洪湖市沙套湖及周边鱼塘富营养化调查评价

刘 飞 李治刚 佘建超 严 闯

（湖北省地质局第四地质大队，湖北 咸宁 437100）

湖泊是人类赖以生存的重要水资源，作为封闭、半封闭水体，湖泊有其自身的水力特性和自净规律，不仅是农业、养殖、生活用水的主要来源，而且具有保持水源、净化水质、蓄洪抗旱、调节气候，维持区域生态平衡、维持生物多样性等作用［1］。随着经济发展，湖北省洪湖市沙套湖及其周边发展水产养殖，养殖鱼塘中残饵、水生生物代谢物、养殖消毒农药、过量施用农田化肥等造成污染物增多，致使沙套湖面临一定的环境问题。

本文选取沙套湖及其周边鱼塘作为研究对象，通过样品采集和试验分析，对湖泊及其周边鱼塘富营养化程度做出综合评价，结合生态调查，分析水生生物生长状况，为有关部门治理湖泊富营养化问题提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 样品采集

样品布置以“全面控制、突出重点”为原则，于2018年7月在沙套湖及周边鱼塘布置了7件水样品、36件底积物样品（湖区18件，鱼塘18件）。

1.2 测定方法

底积物样品分析氮、磷、有机质3项，水样品分析氮、磷、高锰酸钾指数3项。底积物样品氮、有机质含量采用容量法测定，磷含量采用电感耦合等离子体原子发射光谱法（ICP—OES）测定。水样品氮含量采用碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法测定，磷采用钼酸铵分光光度法测定，高锰酸盐指数按照《水质高锰酸盐指数的测定》（GB 11892—1989）测定。分析测试工作由湖北省地质实验测试中心承担，样品分析质量满足《土地质量地球化学评价规范》（DZ/T 0295—2016）要求。

1.3 数据处理与评价方法

采用IBM SPSS 19.0 软件对数据进行了统计分析。为了体现评价方法的一致性，本文水样品研究采用综合营养状态指数法［2］。

根据中国环境监测总站（总站生字〔2001〕090 号）《湖泊（水库）富营养化评价方法及分级技术规定》，湖泊（水库）富营养化状况评价方法采用综合营养状态指数法TLI（∑）。

中国环境监测总站推荐评价指标有叶绿素a（chla）、总磷（TP）、总氮（TN）、透明度（SD）和高锰酸盐指数（CODMn）。因本项目经费问题，未做叶绿素a（chla）及透明度（SD）测试，本次评价选用总氮（TN）、总磷（TP）及高锰酸盐指数（CODMn）。

根据计算，本项目总氮（TN）、总磷（TP）、高锰酸盐指数（CODMn）的权重Wj分别为0.33、0.34、0.33。

2 结果与讨论

2.1 水样品分析数据与水体营养化评价

项目组分别对长江（水渠）、鱼塘及湖区采集了水样品，分别利用各元素营养状态指数TLI（TN）、TLI（TP）、TLI（CODMn），计算得到各个样品点营养状态指数及综合指数，见表1。

表1 水样品营养状态指数及综合指数

从表1 可以看出，湖区及鱼塘水体均处于轻度富营养状态。出水渠水质未处于富营养状态，而是处于中营养状态，说明湖区本身存在一定自净能力。

根据2011 年湖北省地质调查院《湖北省江汉流域经济区农业地质调查》报告显示，江汉流域地表水总磷、总氮富集，富营养化现象比较突出。评价区内，长江水流入内荆河后，经过引水渠贯入沙套湖及周边鱼塘，评价区引水渠水质亦出现了富营养现象。

项目组对沙套湖周边进行了生态地质调查，沙套湖周边无工业污染源，畜禽养殖（养猪场、养鸡场）实施封闭规范化养殖，村镇生活污水收集系统初步完善，湖区从2018 年已禁止水产养殖，实行清水养殖、人放天养。但是，湖区周边农田施入大量氮肥、磷肥，在雨季通过地表径流流入水渠，导致高氮、高磷、高高锰酸盐“肥水”流向湖泊，成为导致湖泊富营养化的源头。

2.2 底积物样品数据分析

底积物调查是水体生态环境调查中的一项重要内容，能直观反映水体的污染来源和污染程度。沙套湖及其周边鱼塘通过底积物采样器采样，底积物（0～20 cm）均呈现黑褐色，泥质松软，偶见螺蛳，底积物多带有类似腐殖质气味。底积物数据分析结果具体见表2。

表2 湖区及鱼塘底积物数据分析结果

由于底积物尚无富营养化标准，本文采用国内其他湖泊水库底积物数据进行对比，结果见表3。从表3可以看出，与其他富营养水库相比，沙套湖底泥中已经积累相对富集程度的氮、磷。

由于底积物是湖泊营养的内负荷，底积物中氮、磷的释放是水体氮、磷的重要来源，尤其是在外源减少的情况下，营养丰富的底积物内负荷在一定时间内依然影响着水体的营养化水平。因此，考虑治理富营养化现象时，底泥的影响不容忽视。

表3 沙套湖与国内其他湖泊水库底泥营养盐类对比

2.3 水葫芦生态环境调查

项目组在沙套湖及其周边鱼塘调查时，发现湖区西侧出现小面积水葫芦（又名水塘水仙）漂浮在水面，面积约1 000 m2。水葫芦在其分布区域内带来的负面影响有堵塞航道，窒息其他水生生物的生长，阻碍排灌，破坏渔业生产，甚至威胁牲畜饮用水及周围居民生活用水。

3 结论及建议

3.1 结论

沙套湖及其周边鱼塘水体处于轻度富营养化状态。造成这一现象的原因是江汉流域总体地表水总磷、总氮富集，富营养化现象比较突出；沙套湖周边农田施肥后，在地表径流冲刷下将农田肥料带入湖区内；沙套湖因长时间处于富营养状态，底泥中已经富集了一定程度的营养盐类，这些底泥在水体搅动等情况下会逐渐向水体释放营养盐类。

沙套湖西侧出现了小面积的水葫芦，作为外侵物种，目前暂未大面积繁殖，但其生态风险不容忽视。

3.2 建议

加强农田灌溉系统控制，防止雨季地表径流将农田中营养盐类带入湖泊；在沙套湖西侧对水葫芦进行控制性放养，一方面防止水葫芦肆意生长，另一方面利用水葫芦净化水体重金属盐类。