周字能

(云南省生態(tài)環(huán)境廳駐大理州生態(tài)環(huán)境監(jiān)測站，云南 大理 671000)

0 前言

洱海地處瀾滄江、金沙江和元江三大水系分水嶺地帶，屬瀾滄江—湄公河水系，位于漾濞江左岸一級(jí)支流西洱河的中上游，地理坐標(biāo)東經(jīng)99°32′～100°27′、北緯25°25′～26°16′[1]。洱海流域面積2565km2，法定最高水位1966m時(shí)庫容為29.59億m3，湖面面積252km2，湖岸線全長129km，南北長42km，東西寬3～9km，最大水深21.3m，平均水深10.8m。洱海流域氣候濕潤，是典型的亞熱帶高原季風(fēng)氣候，干濕季明顯。據(jù)大理氣象臺(tái)30年氣象資料分析，湖區(qū)平均氣溫15.1℃，水溫常年在10.0℃～20.0℃，屬暖性湖泊。流域降雨主要受孟加拉灣氣流影響，水汽來源于西南方向，降雨總體呈現(xiàn)出西北多、東南少的區(qū)間分布格局，流域多年平均降雨量928mm，年內(nèi)分配極為不均，85%～95%的雨量集中在5—10月，5%～15%的降雨在當(dāng)年的11月—次年的4月。

洱海流域境內(nèi)有彌苴河、永安江、羅時(shí)江、波羅江、西洱河及蒼山十八溪等大小河溪117條[2]，主要入湖河流29條，出湖口有西洱河和引洱入賓工程2個(gè)。

洱海作為我國城市近郊保護(hù)最好的湖泊之一，其保護(hù)起步較早，自1973年全國第一次環(huán)保大會(huì)以來，經(jīng)歷了傳統(tǒng)的污染治理(2002年以前)、保護(hù)與治理(2003—2008年)、生態(tài)文明建設(shè)(2009年至今)三個(gè)階段。但洱海分別在1996年、2003年、2013年暴發(fā)了3次較為嚴(yán)重的水華。洱海藍(lán)藻水華暴發(fā)，水生態(tài)遭遇嚴(yán)重危機(jī)，給人民敲響了警鐘，民眾對(duì)洱海的認(rèn)知發(fā)生了重大轉(zhuǎn)變[3]。2015—2019年5年中，洱海水質(zhì)有31個(gè)月達(dá)到Ⅱ類，29個(gè)月達(dá)到Ⅲ類。本次通過對(duì)洱海2015—2019年連續(xù)5年的DO、BOD5監(jiān)測結(jié)果進(jìn)行分析研究，探索洱海水中溶解氧及有機(jī)污染物的變化規(guī)律。

1 監(jiān)測內(nèi)容和方法

1.1 監(jiān)測內(nèi)容

溶解氧(DO)。溶解于水中的分子態(tài)氧稱為溶解氧，水中溶解氧的含量與大氣壓、水溫及含鹽量等因素有關(guān)。DO對(duì)所有需氧水生生物的新陳代謝有著非常重要的環(huán)境意義，同時(shí)還影響著營養(yǎng)物質(zhì)的溶解度和生物可利用性，控制著整個(gè)水生生態(tài)的生產(chǎn)力水平。DO 濃度能夠反映出水體受到的污染程度，特別是有機(jī)物的污染程度，是衡量水質(zhì)的重要指標(biāo)。清潔地表水溶解氧含量接近飽和，當(dāng)有大量藻類繁殖時(shí)，溶解氧可過飽和。當(dāng)水體受到有機(jī)物質(zhì)、無機(jī)還原物質(zhì)污染時(shí)，溶解氧含量降低，甚至趨于零，此時(shí)厭氧微生物繁殖活躍，水質(zhì)惡化。水中溶解氧低于3～4mg/L時(shí)，許多魚類呼吸困難；繼續(xù)減少，則會(huì)窒息死亡[4,5]。

生化需氧量(BOD)，是水中有機(jī)物的基本估量指標(biāo)。BOD5是指在規(guī)定條件(20℃±1℃)和有溶解氧的條件下培養(yǎng)5d，好氧微生物在分解水中有機(jī)物的生物化學(xué)氧化過程所消耗的溶解氧量。它間接表示水中有機(jī)物的含量[4,5]。

1.2 監(jiān)測方法

依據(jù)《HJ /T91-2002地表水和污水監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》《HJ 495-2009水質(zhì)采樣方案設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》《HJ 494-2009水質(zhì)采樣技術(shù)指導(dǎo)》，根據(jù)國家、省、州生態(tài)環(huán)境保護(hù)部門對(duì)采樣斷面布設(shè)及采樣點(diǎn)的要求，洱海從南向北布設(shè)4個(gè)取樣斷面，3個(gè)斷面從東向西分別設(shè)置3條垂線，1個(gè)斷面布設(shè)2條垂線，在每條垂線上布設(shè)上、下2個(gè)采樣點(diǎn)位，全湖共布設(shè)22個(gè)采樣點(diǎn)位。采樣頻率為每月1次，全年取樣12次，采樣時(shí)間為每月10日前。溶解氧(DO)水樣采取加1mL硫酸錳、2mL堿性碘化鉀現(xiàn)場固定，分析采用GB 7489-87碘量法測定[2，3]。五日生化需氧量(BOD5)采用GB 7488-87 稀釋接種法中不經(jīng)稀釋水樣的測定方法進(jìn)行測定[2，3]。

2 監(jiān)測結(jié)果及分析

2.1 監(jiān)測數(shù)據(jù)采集

引用2015—2019年5年洱海DO、BOD5常規(guī)監(jiān)測數(shù)據(jù)資料[6]。

表1 洱海2015—2019年DO、BOD5月均值統(tǒng)計(jì)表 (mg/L)

表2 2015—2019年DO、BOD5季度均值(mg/L)

表3 地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)DO、BOD5標(biāo)準(zhǔn)限值 (mg/L)

2.2 洱海DO、BOD5評(píng)價(jià)分析

以地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB 3838-2002)對(duì)洱海2015—2019年DO、BOD5進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

從表1及圖1可以看出，2015—2019年，洱海DO值在5.47～8.47mg/L，最低值出現(xiàn)在2019年9月，最高值出現(xiàn)在2019年1月，5年期間洱海DO值達(dá)到Ⅰ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)20個(gè)月，達(dá)到Ⅱ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)35個(gè)月，達(dá)到Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)5個(gè)月(2015年7月、9月，2016年9月，2018年8月，2019年9月)。洱海BOD5值在1.0～3.2mg/L，最低值出現(xiàn)在2016年11月和2018年3月，最高值出現(xiàn)在2018年8月、10月，5年期間洱海有58個(gè)月BOD5達(dá)到Ⅰ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，2個(gè)月(2018年8月、10月)達(dá)到Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。具體為2015年DO值5.80～7.75mg/L，年平均值為6.86mg/L，達(dá)到Ⅰ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)1個(gè)月，Ⅱ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)9個(gè)月，Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)2個(gè)月；BOD5值在1.6～2.7mg/L，年均值為2.3mg/L，全年BOD5達(dá)到Ⅰ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。2016年DO值5.80～8.10mg/L，年平均值為7.35mg/L，達(dá)到Ⅰ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)5個(gè)月，Ⅱ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)6個(gè)月，Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)1個(gè)月；BOD5值在1.0～2.8mg/L，年均值為2.0mg/L，全年BOD5達(dá)到Ⅰ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。2017年DO值6.20～8.40mg/L，年平均值為7.44mg/L，達(dá)到Ⅰ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)7個(gè)月，Ⅱ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)5個(gè)月；BOD5值在1.2～3.0mg/L，年均值為2.0mg/L，全年BOD5達(dá)到Ⅰ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。2018年DO值5.52～7.98mg/L，年平均值為7.06mg/L，達(dá)到Ⅰ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)3個(gè)月，Ⅱ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)8個(gè)月，Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)1個(gè)月；BOD5值在1.0～3.2mg/L，年均值為2.0mg/L，11個(gè)月BOD5達(dá)到Ⅰ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，1個(gè)月BOD5達(dá)到Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。2019年DO值5.47～8.47mg/L，年平均值為7.20mg/L，達(dá)到Ⅰ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)4個(gè)月，Ⅱ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)7個(gè)月，Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)1個(gè)月；BOD5值在1.1～3.0mg/L，年均值為2.2mg/L，全年BOD5達(dá)到Ⅰ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

從表2及圖2可以看出，2015—2019年洱海DO季度值在5.98～8.34mg/L，2015年第三季度值最低，2019年第一季度值最高，每年第三季度DO均值明顯低于同年第一、二、四季度DO均值。從表1也可以看出，洱海DO達(dá)到Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的5個(gè)月全部集中在第三季度。5年BOD5均值在1.2～2.9mg/L，無論從月均值或者是季均值來看，洱海的BOD5都表現(xiàn)出很強(qiáng)的穩(wěn)定性。

3 影響因素分析

3.1 DO影響因素分析

DO受大氣補(bǔ)充量、浮游植物和大型水生植物光合作用強(qiáng)度的輸入影響，又受到化學(xué)與生物氧化消耗之間平衡的控制，同時(shí)還受大氣壓力、水溫、含鹽量等因素的影響。

從表4和2015—2019年洱海DO季度平均濃度隨溫度的變化趨勢分析，洱海DO季度濃度隨溫度變化明顯，呈負(fù)相關(guān)，一季度DO濃度最高，溫度最低，三季度DO濃度最低，溫度最高，根據(jù)2015—2019洱海DO年平均濃度變化和年平均溫度變化得出，只有溫度波動(dòng)明顯，DO與溫度的負(fù)相關(guān)才明顯。

從表5可以看出，大理市降雨主要集中在每年的第三季度，2015年占比達(dá)67.1%，2016年占比59.5%，2017年占比50.7%，2018年占比53.2%，2019年占比71.2%。降水的過度集中可能使大量污染物隨徑流進(jìn)入洱海，水體含鹽量增加，導(dǎo)致DO含量降低。但結(jié)合年降雨量分析，2016年降雨量最高，達(dá)到2352.7mm，2019年最低，只有1360.4mm，這兩年降雨量相差992.3mm，但DO值僅相差0.15mg/L，所以DO濃度變化受降雨影響不大。

表4 2015—2019年洱海季度水溫統(tǒng)計(jì)表 (℃)

表5 2015—2019年洱海季度降水量統(tǒng)計(jì)表 (mm)

3.2 DO、BOD5總體趨于穩(wěn)定影響因素分析

洱海保護(hù)與治理大體經(jīng)歷了傳統(tǒng)的污染治理階段、治理與保護(hù)并重階段和生態(tài)文明建設(shè)三個(gè)階段[3]，特別在2015年1月20日，習(xí)近平總書記到大理考察工作，視察洱海后，大理州委、州政府認(rèn)真學(xué)習(xí)貫徹習(xí)總書記的重要指示，并以與時(shí)俱進(jìn)的精神提出創(chuàng)新管理辦法，制定了《洱海流域保護(hù)網(wǎng)格化管理實(shí)施辦法》，實(shí)行“黨委領(lǐng)導(dǎo)，政府組織，村鎮(zhèn)為主，部門掛鉤，分片包干，責(zé)任到人”的工作機(jī)制，全面推行覆蓋洱海全流域的網(wǎng)格化管理責(zé)任制度[2]。突出各級(jí)組織在洱海保護(hù)治理中的責(zé)任和義務(wù)，建立起縱向以入湖河道溝渠為主線，橫向以周邊村莊、農(nóng)田、濕地、庫塘為對(duì)象，以流域鄉(xiāng)鎮(zhèn)、村委會(huì)行政轄區(qū)為單元的責(zé)任劃分體系，推動(dòng)流域保護(hù)網(wǎng)格化管理[2]，通過構(gòu)建城鄉(xiāng)生活污水的收集、處置，生活垃圾收集、處置，農(nóng)業(yè)面源污染防控，環(huán)湖生態(tài)修復(fù)，清水直通直接入湖五大工程體系，為洱海的污染防治和水質(zhì)保障提供了堅(jiān)實(shí)屏障，這是2015—2019年BOD5保持Ⅰ類水質(zhì)，DO雖有波動(dòng)，但總體仍保持Ⅱ水質(zhì)的重要因素。

4 結(jié)論

(1)洱海水體中能被好氧微生物分解的有機(jī)污染物含量低，2015—2019年洱海BOD5值在1.0～3.2mg/L，且只有2個(gè)月BOD5值超過3mg/L，BOD5表現(xiàn)出很強(qiáng)的穩(wěn)定性，受氣象條件及降雨的影響不大，BOD5與溫度、降雨等相關(guān)性很小。

(2)2015—2019年洱海水體DO月均濃度值5.47～8.47mg/L，季度平均值在5.98～8.47mg/L， DO月均濃度、季度濃度與溫度呈現(xiàn)出明顯的負(fù)相關(guān)性，但只有溫度波動(dòng)明顯時(shí)，DO與溫度的負(fù)相關(guān)性才明顯。

(3)降雨量對(duì)洱海DO濃度有一定的影響，但影響不大。

(4)通過推進(jìn)洱海環(huán)湖截污治污及生態(tài)修復(fù)、沿湖村落環(huán)境綜合整治、“退塘還湖、退耕還林、退房還濕地”成果鞏固、蒼山十八溪整治、農(nóng)業(yè)面源污染控制、環(huán)湖粗放型客棧、餐飲業(yè)整治、完善水質(zhì)監(jiān)測考核體系建設(shè)等，全面加強(qiáng)深化了洱海及流域保護(hù)治理工作，為洱海水質(zhì)改善，BOD5保持 Ⅰ 類水質(zhì)，DO保持 Ⅱ 類水質(zhì)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。