羅雨夕

摘要：在文獻資料分析研究的基礎上，針對武漢東湖生態(tài)質量下降、水污染嚴重等問題，詳細論述了國內對東湖湖泊水資源環(huán)境進行的水質污染成因調查、富營養(yǎng)化狀況分析、沉積物重金屬分布特性、濕地生物多樣性現狀以及治理方略與措施等應用研究狀況?；谇叭思艾F有的研究成果，提出了東湖水資源環(huán)境質量的改善在于整個東湖區(qū)域生態(tài)環(huán)境優(yōu)化的治理對策。

關鍵詞：東湖湖泊;水資源環(huán)境;水污染與富營養(yǎng)化;沉積物重金屬分布;濕地生物多樣性;治理方略與措施

中圖分類號：X52

文獻標識碼：A

文章編號：1674-9941（2018）8-0008-03

1 引言

東湖位于武漢市武昌區(qū)的東北部，整體面積32.5km2，是長江中游一個淺水型內陸湖泊。作為國內水域面積最大的城中湖，東湖發(fā)揮著調蓄雨水、生態(tài)調節(jié)、景觀娛樂、水產養(yǎng)殖、生活供水等多種功能，對武漢城市環(huán)境、經濟、社會可持續(xù)發(fā)展有著重要影響。近年來，由于東湖區(qū)域內三大產業(yè)的加速發(fā)展和城鎮(zhèn)化建設的進程加快，東湖湖泊資源消耗頻率增大，使東湖生態(tài)環(huán)境質量嚴重下降，對社會造成了不良影響，國務院、地方政府以及社會機構都十分重視。國內專家學者對東湖生態(tài)環(huán)境資源污染特征進行了定性定量分析研究，豐富和發(fā)展了東湖水資源環(huán)境整治的方法和對策，對實現東湖生態(tài)環(huán)境的綜合治理和湖泊資源可持續(xù)發(fā)展具有重要作用。

2 東湖水質與富營養(yǎng)化研究

東湖作為武漢市第二大內陸湖泊，出現的水質污染和富營養(yǎng)化成為了東湖水資源環(huán)境研究的主要問題。找到東湖水質污染原因以及治理水環(huán)境污染的有效辦法，對更好地控制東湖水體富營養(yǎng)化與改善東湖水質具有重要意義。

2.1 東湖水質污染成因研究

湖區(qū)水質污染來源主要有兩方面，一是點源污染，二是面源污染。點源污染就是城市居民當中產生的生活污水和周邊工業(yè)區(qū)排放出的污染物;面源污染就是城市地表徑流、降雨和底泥污染等污染源[1]。點源污染產牛的污水，未經處理就直接排放到湖里，污水中所含大量營養(yǎng)物質進入湖泊，使湖區(qū)水體的富營養(yǎng)化程度加劇。面源污染即湖區(qū)周邊地區(qū)因降雨形成地表徑流，將地表的大量污染物帶人湖中.污染物不僅量大且濃度非常高。

周新萌等的研究，表明了點源污染和面源污染直接導致了東湖水質污染超標惡化以及水質的富營養(yǎng)化[2]。而陳威等也提出，東湖富營養(yǎng)化的形成主要是水體中磷元素過量，主要原因是點源污染。并指出在控制點源污染的同時，控制面源污染也十分重要[3]。

2.2 東湖水質與富營養(yǎng)化關系研究

水體富營養(yǎng)化已成為當前嚴重影響生態(tài)安全、制約社會經濟發(fā)展、降低居民生活質量的一大因素。湖泊水質的富營養(yǎng)化主要是由于N/P等營養(yǎng)元素的過量排放，在湖泊生態(tài)系統(tǒng)中積累并超過其負荷能力造成的。一般來說，湖區(qū)水體質量與富營養(yǎng)化呈正比例關系。水體污染程度愈重，富營養(yǎng)化程序愈高。

陶新園等通過定點定時采樣、水質分析等方法，對東湖不同區(qū)域不同月份水體水質和富營養(yǎng)化進行了研究。結果表明，東湖4個區(qū)域湖水細菌總數與湖水富營養(yǎng)化程度呈現正相關[4]。甘義群等對東湖富營養(yǎng)化做出了分析，采用營養(yǎng)狀態(tài)指數法對東湖富營養(yǎng)化進行評價，結果表明：富營養(yǎng)化的水體占到整個面積的六成以上[5]。

從以上研究成果町以看出，隨著城市化建設的腳步加快，社會經濟的高速發(fā)展大幅增加了武漢城市水資源的消耗與利用。污水排放力度的增大帶來的是污染負荷加劇，使得城市水生態(tài)系統(tǒng)結構和水體功能的遭到嚴重破壞。東湖污染主要由湖區(qū)周圍生活污水、工業(yè)廢水、漁業(yè)餌料、地表徑流匯入造成。而湖岸曲折、湖堤分隔，導致湖水流速慢，水質更新緩慢，湖泊自身對污染物的稀釋自凈能力弱。這些都直接導致了東湖水質污染超標，水質惡化，進而導致水質富營養(yǎng)化。

3 東湖沉積物重金屬分布特性研究

重金屬是一類難降解、易積累、毒性大的環(huán)境污染物。重金屬污染具有移動性大和中毒濃度低的特點，不僅會對水體生態(tài)環(huán)境造成影響，還會通過食物鏈積累而損害水生生物和人類健康。因此，了解水體重金屬污染現狀，調查重金屬污染問題，顯得尤為重要。

喻勁松等探討了重金屬污染元素在武漢主要類型湖泊環(huán)境體系各要素（水體、底泥、生物）間的地球化學行為、重金屬污染元素在湖泊水體、底泥中的分布特點，指出重金屬污染元素在湖泊底泥中，主要以鐵錳氧化物的形式存在[6]。劉振東等應用主成份分析方法，對武漢市東湖主體湖區(qū)的沉積物30個代表性樣品12種元素進行分析，確定沉積物的重金屬污染源的主要類型，分析評價了東湖主體湖區(qū)的沉積物的污染程度[7]。李曉明等用BCR連續(xù)提取法研究了武漢東湖沉積物中重金屬元素的分布特征，并評價了武漢東湖沉積物中重金屬的生態(tài)風險[8]。孫宇婷等分析了9種重金屬在東湖水域植物體內的分布現狀及各部位對重金屬的富集能力。結果表明：水生植物金魚藻、青萍和水葫蘆對重金屬富集系數較大，可作為水體修復植物，凈化被重金屬復合污染的水體[9]。張婷等使用電感耦合等離子體質譜儀（ICP - MS）測定了東湖不同湖域沉積物柱狀樣中9種重金屬含量，對重金屬元素的垂向分布特征進行了研究，并采用地累積指數法對重金屬的污染程度進行評價[10]。周帆琦等采用七步連續(xù)提取法，探討了東湖子湖（郭鄭湖、廟湖）及南湖柱狀沉積物中的水環(huán)境特征、不同賦存形態(tài)磷的垂向分布特征及所占的百分比，并分析了各形態(tài)磷之間的相關性[11]。

水生植物大都對重金屬有很強的吸收富集能力，且植物組織中重金屬的含量與水環(huán)境中重金屬的含量呈正相關[12～14]。因此利用水生植物修復重金屬污染水體的應用前景十分廣闊。傳統(tǒng)的物理和化學處理方法修復重金屬污染的水體，存在著成本高、耗能大、操作困難、二次污染的風險等缺點。而利用水生植物、水生動物或微生物等生態(tài)修復技術對重金屬離子進行吸收、容納、轉移，具有經濟、高效、環(huán)境友好、操作簡便等優(yōu)點，被認為是一項使水體得到凈化的綠色修復技術，具有廣泛的應用價值和前景[15～16]。

目前，一種生態(tài)浮島修復技術，即通過浮島中的水生植物吸收并凈化水中污染物的技術，可望成為未來湖泊生態(tài)修復的研究重點[19]。

4 東湖濕地生物多樣性研究

據統(tǒng)計，近70年來，東湖水生植物的多樣性指數降低，大部分水生植物群落結構趨于單優(yōu)化。其主要原因是由于湖泊的富營養(yǎng)化、草食性魚類的過度放養(yǎng)和生態(tài)環(huán)境的嚴重破壞造成的。水體的富營養(yǎng)化使得東湖水生植物的多樣性、群落結構以及分布等都發(fā)生了巨大的變化。因此，調查和分析東湖水生植物的多樣性和分布情況，一方面了解水生植物對富營養(yǎng)環(huán)境的適應能力，另一方面掌握湖泊富營養(yǎng)化導致水生植物的變化特征。

鐘愛文等對武漢東湖的4個主要湖區(qū)沿岸帶的水生植物進行了調查。結果表明：東湖現存水生植物共計16科17屬19種;東湖主要水生植物群落類型有7種，植物群落分布面積為0.13 km2，僅占東湖總面積的0.48%[20]。戴歡等采用典型抽樣法，對東湖落雁景區(qū)南部木本植物的樹種組成、多樣性指數等進行了調查統(tǒng)計分析。結果表明：東湖落雁景區(qū)南部木本植物種類共有116種;整體植物群落的Shannon - Wienner指數為0.8142，Simpson指數為0.8195，Pielou均勻度指數為0. 1712[zl。吳振斌等對東湖水生植物進行調查，結果表明，東湖現存水生維管束植物共計20科25屬33種，分布面積僅占東湖總面積的0.7%。與1957年、1962～1963年和1988～1994年相比，東湖水生植物的種類、分布面積和生物量進一步減少[22]。嚴國安等根據1992～1993年調查結果并結合前人研究資料，討論了東湖水生植物群落30多年來的動態(tài)及其與富營養(yǎng)化和漁業(yè)養(yǎng)殖等因素的關系，從物種生理、生活史、生殖對策、種間關系等方面探討了水生植物群落演替的物種替代機制及其演替模式[23]。

東湖的水生植物種類繁多，其數量在20世紀70年代后急劇變化，造成東湖水生植被衰退的主要原因包括寓營養(yǎng)化作用加劇、過度放養(yǎng)草食性魚類和人類活動的影響。水生植物群落結構變得趨于簡單·中小型浮游生物極具增加，導致東湖湖泊的生物多樣性指數驟降。水生植物優(yōu)勢種有金魚藻、狐尾藻、大茨藻、青萍、水鱉、水葫蘆、荇菜、荷花、菱等水生植物，由于受到環(huán)境因素的影響，常常難以大面積成活，或者難以形成穩(wěn)定的種群或群落[24]。目前，東湖水生植物多分布在水深較淺、風浪較小的沿岸或湖灣水域。

5 東湖治理方略與措施研究

東湖的水污染嚴重影響了武漢城市建設，阻礙了社會經濟可持續(xù)發(fā)展。武漢市政府為了提高東湖的水質，改善東湖的水環(huán)境，動用了近二十億資金，花費了大量的人力物力及財力，通過近幾年的全力整治，水質情況有明顯的好轉，雖然沒有徹底解決水環(huán)境污染問題，但東湖的水質趨于穩(wěn)定，沒有惡化。因此，探求有效的東湖水環(huán)境污染綜合防治方略和措施，實現武漢市社會、經濟與環(huán)境可持續(xù)發(fā)展具有深遠的意義。

王權根據東湖嚴重的水環(huán)境污染問題，提出汲取發(fā)達國家成功經驗，應對解決東湖水體富營養(yǎng)化污染問題。同時，加強建立法治，通過相關的治污法規(guī)來嚴格管控污染源，規(guī)范水資源的管理[25]。陳語哲等闡述了東湖水污染的控制措施，包括綜合治理、加強政府環(huán)保意識、提高公民環(huán)保意識、實施TMDL計劃等[26]。李桂娥提出借鑒云南洱海在水污染治理和保護方面取得的成功經驗，采取控制污染源與生態(tài)修復相結合，工程措施與管理措施相結合的綜合辦法，對東湖湖泊進行“鐵腕治污”[27]。嚴國安等根據東部湖水環(huán)境污染的來源、水環(huán)境污染狀況，結合國內有關湖泊治理，水生生態(tài)系統(tǒng)恢復及再發(fā)展研究和應用的方法、技術及其進展，提出了東湖水環(huán)境污染控制和恢復的措施及對策[28]。汪常青等結合武漢市湖泊水環(huán)境現狀分析，提出了加強管理組織模式與政策法規(guī);提高工程的科技含量，重點實施湖泊生態(tài)修復工程;發(fā)展水經濟，形成新的產業(yè)增長點;加強水文化建設，提高市民的環(huán)保意識等一整套適合武漢湖泊整治的綜合途徑[29]。張朝提出，東湖必須從傳統(tǒng)風景名勝區(qū)的角色轉型為具有明顯游憩性、生態(tài)性的城市公園，主要途徑為：構建以公共服務為日的的政府服務管理與財政體系;構筑外嗣景觀保護帶;進行以游憩和生態(tài)功能為基礎的空問布局;構建區(qū)外公共交通與區(qū)內綠色交通系統(tǒng);完善生態(tài)保護措施并加強環(huán)境控制力度[30]。

從以上研究可以看出，東湖污染治理是一項長期而艱巨的任務，也是一項艱苦而復雜的系統(tǒng)工程。近幾年來，武漢市政府通過不斷治理的同時，建立的東湖生態(tài)旅游風景區(qū)，不僅保護了東湖濕地，而且通過生態(tài)修復使東湖的水質逐步得到提升。目前，東湖景區(qū)內的水質為Ⅳ類水質。

6 對策及建議

東湖湖泊水環(huán)境資源保護與建設，時空尺度大、涉及因素多，受到各方面因素的制約，有許多問題尚處于探索之中。十九大報告指出：“建設生態(tài)文明，樹立和餞行綠水青山就是金山銀山的理念;建設美麗中國，為人民創(chuàng)造良好生產生活環(huán)境?！鄙鷳B(tài)文明建設就是要打贏污染防治的攻堅戰(zhàn)，還給人民一個山清水秀的優(yōu)美牛態(tài)環(huán)境。因此，武漢東湖水資源環(huán)境質量的改善在于整個東湖區(qū)域的生態(tài)環(huán)境優(yōu)化，包括保護濕地生物多樣性，對破壞的濕地生態(tài)環(huán)境進行修改和重建，對內外源污染進行截流與治理，統(tǒng)籌規(guī)劃和劃分水體功能區(qū)等內容。

（1）堅持以自然的方式治理，重建和恢復東湖湖泊生態(tài)系統(tǒng)平衡。配制不同類型和層次的陸生植物群落，及時涵養(yǎng)雨水，有效過濾污水;重建湖泊中水生植物群落，吸收湖水和底泥中的營養(yǎng)物質，削減東湖湖泊中的營養(yǎng)負荷;發(fā)展優(yōu)質魚類為主的漁業(yè)生產模式，放養(yǎng)浮游動物和底棲動物，完善東湖湖泊食物鏈。

（2）加強外源污染的截流處理和內源污染的治理，遏制東潮湖泊的富營養(yǎng)化，緩解東湖的污染壓力。東湖的外源污染包括點源污染的治理和面源污染的防治。點源污染除了加強污水收集、處理及外排等工作，還應從源頭人手，徹底截斷污染嚴重的源頭。東湖的面源污染，應增加防治，建立湖岸濕地緩沖區(qū)，減少直接排入東湖的污染物，起到一定的緩沖作用。