污水、生活垃圾、工业废水、化肥等污染物的污染情况，这些污染源都需要用相应的方案治理。泰安市相关湖泊的以上污染检测已经明显的反映出了生态保护的必要性与重要性。