北京大学燕园校区水质分析与校园水环境保护

刘雪蕾， 李恩敬， 陈 倩， 刘克新

（北京大学实验室与设备管理部，北京100871）

0 引 言

校园环境是一流大学建设的重要依托，优美的校园环境是文化的传承也是精神的依托，能够陶冶学人的情操、启迪智慧、规范行为、完善人格。六朝古都北京独特的水文环境为世界所瞩目，燕园校区是古都北京西部水系的组成部分，经历了历史的变迁、城市的改造，燕园的自然环境依旧如故，为更好地保护北京的历史文化遗产，学校环境保护办公室多年来对燕园校区水质进行监测，通过对饮用水检测点、景观水取水点、污水排放口水质的检测，对水体实际状况有了定性的判断，并根据监测数据进行了定量分析，再通过与相关规范和标准参考对比，确定水体的现状。水质监测是了解燕园区域水体状况、人员健康、环境安全及环境污染情况的重要手段，对燕园校区整体环境、安全和健康管理具有一定的意义。

1 燕园校区的水体情况

1.1 燕园水体的组成

古都北京西部水系上起玉泉山，入昆明湖后经万泉河向东流入蔚秀园、未名湖、清华大学、大石桥汇入清河，全长9.5 km［1］。早在顺治年间北大西门外南行大约七八十步，是娄兜桥的旧址，桥下有水东流，注入北大校园，1959年起，北大在西门内开凿了第一眼自流井，喷水甚旺，因此将娄兜桥下的水道填塞。后来，北大又在附近的池塘中陆续开凿了几口同样的自流井，可是现在已经全不见当初“喷水甚旺”的情景了［2］。随着城市人口的增多，万泉河风光不再，古有“海淀一勺”的勺园，曾以细流潆洄，湖泊连属，冈峦起伏、林木幽深著称，多年来流水和湖泊面积也不断缩减。近年来，由于未名湖水位连年下降，万泉河水质受到生活用水的污染，1998年学校实施了未名湖治理工程，将未名湖区域水体自循环，并进行了清淤疏通，未名湖水的补给主要来源是自然降水和人工补给。近年来，未名湖水域面积一直保持在约86 520.6 m2，平均水深1 m，蓄水量为86 520.6 m3。燕园校区的未名湖、鸣鹤园湖、朗润园湖和蔚秀园湖组成了北京大学优美的自然水文环境［3］。

学校自建校以来基本沿用了燕京大学美国设计师墨菲的校园规划［4］，现代的燕园校区从使用功能上分东部教学区、东部科研区、南部生活区、西部办公区、西部住宅区和燕北园住宅区等，根据各自区域的功能选取了相应的饮用水、景观水和排污口取水点。

1.2 依据标准与评价指标

景观水的水质受区域周围生态环境和入水口水质的影响，水体中氮、磷营养元素长期积累易使水体富营养化［5］。一般用作景观水的水质根据《中华人民共和国地表水环境质量标准》（GB3838-2002）需达到地表水水质的IV类标准，对于再生水用于景观水的水质监测一般参考《城市污水再生利用景观环境用水水质》（GB／T 18921-2002）［6］。学校环境保护办公室自2002年起，连续16年依据国家标准对燕园景观水的水质情况进行了监测，监测指标包括：色、浑浊度、肉眼可见物、pH、总硬度（CaCO3）、铁、锰、铜、锌、挥发酚类、硫酸盐、氯化物、溶解性总固体、氟化物、氰化物、砷、硒、汞、镉、铬、铅、银、硝酸盐等。

饮用水安全事关每个人的切身利益，2015年4月国务院发布《水污染防治行动计划》，提出我国在饮用水方面的工作目标是到2020年，饮用水安全保障水平持续提升。目前，中国的饮用水安全保障体系以《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）为依据，以世界卫生组织《饮用水水质准则》为基础，并参考了美国和欧盟等国家和地区的水质标准修订，对饮用水检测指标的设定、监测技术与方法均有明确修订［7］。该标准规定了生活饮用水水质卫生要求、水源水质卫生要求、集中式供水单位要求、二次供水卫生要求、涉及生活饮用水卫生安全产品要求、水质监测和水质检验方法。该标准适用于城乡各类集中式供水的生活饮用水，也适用于分散式供水的生活饮用水。学校环境保护办公室自2002年起，连续16年每年2次对燕园校区水塔泵、43号楼泵、五四井、畅春园、燕北园等区域的饮用水进行检测，检测指标主要包括：砷、镉、铬、铅、汞、硒、氰化物、氟化物、硝酸盐、亚氯酸盐、氯酸盐、色度、浑浊度（NTU）、臭和味、肉眼可见物、pH、铝、铁、锰、铜、锌、氯化物、硫酸盐、溶解性总固体、总硬度（CaCO3）、耗氧量、挥发酚类、阴离子合成洗涤剂［8］。

根据《污水综合排放标准》（GB 8978-1996），学校环境保护办公室自2012年起，连续6年对对燕园校区中关园北门污水出水口、中关园一公寓污水出水口、物理大楼污水出水口、邱德拔体育馆污水出水口、西门污水出水口、畅春新园污水出水口、48号楼侧污水出水口的关键性指标进行检测，检测指标项包括：pH、化学需氧量、悬浮物、SS、氨氮、总氮、总磷［9］。

1.3 检测方法与仪器

各项指标的检测依据国家标准方法，使用的仪器主要包括：METTLER TOLEDO FE20 pH计、岛津UV-1800紫外可见分光光度计、电感耦合等离子体质谱仪（美国Perkin-Elmer Sciex ELAN DRC II）、Milli-Q 纯水机、酸蒸馏装置、涡旋振荡器等。

2 检测结果与分析

2.1 未名湖水质检测情况

近年来，在学校领导和各部门的积极配合下，未名湖实现了湖水自循环，湖区出入水口首尾相接、自成体系，封闭循环，受光照、风力影响不大，受自然降水影响较大，无排污口，水中微生物种群较为健康，湖底微生物多样性与TN正相关，藻类的固氮作用可能是未名湖氮素的主要来源［3］。

监测因子重点考察水中的理化性质和污染物指标，检测项目有pH值、溶解氧、含氮化合物、耗氧量CODMn、溶解性总固体和氰化物等基本指标，以及硫酸盐、氯化物…氟化物、镉、铬、铅等污染物指标。检测时间连续16年，每年夏秋二季各采样一次；采样布点和取样方法采用环境监测中湖泊水质检测方法中采样布点方法要求结合实际情况布点，取水地点为未名湖东岸和西门内眼镜湖南侧。

常规检测因子数据显示，连年来未名湖pH稳定在7.66～8.44。整个水域监测点的化学需氧量（COD）值呈现连年下降趋势（见图1），数据显示2002～2005年平均CODMn值高于25 mg／L，主要原因是早年学校未名湖水没有完全自循环，注入的万泉河水质较差、地下水注入量不足、自循环中水处理系统净化程度不够等。此后该平均值稳定在9～10 mg／L之间，水质接近与I类水质标准。

图1 未名湖水质·CODMn连年监测图

未名湖水质的特征影响因子主要考察重金属离子的镉、铬、铅以及硝酸盐（以氮计）等无机阴离子的含量。［10］通过连年数据监测，重金属镉平均值小于0.3 μg／L，六价铬和总铬平均值小于0.000 2 mg／L，重金属铅平均值小于2.6 μg／L，水质标准高于国家规定的景观湖水水质标准［11］。

2.2 饮用水符合卫生规范

选取燕园校区的5～6个取水点的水质连年进行检测，按照《生活饮用水卫生规范》和《北京市生活饮用水卫生监测管理办法》进行检测和评价。取水点包括：水塔泵、43号楼泵、五四井、畅春园、燕北园、万柳等。自2002年以来，共监测水样180余件，合格率100%。

2.3 污水排放达到排放标准

学校连续5年对燕园校区中关园北门污水出水口、中关园一公寓污水出水口、物理大楼污水出水口、邱德拔体育馆污水出水口、西门污水出水口、畅春新园污水出水口、48号楼侧污水出水口的关键性指标进行检测。根据《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918-2002）和《污水综合排放标准》（GB 8978-1996）的规定，我们对各排水口的pH、SS、氨氮、总氮、总磷进行监测［12］。自2012年以来，共检测水样35余件，合格率100%。

3 燕园校区的景观水环境保护

未名湖的历史可以追述到明朝历史，曾经海淀一带的皇家园林和湿地风景在如今依然可以在燕园找到昔日的风采，而未名湖和博雅塔也滋润着一代又一代的北大学子攀登知识的高峰，燕园的景观晕染着北大特有的人文情怀和学术氛围。学校1 km2的弹丸之地尚且维系着山水交接，见证着禽兽繁衍生息，这一片杂草灌丛不被人为地休整，流出连贯的河湖让湿地植物自由生长。这一切会赋予学校更持久的生命力。未名湖养育着燕园的师生，也养育着生长在其中上百种的动植物［13］。

1998年北京大学实施了未名湖治理工程，将未名湖区域水体自循环，并进行了清淤疏通；2015年北京大学实施了未名湖北侧的后湖区域的清淤改造，并重新打造了后湖区域的生态景观，将常年封闭、年久失修的院落开放，进行整体园林绿化；2017年北京大学实施了西校门外蔚秀园湖区的清淤改造，实现了整体湖区的灌溉。

（1）规范水事秩序，加强巡查保护。为消除未名湖水体环境遭到破坏的隐患，北京大学实施了未名湖区域昼夜巡查，禁止私自垂钓、捕鱼和放生等破坏水质的行为，有计划的实施清淤和捕捞工作，并在湖区增设24h电子监控，控制水质因环境因素遭到污染。

（2）加强监督力度，定期采样检查。未名湖是自循环湖，受周围流域水质环境、光照和风力等影响较小，湖水水质变化主要受自然降水和人工注水量的影响。连续多年对固定区域的水质进行检测，一般在初夏和初冬季节进行。

（3）清淤治理推进生态保护。采取生物调节技术对水质进行净化，于春季投放草鱼、鲢鱼等鱼苗，通过生态链对湖区水质进行改善。在湖区周围实施绿化，扩大绿化面积，通过湖水和岸边二个层面的综合治理，提高水体自净能力。

4 结 语

学校环境保护办公室定期对全校各区域饮用水、景观水和排放污水的水质进行监测，密切关注各项指标的变化，通过常年的监测结果发现，燕园校区饮用水指标达到国家标准，各管线运行良好，不存在饮用水健康安全风险；通过多年的未名湖区治理和改造，燕园校区的景观水质优于国家标准，营造了良好的校园环境；燕园校区的污水排放指标达到国家标准，但部分排水口数值偏高，在现有的条件下尽量减少指数偏高的排水口附近的用水设计规划，科学减少污水排放，从源头控制污水产量［15］。学校将继续通过维护和打造良好的校园环境，将环境保护和人员健康防护作为建设世界一流大学的有力支撑。