摘要：選取南關(guān)橋、北關(guān)橋、東關(guān)橋、西關(guān)橋4個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，采用單因子指數(shù)、內(nèi)梅羅指數(shù)及綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法對(duì)東昌湖2011年水質(zhì)狀況和富營(yíng)養(yǎng)化程度進(jìn)行了分析。結(jié)果表明，東昌湖各監(jiān)測(cè)點(diǎn)夏季pH、CODCr及TN的含量較高，DO及TP含量夏、秋季較高，其中pH、DO、CODCr單因子指數(shù)基本滿足Ⅳ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)；TN單因子指數(shù)呈先上升后下降趨勢(shì)，以7月較高；TP單因子指數(shù)總體呈上升趨勢(shì)，以11月較高。內(nèi)梅羅指數(shù)在調(diào)查年度內(nèi)總體呈上升趨勢(shì)，TP、TN對(duì)東昌湖水質(zhì)影響較大。從富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)結(jié)果來(lái)看，東昌湖富營(yíng)養(yǎng)化指數(shù)以夏季最高，其中南關(guān)橋>西關(guān)橋>北關(guān)橋>東關(guān)橋。

關(guān)鍵詞：水質(zhì)分析；富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)；東昌湖

中圖分類號(hào)：X724 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2013）11-2524-05

東昌湖位于山東省聊城市城區(qū)西南部，環(huán)繞古城四周，水深2～3 m，湖岸線長(zhǎng)約16 km，庫(kù)容1 000萬(wàn)m3以上，現(xiàn)有水域面積5.0 km2，略小于杭州西湖，為濟(jì)南大明湖的5倍。碧波蕩漾的湖水和獨(dú)特的自然風(fēng)光形成了“城中有湖，湖中有城，城湖一體”的城市風(fēng)貌。東昌湖是一個(gè)集灌溉用水、水上運(yùn)動(dòng)、旅游及水產(chǎn)養(yǎng)殖為一體的多功能湖泊，作為工業(yè)、農(nóng)業(yè)、漁業(yè)等重要的補(bǔ)給水源，彌補(bǔ)聊城市的生產(chǎn)生活用水不足，對(duì)改善聊城人民的生活居住環(huán)境、豐富城市景觀、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平的提高具有十分重要的作用。隨著聊城市社會(huì)經(jīng)濟(jì)和旅游業(yè)的發(fā)展，東昌湖水體污染和富營(yíng)養(yǎng)化問題日益加重，嚴(yán)重影響了居民的生活質(zhì)量和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，引起了相關(guān)部門和學(xué)者們的廣泛關(guān)注[1]。鄧煥廣等[2]運(yùn)用卡爾森指數(shù)法對(duì)東昌湖2005年水質(zhì)進(jìn)行了評(píng)價(jià)，發(fā)現(xiàn)東昌湖水體處于富營(yíng)養(yǎng)化水平。許文杰等[3]應(yīng)用灰色聚類法對(duì)東昌湖2006年水質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)，發(fā)現(xiàn)西北、西南、東南3個(gè)湖區(qū)均屬于富營(yíng)養(yǎng)化水平。程俊美等[4]基于GA優(yōu)化的普適卡森指數(shù)公式，得出2003-2008年?yáng)|昌湖均已屬富營(yíng)養(yǎng)化水平。分析前人的研究發(fā)現(xiàn)，選用數(shù)據(jù)多為2008年以前的，分析方法較為單一，導(dǎo)致研究成果難以準(zhǔn)確地反映東昌湖水質(zhì)狀況，制定的水環(huán)境管理措施及建議缺乏針對(duì)性。為此，利用2011年實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，運(yùn)用單因子指數(shù)及內(nèi)梅羅指數(shù)法，分析其年內(nèi)各季水質(zhì)變化，找出主要污染因子，并運(yùn)用綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法對(duì)東昌湖各季富營(yíng)養(yǎng)化水平進(jìn)行評(píng)價(jià)，以期為東昌湖水資源利用和水環(huán)境管理提供科學(xué)依據(jù)和參考。

1 研究方法及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

選取山東省聊城市東昌湖東關(guān)橋、西關(guān)橋、南關(guān)橋、北關(guān)橋4個(gè)具有代表性的監(jiān)測(cè)點(diǎn)（圖1），于2011年1-11月對(duì)4個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行取樣并分析水樣pH、溶解氧（DO）、化學(xué)需氧量（CODCr）、總氮（TN）、總磷（TP）5項(xiàng)指標(biāo)，其中pH采用玻璃電極法，DO采用碘量法，CODCr采用重鉻酸鉀法，TN采用過(guò)硫酸鉀氧化-紫外分光光度法，TP采用過(guò)硫酸鉀消解-鉬酸銨分光光度法。東昌湖水質(zhì)狀況分析采用單因子指數(shù)、內(nèi)梅羅指數(shù)法進(jìn)行，鑒于東昌湖水體功能主要為工業(yè)用水、觀賞、景觀旅游，因此東昌湖水質(zhì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)參照GB 3838—2002[5]中規(guī)定的Ⅳ類水標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。東昌湖各監(jiān)測(cè)點(diǎn)富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)采用金相燦等[6]提出的富營(yíng)養(yǎng)化5級(jí)分類法進(jìn)行。數(shù)據(jù)計(jì)算和作圖采用Excel進(jìn)行。

2 東昌湖水質(zhì)狀況分析

2.1 水質(zhì)月變化分析

2.1.1 南關(guān)橋水質(zhì)月變化 由圖2可知，南關(guān)橋pH單因子指數(shù)為0.8～1.3，基本符合Ⅳ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)；DO單因子指數(shù)為0.1～0.9，在波動(dòng)中總體呈上升趨勢(shì)，符合Ⅳ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)；TN單因子指數(shù)總體呈先上升后下降的趨勢(shì)，1～5月為0.1～0.5，6、7月升到1.7和1.3，后降為11月的0.2；TP單因子指數(shù)1-4月在0.5～0.8之間，4月以后開始上升，7月及11月分別達(dá)到5.7和4.6；CODCr在調(diào)查年度內(nèi)單因子指數(shù)均小于1.0，對(duì)水質(zhì)影響不大。內(nèi)梅羅指數(shù)在7月及11月值明顯增大，與TP變化趨勢(shì)相似，由此可知南關(guān)橋主要污染物為TP，其次為TN。造成上述現(xiàn)象的原因可能是南關(guān)橋兩側(cè)的1#和6#湖區(qū)（圖1）水域面積較大，其中6#湖區(qū)游客數(shù)量較多，隨意丟棄垃圾和食物的現(xiàn)象仍然存在，而1#湖區(qū)為養(yǎng)魚區(qū)，魚餌中含有的N、P元素及魚類本身的新陳代謝對(duì)湖水的水質(zhì)都有一定的影響。

2.1.5 東昌湖各監(jiān)測(cè)點(diǎn)水質(zhì)的比較 由圖6可知，1-4月東關(guān)橋的內(nèi)梅羅指數(shù)最高，表明東關(guān)橋水質(zhì)最差；其次是西關(guān)橋和南關(guān)橋，北關(guān)橋內(nèi)梅羅指數(shù)小于1.0，水質(zhì)較好；6-11月南關(guān)橋的內(nèi)梅羅指數(shù)最高，其次是北關(guān)橋和東關(guān)橋，西關(guān)橋水質(zhì)較好。主要原因可能是南關(guān)橋與東關(guān)橋之間湖區(qū)東南部為漁業(yè)養(yǎng)殖區(qū)，魚類代謝產(chǎn)物會(huì)污染湖水，同時(shí)垂釣者拋棄的廢棄物排入湖中對(duì)水質(zhì)也造成一定的影響。另外，2011年各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的內(nèi)梅羅指數(shù)在波動(dòng)中上升，表明東昌湖水質(zhì)有惡化趨勢(shì)。

2.2 水質(zhì)季節(jié)性變化分析

2.2.1 pH季節(jié)性變化 東昌湖水體pH在8.5左右，水體呈弱堿性，由圖7可知，pH單因子指數(shù)以夏季最高，秋季最低。夏季各監(jiān)測(cè)點(diǎn)單因子指數(shù)從大到小依次為西關(guān)橋、東關(guān)橋、南關(guān)橋、北關(guān)橋；秋季為西關(guān)橋、南關(guān)橋、北關(guān)橋、東關(guān)橋；春季與冬季各監(jiān)測(cè)點(diǎn)相差不大。pH主要受湖水中溶解的CO2含量、溫度及生物的影響[4]，東昌湖夏季水溫比較高，水中植物光合作用強(qiáng)，消耗湖水中的CO2，從而使水體中pH單因子指數(shù)較高；而秋、冬季水溫較低，光合作用弱，水體中pH單因子指數(shù)也相應(yīng)降低。

2.2.2 CODCr季節(jié)性變化 從圖8可見，CODCr單因子指數(shù)夏、秋季較高，春季與冬季較低，可能是冬季氣溫較低，東昌湖水面結(jié)冰，游客數(shù)量較少，湖岸飯店及游船公司暫停營(yíng)業(yè)，有機(jī)物排放量也相應(yīng)減少。4個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)從大到小排序?yàn)槲麝P(guān)橋、東關(guān)橋、北關(guān)橋、南關(guān)橋；西關(guān)橋CODCr單因子指數(shù)高是因?yàn)楹^(qū)周邊游客多，游船“跑冒滴漏”現(xiàn)象導(dǎo)致有機(jī)污染物增加。

2.2.3 DO季節(jié)性變化 從圖9可以看出，東昌湖2011年DO單因子指數(shù)夏、秋季較高，春季及冬季較低?？赡苁窍?、秋季東昌湖的藻類豐富及有機(jī)物含量較高，使得耗氧速度超過(guò)了氧的補(bǔ)給速度，且水溫較高，下層水體尤其是底部嚴(yán)重缺氧等原因所致。其中秋季各監(jiān)測(cè)點(diǎn)DO單因子指數(shù)相差較大，從大到小依次為南關(guān)橋、西關(guān)橋、東關(guān)橋、北關(guān)橋。

2.2.4 TN季節(jié)性變化 從圖10可以看出，2011年?yáng)|昌湖TN單因子指數(shù)夏季最高，均值為1.1，按照南關(guān)橋、西關(guān)橋、北關(guān)橋、東關(guān)橋的順序依次降低。秋季TN單因子指數(shù)最低，在0.1左右，各監(jiān)測(cè)點(diǎn)相差不大。主要是由于夏季人類活動(dòng)對(duì)東昌湖的影響作用較大，而南關(guān)橋附近居民較多，生活污水進(jìn)入水體使有機(jī)氮和各種無(wú)機(jī)氮化合物含量增加，導(dǎo)致生物和微生物大量繁殖。

2.2.5 TP季節(jié)性變化 由圖11可得，2011年?yáng)|昌湖TP單因子指數(shù)以秋季最高，夏季次之，冬、春兩季TP較低。秋季TP單因子指數(shù)由大到小依次為北關(guān)橋、南關(guān)橋、西關(guān)橋、東關(guān)橋，夏季為南關(guān)橋、東關(guān)橋、北關(guān)橋、西關(guān)橋，春季為東關(guān)橋、西關(guān)橋、北關(guān)橋、南關(guān)橋。這可能受黃河來(lái)水水質(zhì)及泥沙含量影響。

3 東昌湖水體富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)

從圖12可以看出，東昌湖富營(yíng)養(yǎng)化指數(shù)變化趨勢(shì)與水質(zhì)季節(jié)變化趨勢(shì)相似，以夏季最高，秋季次之，冬、春季較小。夏季4個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)富營(yíng)養(yǎng)化程度從大到小依次為南關(guān)橋、西關(guān)橋、北關(guān)橋、東關(guān)橋。主要是由于南關(guān)橋鄰近的湖區(qū)靠近交通干道，旅游開發(fā)強(qiáng)度大，人類活動(dòng)頻繁。秋季4個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)富營(yíng)養(yǎng)化指數(shù)從大到小依次為西關(guān)橋、北關(guān)橋、東關(guān)橋、南關(guān)橋，春季與冬季各監(jiān)測(cè)點(diǎn)相差不大。從2011年各月富營(yíng)養(yǎng)化趨勢(shì)來(lái)看（圖13），1-4月富營(yíng)養(yǎng)化指數(shù)在40左右，屬中營(yíng)養(yǎng)化水平，4月以后開始上升，7月達(dá)到最高，屬輕度富營(yíng)養(yǎng)化水平，11月又有所下降，屬中營(yíng)養(yǎng)化水平。

4 結(jié)論

綜合以上分析得出：①2011年?yáng)|昌湖各監(jiān)測(cè)點(diǎn)pH、DO、CODCr單因子指數(shù)基本能滿足Ⅳ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)；夏季pH、CODCr及TN較高，DO及TP夏、秋季較高，TP單因子指數(shù)在波動(dòng)中總體呈上升趨勢(shì)，且對(duì)湖區(qū)水質(zhì)影響最大，是造成東昌湖水質(zhì)惡化的主要原因。②1-4月東昌湖水質(zhì)主要受東關(guān)橋影響，其次是西關(guān)橋和南關(guān)橋，北關(guān)橋水質(zhì)最好；6-11月主要受南關(guān)橋影響，其次是北關(guān)橋和東關(guān)橋。③內(nèi)梅羅指數(shù)在波動(dòng)中總體呈上升趨勢(shì)，表明東昌湖水質(zhì)有惡化趨勢(shì)。④東昌湖富營(yíng)養(yǎng)化指數(shù)以夏季最高、秋季次之、冬春季較低，夏季各監(jiān)測(cè)點(diǎn)富營(yíng)養(yǎng)化指數(shù)按照南關(guān)橋、西關(guān)橋、北關(guān)橋、東關(guān)橋依次減小。

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