普者黑湖水质现状评价及富营养化变化趋势分析

张锐敏

(云南省生态环境厅驻文山州生态环境监测站，云南 文山 663099)

0 引言

普者黑湖位于云南省文山州丘北县境内，距离县城13km，是天然高原淡水湖泊，属于南盘江支流清水河的源头。普者黑湖长约21km，最大宽度约0.7km，总面积近8km2。1998年成立云南普者黑旅游开发有限责任公司对普者黑湖进行旅游开发，2020年12月确定为国家5A级旅游景区。近年来，景区旅游持续火爆，2020年共接待国内外游客约740万人(次)。本文通过对普者黑湖水质监测数据进行统计，分析普者黑湖水质的现状及富营养化变化趋势。

1 监测基本情况

1.1 监测断面

为了解普者黑湖水质状况，原文山州环境保护监测站从2000年开始在普者黑湖设置监测断面开展常规监测。其中2000—2011年在普者黑湖的入口、中部及出口设置3个断面，2012年对断面进行优化后仅保留中部断面。因2000—2004年未开展叶绿素a监测，无营养状态评价，为保证数据的连续性和可比性，本文采用中部监测断面2005—2020年连续16a的监测数据进行分析评价。

1.2 监测项目

按照《GB 3838-2002地表水环境质量标准》[1]表1地表水环境质量标准基本项目标准限值24项指标，以及叶绿素a、透明度。

2 评价标准及方法

2.1 评价标准

采用《GB 3838-2002地表水环境质量标准》表1标准进行评价。营养状态评价指标为叶绿素a(chla)、总磷(TP)、总氮(TN)、透明度(SD)和高锰酸盐指数(CODMn)共 5 项。

2.2 水质评价及趋势分析方法[2]

2.2.1 水质评价

水质类别评价采用单因子评价法。水质类别与水质定性评价分级的对应关系见表1。

表1 断面水质定性评价

2.2.2 营养状态评价

普者黑湖营养状态评价采用综合营养状态指数法。以叶绿素a作为基准参数，计算总磷、总氮、透明度和高锰酸盐指数等指标的权重和营养状态指数，再根据公式计算出综合营养状态指数，对照湖泊(水库)营养状态分级确定水体富营养化程度。

2.2.3 污染变化趋势定量分析

污染变化趋势定量分析采用 Spearman 秩相关系数法。按照时间周期，将其相应值从大到小进行排列，计算出秩相关系数Rs，将秩相关系数的绝对值同spearman秩相关系数统计表中的临界值Wp进行比较：Rs>Wp表明变化趋势有显著意义(Rs为负值表明呈下降趋势；Rs为正值表明呈上升趋势)；Rs≤Wp表明变化稳定或平稳。

3 水质现状评价及变化趋势分析

3.1 水质现状评价

普者黑湖2020年水质综合类别为Ⅲ类，水质状况良好，营养状态评价为中营养。其中7—10月连续4个月为Ⅳ类，水质状况轻度污染，主要污染物为溶解氧、总氮、高锰酸盐指数、化学需氧量。营养状态指数范围34～56，7—11月连续5个月为轻度富营养，其他为中营养。水质现状评价见表2，营养状态指数月变化见图1。

表2 普者黑湖2020年水质监测结果评价表

表3 普者黑湖2005—2020年水质监测结果评价表

图1 2020年营养状态指数月变化图

3.2 水质变化趋势分析

普者黑湖2005—2020年16a中水质符合《GB 3838-2002地表水环境质量标准》Ⅲ类的有12a，占75%；Ⅳ类轻度污染有4a，占25%。主要超标项目2006年为溶解氧，2015、2017、2018年均为总氮；无Ⅰ、Ⅱ类和Ⅴ类、劣Ⅴ类。详见表3。

通过数据分析，普者黑湖水质主要为富营养化有机污染，因此本文主要针对营养状态进行评价。2005—2020年营养状态指数范围26～47，贫营养和中营养各占50%，其中2014—2020年连续7a中营养。经计算，营养状态指数变化趋势定量分析秩相关系数Rs=0.784，>Wp(0.425)，呈显著上升趋势，详见表4、图2。营养状态评价指标污染变化趋势定量分析：总氮和叶绿素a呈显著上升趋势(详见图3、图4)，透明度呈上升趋势，高锰酸盐指数和总磷基本保持稳定。

表4 营养状态评价指标秩相关系数

图2 营养状态指数年变化图

图3 总氮浓度变化趋势图

图4 叶绿素a浓度变化趋势图

4 结论

普者黑湖2005—2020年16a中水质符合《GB 3838-2002地表水环境质量标准》Ⅲ类的有12a,占75%;Ⅳ类轻度污染4a,占25%，分别为2006、2015、2017、2018年。现状2020年水质虽然符合Ⅲ类，水质状况良好，但7—10月连续4个月出现Ⅳ类轻度污染。2005—2020年营养状态指数变化呈显著上升趋势，营养状态评价指标中总氮和叶绿素a呈显著上升趋势。现状2020年水质营养状态评价中营养，但营养状态指数为47，接近50的富营养分级标准值，其中7—11月连续5个月达到轻度富营养。

综上分析，普者黑湖水质以富营养化有机污染为主，营养状态指数变化呈显著上升趋势，水质状况正在逐渐恶化。水体中污染物超标及出现富营养化时段主要集中在5—11月。主要原因：一是普者黑旅游具有季节性，每年的5—10月为旅游旺季，景区内的民宿、餐饮、厕所等生活污水量剧增。由于景区污水管网不配套，加上普者黑等村寨居民的生活污水排放，大量污水直接排入湖中。二是受雨季降水的影响，将普者黑湖周边的农业、农村面源污染物冲刷进入湖中。三是普者黑湖流域内的水产养殖污水直接排入普者黑河道。同时，水温的升高，会加剧水体的富营养化程度[3]，最终导致湖水总氮等污染物超标，水体富营养化。