呂 文， 孫瑞瑞， 王 誠(chéng)， 楊 惠， 楊金艷， 鄭蕓潔

(江蘇省水文水資源勘測(cè)局蘇州分局， 江蘇 蘇州 215042)

隨著長(zhǎng)三角經(jīng)濟(jì)和城市化的快速發(fā)展，太湖流域湖泊水質(zhì)富營(yíng)養(yǎng)化問題尤為突出[1]，造成了如2007年的太湖藍(lán)藻爆發(fā)[2]、無(wú)錫供水危機(jī)等難題,而氮、磷等營(yíng)養(yǎng)鹽是湖泊富營(yíng)養(yǎng)化的主要限制因子[3-4]，其中很多污染主要來(lái)自于湖泊上游河流，因此控制入湖河流富營(yíng)養(yǎng)鹽輸入是湖泊保護(hù)的重要途徑[5-7]。陽(yáng)澄湖是蘇州市重要的飲用水源地，也是著名的大閘蟹養(yǎng)殖基地，養(yǎng)殖業(yè)的繁盛也相應(yīng)帶來(lái)了投放餌料，向水體排放N、P營(yíng)養(yǎng)鹽[8]，另外陽(yáng)澄湖的入湖河流主要分布在西部和西北部[9]，容易受到外源污染的沖擊，所以亟需對(duì)陽(yáng)澄西湖水體進(jìn)行富營(yíng)養(yǎng)化監(jiān)測(cè)。施陳江[10]、楊超[8]對(duì)陽(yáng)澄西湖主要進(jìn)水口水質(zhì)及污染物通量進(jìn)行了調(diào)查；梁長(zhǎng)蓂[11]、張新華等[12]評(píng)價(jià)了陽(yáng)澄西湖沿岸相城區(qū)水環(huán)境狀況，桂智凡等[13]、劉洋等[14]、湯永剛[15]對(duì)陽(yáng)澄湖湖區(qū)營(yíng)養(yǎng)化進(jìn)程進(jìn)行了評(píng)價(jià)分析。前人對(duì)于陽(yáng)澄湖入湖河道和陽(yáng)澄湖整體湖區(qū)水質(zhì)進(jìn)行了評(píng)價(jià)分析，但缺乏針對(duì)接納入湖河道較多的陽(yáng)澄西湖水質(zhì)的時(shí)空特征分析，因此本文基于陽(yáng)澄西湖水源地3個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的采樣數(shù)據(jù)，探討陽(yáng)澄西湖北部、中部、南部富營(yíng)養(yǎng)化時(shí)空差異，為陽(yáng)澄湖西湖水源地入湖河流監(jiān)管防治提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

陽(yáng)澄湖是太湖流域平原上的第三大湖泊，地處蘇州市相城區(qū)、工業(yè)園區(qū)和昆山市。陽(yáng)澄湖水域總面積為117.4 km2，南北長(zhǎng)約17.0 km，東西寬約11.0 km，湖中有二條東北—西南走向的狹長(zhǎng)半島，把陽(yáng)澄湖分為東湖、中湖和西湖。其中研究區(qū)域陽(yáng)澄湖西湖約占總面積26.9%，平均水深約2.9 m。湖區(qū)水位變幅平緩，年變幅一般在1.2 m以下，平均水位3.2 m。

1.2 采樣與分析

陽(yáng)澄湖西湖區(qū)域從南向北共布設(shè)3個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)(圖1)，采樣時(shí)間每月采集1次。

圖1 陽(yáng)澄西湖采樣點(diǎn)分布圖

水樣采集按HJ/T91-2002《地表水和污水監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》[16]，透明度(SD)采用賽氏盤測(cè)定。pH、溶解氧(DO)、水溫(WT)等采用美國(guó)哈希HQ40D多參數(shù)數(shù)字測(cè)定儀測(cè)定。總氮(TN)、總磷(TP)，氨氮(NH3—N)、高錳酸鹽指數(shù)(CODMn)等水質(zhì)參數(shù)測(cè)定方法參照《水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法》[17]。葉綠素a(Chl.a)參考《浮游植物葉綠素a 測(cè)定的“ 熱乙醇法” 及其測(cè)定誤差的探討》[18]。營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)(TSI)計(jì)算，取Chl.a、SD及TP 數(shù)據(jù)，按照蔡慶華等[19]提出的湖泊富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)綜合模型計(jì)算。水質(zhì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)參考地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB3838-2002)[20]。

2 結(jié)果與討論

2.1 時(shí)間變化特征

將陽(yáng)澄湖西湖南部、中部和北部3個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的2016年8月-2017年7月各月值進(jìn)行平均，反映陽(yáng)澄湖西湖區(qū)整體營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)時(shí)間變化特征(圖2)。

陽(yáng)澄湖西湖TSI全年平均值為62.8，為中度富營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)。Chl.a全年平均值為16.0 μg/L，將6月極低值剔除，可知陽(yáng)澄湖西湖TSI和Chl.a整體呈春夏單峰型。春季隨著氣溫的升高，水溫升高，光照適宜[21]，DO偏高，浮游植物增殖能力加強(qiáng)，Chl.a增大，至4月達(dá)到峰值。夏季光照強(qiáng)烈、水溫過高，反而抑制了浮游植物的繁殖[22]。

湖區(qū)TN均值為1.67 mg/L，Ⅴ類；NH3—N均值為0.22 mg/L，Ⅱ類；TP均值為0.111 mg/L，Ⅴ類。N、P營(yíng)養(yǎng)鹽時(shí)間變化趨勢(shì)差異較大。TN和NH3—N整體呈冬季單峰型，自春季逐漸下降，至盛夏低谷，之后逐漸上升，在11月份達(dá)到峰值。與許梅等[23]在太湖入湖河流中的觀測(cè)結(jié)果一致，即冬春季節(jié)氮含量高，夏秋季節(jié)相對(duì)含量低的特點(diǎn)，可能與河道輸入有關(guān)，夏秋季為豐水期，同時(shí)農(nóng)業(yè)活動(dòng)正處于減弱期收獲期，外源營(yíng)養(yǎng)鹽輸入減少[24]。TP逐月變化趨勢(shì)不明顯，整體來(lái)說，TP夏、秋兩季相對(duì)于冬、春兩季濃度較高，與桂智凡等[13]監(jiān)測(cè)結(jié)果一致，可能與湖泊養(yǎng)殖餌料碎屑沉積[15]、氣溫升高、底泥釋放[25]有關(guān)。雖然N、P營(yíng)養(yǎng)鹽時(shí)間變化趨勢(shì)差異較大，但濃度均已不構(gòu)成限制，在氣溫和光照適宜時(shí)，藻類繁殖旺盛。

2.2 空間變化特征

將陽(yáng)澄湖西湖北部、中部、南部2016年8月-2017年7月逐月水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行分析，結(jié)果見圖2。并以陽(yáng)澄湖西湖區(qū)營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)及主要水環(huán)境參數(shù)的年平均值為參照，分別計(jì)算了南部、中部、北部3個(gè)湖區(qū)營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)及主要水環(huán)境參數(shù)的年平均值相對(duì)于年平均值的距平系數(shù)(η)，以便更加直觀分析湖區(qū)空間分異特征，結(jié)果見圖3。

研究區(qū)南部各月TSI基本>60，為中度富營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)，其中4月高達(dá)75.2，接近重度富營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)。中部除7、8月TSI略>60，其余均為輕度富營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)。研究區(qū)北部3-10月，除6月外的整個(gè)生長(zhǎng)季，TSI均>60，為中度富營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)，但在晚秋和冬季均為輕度富營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)。整體來(lái)看，研究區(qū)南部各月TSI高于北部和中部，營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)較差。這與2010年陽(yáng)澄湖西湖區(qū)營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)空間分異特征一致[26]。Chl.a各湖區(qū)大小情況與TSI基本一致。研究區(qū)南部平均Chl.a為29.0 μg/L，變幅為4.7～37.2 μg/L；研究區(qū)中部平均Chl.a為9.9 μg/L，變幅為1.4～29.0 g/L研究區(qū)北部平均Chl.a為12.7 μg/L，變幅為3.3～24.2 μg/L。研究區(qū)南部平均值最大，分別為中部、研究區(qū)北部的2.9、2.3倍。對(duì)應(yīng)SD各湖區(qū)大小情況與Chl.a相反。研究區(qū)南部SD平均值為0.51 m，高于中部，北湖SD平均值0.69、0.75 m,研究區(qū)南部較高的Chl.a降低了水體SD。

N、P營(yíng)養(yǎng)鹽各湖區(qū)情況與營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)基本一致，研究區(qū)南部營(yíng)養(yǎng)鹽濃度值均不同程度高于中部和北部，距平系數(shù)高達(dá)15.1%～25.6%。研究區(qū)南部TN均值為1.81 mg/L，分別高出中部、北部3.4%、30.5%。研究區(qū)南部NH3—N均值為0.24 mg/L，分別高出中部、北部36.0%、19.1%。研究區(qū)南部TP均值為0.141 mg/L，分別高出中部、北部12.9%、46.3%。這說明陽(yáng)澄湖西部湖區(qū)營(yíng)養(yǎng)鹽空間分異較大，與湖區(qū)營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)空間分異狀態(tài)基本對(duì)應(yīng)，高營(yíng)養(yǎng)鹽的研究區(qū)南部Chl.a和TSI也高于中部、研究區(qū)北部。梁長(zhǎng)蓂[26]統(tǒng)計(jì)分析陽(yáng)澄湖區(qū)2002-2012年水環(huán)境參數(shù)，發(fā)現(xiàn)北側(cè)總體指標(biāo)優(yōu)于南側(cè)。但反映有機(jī)污染的CODMn除了整個(gè)湖區(qū)全年變化平緩?fù)?，各湖區(qū)空間差異也較小，距平系數(shù)僅為1.0%～3.8%。陽(yáng)澄湖作為過水性湖泊，湖內(nèi)水質(zhì)直接受上游來(lái)水的影響，湖區(qū)N、P營(yíng)養(yǎng)鹽空間分異可能與入湖河道水質(zhì)有關(guān)。據(jù)陽(yáng)澄湖西湖進(jìn)水口監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示，白兔涇TN、TP含量2011年相比其它河流較高[8]。陽(yáng)澄湖西湖的主要入湖河道中，污染物通量主要來(lái)自南部的里塘河[27]。入湖河道中，南部的河道污染物量相比北部和中部大，可能影響了陽(yáng)澄西湖湖區(qū)水質(zhì)現(xiàn)狀。

圖2 2016-08-2017-07陽(yáng)澄湖西湖區(qū)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)及水環(huán)境參數(shù)變化特征

圖3 陽(yáng)澄湖西湖區(qū)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)及水環(huán)境參數(shù)分異特征

3 結(jié) 論

(1)陽(yáng)澄湖西湖為中度富營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)，TSI和Chl.a整體呈春夏單峰型，與氣溫的夏季單峰型年內(nèi)變化基本一致。由于豐水期營(yíng)養(yǎng)鹽輸入減少，TN和NH3—N整體呈冬季單峰型，但TP夏、秋兩季相對(duì)于冬、春兩季濃度較高，可能與底泥釋放有關(guān)。雖然N、P營(yíng)養(yǎng)鹽時(shí)間變化趨勢(shì)差異較大，但濃度均已不構(gòu)成限制，在氣溫和光照適宜時(shí)，藻類繁殖旺盛。

(2)陽(yáng)澄湖西湖區(qū)營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)、Chl.a和N、P營(yíng)養(yǎng)鹽各湖區(qū)情況差異基本一致，即研究區(qū)南部營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)劣于中部和北部，N、P營(yíng)養(yǎng)鹽均不同程度高于中部和北部，可能與入湖河道水質(zhì)空間差異有關(guān)。南部的河道污染物入湖負(fù)荷高于北部和中部，需要加強(qiáng)南部入湖河流的監(jiān)管，控制入湖河流的營(yíng)養(yǎng)鹽輸入。