湯 潔 ，孫立新 、，邊 境 ，朱 蕾

（1.吉林大學(xué)環(huán)境與資源學(xué)院，130062，長春；2.吉林省水利廳，130051，長春；3.中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所，130000，長春）

湖泊富營養(yǎng)化是一個(gè)極為復(fù)雜的生態(tài)過程，水體富營養(yǎng)化評(píng)價(jià)是對(duì)水體富營養(yǎng)化發(fā)展過程中某一階段營養(yǎng)狀況的定量描述。其主要目的是通過對(duì)具有水體富營養(yǎng)化代表性指標(biāo)的詳細(xì)調(diào)查，判斷該湖泊的營養(yǎng)狀況，了解其富營養(yǎng)化進(jìn)程及預(yù)測(cè)其發(fā)展趨勢(shì)，為水體水質(zhì)管理及富營養(yǎng)化防治提供科學(xué)依據(jù)。當(dāng)前世界各國廣泛使用的評(píng)價(jià)方法有特征法、參數(shù)法、生物指標(biāo)法、營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法和入湖磷濃度—湖泊富營養(yǎng)化狀態(tài)響應(yīng)關(guān)系評(píng)價(jià)法等。本文采用修正的卡森狀態(tài)指數(shù)法進(jìn)行松花湖水體富營養(yǎng)化評(píng)價(jià)。

一、松花湖概況

松花湖流域位于吉林省中南部，地跨13個(gè)市縣區(qū)，約占全省總面積的22.7%。流域內(nèi)形成以白山湖、紅石湖、松花湖為主體的三湖保護(hù)區(qū)。松花湖上游主要有松花江干流及輝發(fā)河、蛟河等支流。按水系分布，可將松花湖流域分為松花湖區(qū)、蛟河區(qū)、松花江源頭區(qū)和輝發(fā)河4個(gè)區(qū)間。流域多年平均天然年徑流量為133.2億m3，多年平均入庫水量為128億m3，其天然徑流量占吉林省松花江流域地表水資源總量的81.7%，占全省地表水資源總量的38.7%。松花湖流域生態(tài)環(huán)境的好壞，關(guān)系到全流域綜合功能的發(fā)揮。多年來，由于沒有對(duì)生態(tài)保護(hù)與環(huán)境治理和綜合開發(fā)進(jìn)行統(tǒng)籌考慮，使流域內(nèi)資源遭到破壞，生態(tài)失去平衡，水土流失加劇，入湖泥沙及污染物逐年增加，水質(zhì)污染越來越重。

二、松花湖富營養(yǎng)化評(píng)價(jià)因子的選擇

選擇湖泊富營養(yǎng)化評(píng)價(jià)指標(biāo)為葉綠素 α （chla）、 總磷 （TP）、 總氮（TN）、 透明度 （SD）、 高錳酸鹽指數(shù)（CODMn）等 5 項(xiàng)參數(shù)。

參考國內(nèi)外湖泊富營養(yǎng)化評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)松花湖流域的水質(zhì)特征以及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，將營養(yǎng)狀態(tài)分為貧營養(yǎng)（綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)小于30）、中營養(yǎng)（綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)在大于或等于30，小于或等于50之間）、輕度富營養(yǎng)（綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)在大于50和小于或等于60之間）、中度富營養(yǎng)（綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)在大于60和小于或等于70之間）、重度富營養(yǎng)（綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)大于70）5個(gè)等級(jí)。

三、富營養(yǎng)化評(píng)價(jià)

1.監(jiān)測(cè)斷面選取

松花湖流域主要匯水區(qū)集中在以白山湖、紅石湖和松花湖為主體的三湖區(qū)間，污染物通過地表徑流匯入湖泊，因此該三湖區(qū)間污染物濃度最高，污染物最為集中。其中松花湖面積最大，處于主要匯水區(qū)的核心位置，污染最嚴(yán)重，因此在選取監(jiān)測(cè)站點(diǎn)時(shí)按照白山湖—紅石湖—松花湖順序依次選擇7個(gè)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)，按上游至下游順序排列，即白山水庫、紅石水庫、輝發(fā)河、樺樹林、小荒地、沙石滸、豐滿水庫。其中，白山水庫、紅石水庫為湖區(qū)水壩上監(jiān)測(cè)斷面；其余5個(gè)斷面均在松花湖區(qū)域：樺樹林、沙石滸、豐滿為湖體斷面，輝發(fā)河、小荒地分別為輝發(fā)河和蛟河的入湖口斷面。

2.評(píng)價(jià)結(jié)果

（1）各斷面富營養(yǎng)化程度評(píng)價(jià)

評(píng)價(jià)采用2003—2007年5年水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，將2003—2007年各監(jiān)測(cè)斷面的參數(shù)營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)取平均值并計(jì)算綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)，得到表1。

從表1可知，在這5個(gè)富營養(yǎng)化影響因子中，TN的污染指標(biāo)最重，其次是TP和CODMn指數(shù)，最輕的是葉綠素。紅石水庫斷面的綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)最低，其次是白山水庫和豐滿水庫斷面指數(shù)也較低，說明這三處斷面富營養(yǎng)化程度相對(duì)較小。而松花湖區(qū)另4個(gè)斷面綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)較高，其中輝發(fā)河河口達(dá)到55.75，為最高。全流域的綜合營養(yǎng)化指數(shù)為45.64。該流域富營養(yǎng)化總體處于中營養(yǎng)階段。但輝發(fā)河河口富營養(yǎng)程度較高，已達(dá)到輕度富營養(yǎng)化程度。該現(xiàn)象與輝發(fā)河為松花湖第一大支流，從上游帶來很多污染物有密切關(guān)系。

（2）各斷面年際變化趨勢(shì)分析

基于2003—2007年5年監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)松花湖流域各斷面各年份進(jìn)行了富營養(yǎng)化狀態(tài)評(píng)價(jià)。

從評(píng)價(jià)結(jié)果可知，由于各監(jiān)測(cè)斷面地理位置不同和附近入湖河流的水質(zhì)差異，其水體富營養(yǎng)化程度差異較大，將各斷面5年來富營養(yǎng)化程度作平行性分析，得到圖1。

從圖1可以看出，7個(gè)監(jiān)測(cè)斷面中輝發(fā)河河口的富營養(yǎng)化程度最高，平均處于輕度富營養(yǎng)化狀態(tài)，2003年最高達(dá)到中度富營養(yǎng)化。樺樹林、小荒地、沙石滸和豐滿水庫斷面變化趨勢(shì)一致，除豐滿水庫斷面平均處于中度營養(yǎng)化，其余3個(gè)斷面均處于輕度富營養(yǎng)化。白山水庫、紅石水庫污染程度最低，且水質(zhì)穩(wěn)定，連年保持富營養(yǎng)化下降趨勢(shì)。從整體上看，松花湖流域處于中營養(yǎng)狀態(tài)，由于近年加大對(duì)松花湖的水污染治理力度，營養(yǎng)化程度有所降低。

四、富營養(yǎng)化成因分析

松花湖區(qū)間富營養(yǎng)化程度從上游輝發(fā)河到豐滿水庫基本呈下降趨勢(shì)，其原因主要在：

①上游水土流失嚴(yán)重，大量氮、磷等污染物隨降雨徑流進(jìn)入湖體，造成水質(zhì)惡化，富營養(yǎng)化問題突出。輝發(fā)河斷面主要監(jiān)測(cè)入湖最大河流輝發(fā)河水體狀況，其富營養(yǎng)化程度最高，可見輝發(fā)河作為第一大支流，從點(diǎn)源和面源上帶來很多污染物，使其斷面的5種污染物指標(biāo)遠(yuǎn)高于其他斷面。而樺樹林?jǐn)嗝嬖谳x發(fā)河下游，其部分指標(biāo)卻高于輝發(fā)河斷面，說明污染源除來自輝發(fā)河外，木箕河及降水沖刷坡耕地造成大量表層徑流，同時(shí)也形成了大面積面源污染。此外，位于蛟河入湖口的小荒地?cái)嗝嫠w處于中營養(yǎng)化—輕度富營養(yǎng)化狀態(tài)，說明其上游的蛟河也是松花湖一大污染源，大量污染物隨蛟河徑流入湖，加劇上游富營養(yǎng)化。

②松花湖水體是流動(dòng)的，又具有河流的特點(diǎn)，有利于污染物的稀釋擴(kuò)散，增強(qiáng)了水體自凈能力。在湖泊水體自凈的條件下，污染物在運(yùn)輸過程中會(huì)逐漸被稀釋降解。同時(shí)中下游湖水較深、湖面較寬、水體流速較緩等原因使固體懸浮物含量降低，并且湖體沒有其他大型入湖河流的匯入，因此松花湖中下游水質(zhì)要好于上游。

表1 2003—2007年松花湖流域各斷面參數(shù)平均營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)

五、松花湖富營養(yǎng)化防治對(duì)策

針對(duì)松花湖流域富營養(yǎng)化特征，借鑒國內(nèi)外治理富營養(yǎng)化經(jīng)驗(yàn)，提出以恢復(fù)湖體生態(tài)系統(tǒng)為主，控制外源與內(nèi)源污染為輔，建立松花湖富營養(yǎng)化預(yù)警機(jī)制和綜合防治體系，對(duì)松花湖流域富營養(yǎng)化進(jìn)行科學(xué)治理。

1.加強(qiáng)流域水環(huán)境規(guī)劃管理

打破現(xiàn)有的管理模式，成立由省政府直接領(lǐng)導(dǎo)下的針對(duì)松花湖流域的專門機(jī)構(gòu)并賦予相應(yīng)的職權(quán)，由多龍管水變?yōu)橐积埞芩?，?shí)現(xiàn)水務(wù)一體化管理，加強(qiáng)流域生態(tài)環(huán)境管理，確保松花湖流域水環(huán)境安全。

2.對(duì)污染源進(jìn)行有效控制和治理

松花湖流域工業(yè)污染源多而集中分布，生活污染源少而分散分布。該流域點(diǎn)污染源79個(gè)，數(shù)量巨大，應(yīng)加大集中治理力度，實(shí)現(xiàn)污染物排放總量控制，做好流域水土流失治理，控制農(nóng)業(yè)面源污染，調(diào)整和優(yōu)化農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，積極引進(jìn)高科技成果，大力發(fā)展綠色農(nóng)業(yè)、生態(tài)農(nóng)業(yè)，達(dá)到間接降低營養(yǎng)物入湖負(fù)荷的目的。

3.加強(qiáng)流域水資源質(zhì)量檢測(cè)

目前對(duì)于松花湖流域的水質(zhì)監(jiān)測(cè)斷面和監(jiān)測(cè)項(xiàng)目數(shù)量較少，監(jiān)測(cè)手段落后，自動(dòng)監(jiān)測(cè)尚屬空白，無法獲取水質(zhì)狀況的實(shí)時(shí)信息。徹底摸清污染物入河規(guī)律和入河數(shù)量必須增加監(jiān)測(cè)斷面數(shù)量，加大對(duì)污染源和入河排污口的監(jiān)測(cè)力度，提高水質(zhì)監(jiān)測(cè)的整體水平和能力。另外，松花湖流域現(xiàn)有重點(diǎn)入河排污口44個(gè)，為滿足水資源管理的需要，至少應(yīng)在豐、平、枯每個(gè)水期進(jìn)行1次全面的水量水質(zhì)同步監(jiān)測(cè)，以掌握污染物入河的真實(shí)情況。

4.建立科學(xué)的管理信息系統(tǒng)

結(jié)合目前松花湖流域的實(shí)際情況，應(yīng)建立一套完整的信息管理系統(tǒng)，由水資源管理部門負(fù)責(zé)，由相關(guān)單位參與，對(duì)數(shù)據(jù)和信息及時(shí)更新和維護(hù)，實(shí)現(xiàn)資源共享。加大對(duì)監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)、隊(duì)伍、設(shè)備和技術(shù)方面的投入力度，盡快提高統(tǒng)一、科學(xué)、高效的松花湖流域監(jiān)測(cè)、預(yù)報(bào)和應(yīng)急管理能力。建立流域水污染事故預(yù)警和應(yīng)急處理體系，建立水污染事故處理會(huì)商機(jī)制以及相應(yīng)的信息管理系統(tǒng)和決策支持系統(tǒng)，提高對(duì)突發(fā)水污染事故的處理能力。

5.完善有關(guān)富營養(yǎng)化的法規(guī)體系，加大執(zhí)法力度

將松花湖作為省級(jí)重點(diǎn)流域進(jìn)行治理，需研究制定關(guān)于松花湖流域水污染防治、生態(tài)保護(hù)、資源開發(fā)利用、污染物總量控制、清潔生產(chǎn)等方面的省級(jí)法規(guī)規(guī)章及規(guī)范性文件，以完善水資源保護(hù)政策法規(guī)建設(shè)。同時(shí)還應(yīng)做好現(xiàn)有地方性法規(guī)、規(guī)章及規(guī)范性文件的清理、修訂工作，保證與國家法律法規(guī)的統(tǒng)一性和有效性。

6.加強(qiáng)流域綜合防治

水域的綜合整治包括消除與封閉污泥、改善水體的水文條件、建立水生生態(tài)系統(tǒng)凈化污水等措施。對(duì)于已經(jīng)發(fā)生了富營養(yǎng)化的湖泊，底泥釋放磷是重要的內(nèi)源性污染源，目前最直接、有效減少內(nèi)源性磷源的方法是底泥疏浚。

[1]舒金華.我國主要湖泊富營養(yǎng)化程度的初步評(píng)價(jià)與防治對(duì)策[J].環(huán)境科學(xué)叢刊,1990，7（2）.

[2]蔡慶華.武漢東湖富營養(yǎng)化的綜合評(píng)價(jià)[J].海洋與湖沼，1993（4）.