楊文煥， 尹強， 鐘清濤， 王志超， 李衛(wèi)平

(內(nèi)蒙古科技大學(xué) 能源與環(huán)境學(xué)院，內(nèi)蒙古 包頭 014010)

烏梁素海位于內(nèi)蒙古自治區(qū)河套灌區(qū)的邊緣。 該流域是生活污水、農(nóng)田灌溉排水和工業(yè)廢水的排放區(qū)，也是污染物的儲存場所。近年來，位于烏梁素海流域的河套灌區(qū)各排干的排水量也發(fā)生了顯著變化。排干是湖區(qū)污染物輸入的主要來源，因此，研究烏梁素海入湖排干污染物輸入情況及湖區(qū)水質(zhì)變化情況對烏梁素海水環(huán)境治理尤為重要[1]。

入湖污染負(fù)荷量是單位時間內(nèi)通過入湖河道某一過水?dāng)嗝娴奈廴疚镔|(zhì)量。不管是針對內(nèi)陸水庫、湖泊、海灣等水體，還是流域、省市邊界等區(qū)域，估算河道污染負(fù)荷量，都可以為區(qū)域污染物總量控制、水環(huán)境保護(hù)提供技術(shù)支撐[2]。已有學(xué)者闡明并計算了烏梁素海總氮、總磷等污染物的入湖污染負(fù)荷量[3-4]，但缺少烏梁素海入湖污染負(fù)荷與湖體水質(zhì)的相關(guān)性分析。本文基于烏梁素海水質(zhì)的時空特征，從不同的時空尺度探究入湖污染負(fù)荷與湖區(qū)水質(zhì)之間的響應(yīng)關(guān)系，并分析污染物進(jìn)入湖體后影響水質(zhì)的主要因子，一方面可以檢驗烏梁素海的污染減排效果，另一方面可以確定影響烏梁素海水質(zhì)的主要因素，并為改善水環(huán)境提供技術(shù)和決策支持。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

烏梁素海(40°36′N～41°03′N，108°43′E～108°57′E)位于內(nèi)蒙古自治區(qū)巴彥淖爾市境內(nèi)，是黃河改道而形成的河跡湖，是全球同緯度最大的湖泊[5]。烏梁素海地處荒漠化半荒漠化地區(qū)，流域內(nèi)氣候類型為半干旱季風(fēng)氣候，流域降水量小、蒸發(fā)量大，氣溫和降水量季節(jié)性變化特征顯著，多年平均降雨量為224 mm，蒸發(fā)量為1 502 mm，全年無霜期為152 d，湖水每年11月初結(jié)冰，次年3月末4月初冰體消融解凍，冰厚0.3～0.6 m，冰封期約4個月[6-7]。湖體呈南北狹長(南北距離35～40 km)、東西束窄狀(東西距離5～10 km)，面積為293 km2，蓄水量為2.5億～3.0億m3，水深1.2～3.4 m。

1.2 數(shù)據(jù)來源

水質(zhì)監(jiān)測及分析數(shù)據(jù)來源于烏梁素海2013—2019年常規(guī)水質(zhì)指標(biāo)的實測數(shù)據(jù)。在全湖共布設(shè)采樣點10個，其中湖區(qū)采樣點6個，周邊排干采樣點4個。在湖區(qū)設(shè)置6個點，分別為Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6；周邊排干入湖口處設(shè)4個采樣點，分別為Q1(總排干)、Q2(八排干)、Q3(九排干)、Q4(十排干)，采樣點分布如圖1所示?，F(xiàn)場采集水下0.5～1.0 m深度水樣2 000 mL，按照《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》[8]的要求，裝入取樣瓶中帶回實驗室，用于氨氮(NH3-N)、總氮(TN)、總磷(TP)、化學(xué)需氧量(COD)的測定，測定方法見表1。

圖1 烏梁素海各監(jiān)測點分布

表1 主要監(jiān)測項目的測定方法

1.3 改進(jìn)的歸一化方法

常用的水質(zhì)指標(biāo)歸一化方法不同程度地放大或縮小了水質(zhì)指標(biāo)的類別，特別是在較小的優(yōu)型指標(biāo)類別屬于《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 14848—2017)中規(guī)定的劣Ⅴ類水質(zhì)時，常用的歸一化方法將不再適用[9]。為了更好地達(dá)到水質(zhì)監(jiān)測值和水質(zhì)分類標(biāo)準(zhǔn)之間的一致性，本文采用改進(jìn)的歸一化法：根據(jù)水質(zhì)評價標(biāo)準(zhǔn)將數(shù)值劃分為相等的區(qū)間(表2)，并使用線性插值計算介于兩類標(biāo)準(zhǔn)之間的數(shù)值。效益型(越大越好)和成本型(越小越好)的指標(biāo)歸一化計算公式分別見式(1)和式(2)。本節(jié)中的歸一化方法主要側(cè)重于水質(zhì)指標(biāo)監(jiān)測值的處理，因此，歸一化后的數(shù)值并不僅限于[0,1]。

表2 水質(zhì)監(jiān)測值歸一化標(biāo)準(zhǔn)

(1)

(2)

式中：Rij為效益型(越大越好)歸一化值；Ri為成本型(越小越好)歸一化值；xij為水質(zhì)指標(biāo)的原始監(jiān)測數(shù)據(jù)；b1j、b2j、b3j、b4j、b5j分別為水質(zhì)指標(biāo)的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ類相對應(yīng)的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)值。

經(jīng)過上述歸一化后，可以通過效益型歸一化值的大小來直觀地反映水質(zhì)狀況，數(shù)值越大代表水質(zhì)越好，數(shù)值越小代表水質(zhì)越差。以Y1監(jiān)測點為例，2013年4月4項指標(biāo)的監(jiān)測值和歸一化值見表3。由表3可知，各指標(biāo)水質(zhì)好壞程度依次為：氨氮(NH3-N)>化學(xué)需氧量(COD)>總氮(TN)>總磷(TP)。

表3 Y1監(jiān)測點2013年4月4項指標(biāo)的監(jiān)測值和歸一化值

1.4 入湖污染負(fù)荷計算方法

入湖河流進(jìn)行污染負(fù)荷計算時，以當(dāng)月入湖河流巡測斷面水量作為月入湖水量；若入湖河流沒有逐月水量巡測資料，則選擇其與相應(yīng)巡測段內(nèi)基點站的年水量分配比重作為權(quán)重進(jìn)行計算。水質(zhì)資料選取入湖河流相應(yīng)斷面逐月污染因子濃度。各入湖河流歷年來監(jiān)測斷面位置略有調(diào)整，均采用實測水質(zhì)資料進(jìn)行分析，未進(jìn)行修正(區(qū)域或總體入湖污染負(fù)荷均以入湖水量為權(quán)重對入湖河流污染因子濃度進(jìn)行空間和時間上的累加，如果該巡測段(站)無入湖水量則其污染負(fù)荷量為零)。出入湖水量按照區(qū)域劃分進(jìn)行計算與分析，污染負(fù)荷量的統(tǒng)計按照烏梁素海排干來劃分[10]。

1.5 數(shù)據(jù)處理方法

水質(zhì)指標(biāo)采用Excel 2010軟件計算出10個采樣點監(jiān)測數(shù)據(jù)每年的數(shù)學(xué)平均值，對多個水質(zhì)評價指標(biāo)進(jìn)行分析，各個指標(biāo)之間存在一定程度的相關(guān)性，每一個指標(biāo)在某一方面都能反映水質(zhì)的情況。采用SPSS Statistics 23軟件標(biāo)準(zhǔn)化處理入湖污染物負(fù)荷和湖區(qū)水質(zhì)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行相關(guān)性分析，圖像采用 OriginPro 2017 軟件繪制[11]。

2 結(jié)果與分析

2.1 烏梁素海污染因子質(zhì)量濃度分布狀況

2.1.1 烏梁素海氨氮(NH3-N)質(zhì)量濃度分布狀況

氨氮(NH3-N)作為水體中的營養(yǎng)素，是水體中的主要耗氧污染物，可導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化[12]。烏梁素海氨氮(NH3-N)質(zhì)量濃度分布狀況如圖2所示。由圖2可知：烏梁素海水體氨氮(NH3-N)質(zhì)量濃度年均值為0.69 mg/L，2015年氨氮(NH3-N)質(zhì)量濃度為研究期間最高值，平均質(zhì)量濃度達(dá)到1.17 mg/L；2019年氨氮(NH3-N)質(zhì)量濃度為研究期間最低值，平均質(zhì)量濃度為0.09 mg/L。2013—2019年間烏梁素海水體氨氮(NH3-N)質(zhì)量濃度均值呈明顯下降趨勢，其中2018—2019年氨氮(NH3-N)質(zhì)量濃度均值變化最為明顯，下降率為77.6%。

圖2 烏梁素海氨氮(NH3-N)質(zhì)量濃度分布狀況

2.1.2 烏梁素?？偟?TN)質(zhì)量濃度分布狀況

總氮(TN)是衡量水體富營養(yǎng)化的指標(biāo)之一。作為河套灌區(qū)生活污水的承泄地，烏梁素海每年接納的大量生活污水是其總氮(TN)的主要來源[13]。2013—2019年，烏梁素?？偟?TN)質(zhì)量濃度分布狀況如圖3所示。

圖3 烏梁素?？偟?TN)質(zhì)量濃度分布狀況

由圖3可知：2013—2019年間，烏梁素?？偟?TN)質(zhì)量濃度變化范圍為0.84～2.78 mg/L，平均值為2.13 mg/L；2014年總氮(TN)質(zhì)量濃度最高，平均值為2.32 mg/L；2019年總氮(TN)質(zhì)量濃度最低，平均值為1.20 mg/L；烏梁素?？偟?TN)質(zhì)量濃度整體呈現(xiàn)下降的趨勢。由圖3還可以發(fā)現(xiàn)：Y1點總氮(TN)質(zhì)量濃度自2013—2014年下降之后，變化趨于穩(wěn)定；其余采樣點的總氮(TN)質(zhì)量濃度在2013—2019年有明顯波動，其中在2018—2019年間下降較為明顯。

2.1.3 烏梁素?？偭?TP)質(zhì)量濃度分布狀況

總磷(TP)是造成水體富營養(yǎng)化的重要指標(biāo)，同時也是導(dǎo)致水體營養(yǎng)化污染的限制因素[14]。2013—2019年，烏梁素?？偭?TP)質(zhì)量濃度分布狀況如圖4所示。由圖4可知：2013—2019年，烏梁素?？偭?TP)年均質(zhì)量濃度為0.14 mg/L；2013年總磷(TP)質(zhì)量濃度最高，平均質(zhì)量濃度達(dá)到0.19 mg/L；2013—2019年總磷(TP)質(zhì)量濃度總體呈明顯下降趨勢，2019年總磷(TP)質(zhì)量濃度較2013年的下降65.4%；從各監(jiān)測點看，Y1點總磷(TP)質(zhì)量濃度年均值最高，Y5點總磷(TP)質(zhì)量濃度年均值最低。

圖4 烏梁素?？偭?TP)質(zhì)量濃度分布狀況

2.1.4 烏梁素?；瘜W(xué)需氧量(COD)質(zhì)量濃度分布狀況

化學(xué)需氧量(COD)質(zhì)量濃度常被用來表征地表水所受有機(jī)污染的程度?；瘜W(xué)需氧量(COD)質(zhì)量濃度過高，會導(dǎo)致溶解氧(DO) 質(zhì)量濃度大幅下降，對水生動植物產(chǎn)生不利影響[15]。烏梁素海的化學(xué)需氧量(COD)主要來自于工廠廢水的排放[16]。2013—2019年，烏梁素海化學(xué)需氧量(COD)質(zhì)量濃度分布狀況如圖5所示。由圖5可知：2013—2019年間，烏梁素海水體化學(xué)需氧量(COD)最高質(zhì)量濃度為31.34 mg/L，化學(xué)需氧量(COD)最低質(zhì)量濃度為22.00 mg/L，平均值為27.02 mg/L，低于地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)的限值，為Ⅳ類水；由于截污減排的有效實施，烏梁素海化學(xué)需氧量(COD)平均質(zhì)量濃度由2013年的30.92 mg /L下降到2019年的25.50 mg/L，研究期間化學(xué)需氧量(COD)質(zhì)量濃度下降了17.5%；從各監(jiān)測點看，采樣點Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6的化學(xué)需氧量(COD)質(zhì)量濃度起伏較明顯，但總體呈下降趨勢。

圖5 烏梁素?；瘜W(xué)需氧量(COD)質(zhì)量濃度分布狀況

2.2 入湖排干水質(zhì)變化

根據(jù)烏梁素海主要入湖排干河口的監(jiān)測數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn):烏梁素海主要入湖河流(總排干、八排干、九排干、十排干) 的氨氮(NH3-N)、總磷(TP)、總氮(TN)和化學(xué)需氧量(COD)濃度均呈現(xiàn)顯著的下降趨勢，下降幅度均超過30%[17]。總排干作為烏梁素海最大的入湖水量來源，雖然在2016年部分月份出現(xiàn)水質(zhì)下降情況，但總體上水質(zhì)下降并不明顯，因此總排干對全湖水質(zhì)變化的影響有限[18]。

2.2.1 入湖排干氨氮(NH3-N)質(zhì)量濃度分布狀況

圖6為2013—2019年烏梁素海入湖河流氨氮(NH3-N)質(zhì)量濃度分布狀況。

圖6 入湖河流氨氮(NH3-N)質(zhì)量濃度分布狀況勢

由圖6可知：2013—2019年，烏梁素海4條主要入湖排干的氨氮(NH3-N)質(zhì)量濃度變化范圍為0.10～1.23 mg/L，年均值為0.53 mg/L；除總排干在2016年達(dá)到質(zhì)量濃度峰值外，其余3條排干全年氨氮(NH3-N)質(zhì)量濃度均低于Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)限值(1.0 mg/L)；總排干的氨氮(NH3-N)質(zhì)量濃度明顯高于其他入湖河流的，其中2015年總排干的氨氮(NH3-N)質(zhì)量濃度較2013年上升了37.4%，2019年總排干的氨氮(NH3-N)質(zhì)量濃度較2015年下降了44.6%；八排干2015年氨氮(NH3-N)質(zhì)量濃度較2013年上升37.5%，2019年氨氮(NH3-N)質(zhì)量濃度較2015年下降60%；九排干的氨氮(NH3-N)質(zhì)量濃度下降趨勢最為明顯，2019年的較2013年的下降77.8%；而十排干的氨氮(NH3-N)質(zhì)量濃度變化較平穩(wěn)，但總體呈下降趨勢。

2.2.2 入湖排干總氮(TN)質(zhì)量濃度分布狀況

圖7為2013—2019年烏梁素海入湖河流總氮(TN)質(zhì)量濃度分布狀況。由圖7可知：烏梁素海4條主要入湖排干總氮(TN)質(zhì)量濃度年度變化范圍為1.10～5.65 mg/L，年均值為2.54 mg/L，總體呈逐年下降趨勢；4條主要入湖排干2019年總氮(TN)的年均質(zhì)量濃度較2013年的分別下降了77.9%、60%、43.8%、59.3%；從數(shù)據(jù)上看，4條主要入湖排干的總氮(TN)質(zhì)量濃度年度均值均高于Ⅴ類標(biāo)準(zhǔn)限值(2 mg/L)，其中Q1總氮(TN)質(zhì)量濃度明顯高于其余3條排干的，具體表現(xiàn)為總排干(3.57 mg/L)>九排干(2.39 mg/L)>八排干(2.17 mg/L)>十排干(2.04 mg/L)。

圖7 入湖河流總氮(TN)質(zhì)量濃度分布狀況

2.2.3 入湖排干總磷(TP)質(zhì)量濃度分布狀況

圖8為2013—2019年烏梁素海入湖河流總磷(TP)質(zhì)量濃度分布狀況。由圖8可知：烏梁素海4條主要入湖排干的總磷(TP)質(zhì)量濃度變化范圍為0.08～2.67 mg/L，年均值為 0.30 mg/L；其中總排干年均總磷(TP)質(zhì)量濃度為0.53 mg/L，高于Ⅴ類標(biāo)準(zhǔn)限值(0.2 mg/L)，而其他3條入湖排干的總磷(TP)質(zhì)量濃度均低于Ⅴ類標(biāo)準(zhǔn)限值(0.2 mg/L)；2013—2019年，總排干的總磷(TP)質(zhì)量濃度呈明顯的下降趨勢，2019年較2013年下降了75.9%；八排干的總磷(TP)質(zhì)量濃度總體呈現(xiàn)下降趨勢，2016—2017年有所上升，但上升幅度較小，2019年較2013年下降90%；九排干、十排干的總磷(TP)質(zhì)量濃度在2013—2019年有所起伏，但總體呈現(xiàn)下降趨勢，分別下降66.7%和50%。

圖8 入湖河流總磷(TP)質(zhì)量濃度分布狀況

2.2.4 入湖排干化學(xué)需氧量(COD)質(zhì)量濃度分布狀況

圖9為2013—2019年烏梁素海入湖河流化學(xué)需氧量(COD)質(zhì)量濃度分布狀況。由圖9可知：烏梁素海4條主要入湖排干的化學(xué)需氧量(COD)質(zhì)量濃度變化范圍為16.59～109.00 mg/L，年均值為49.34 mg/L，總體呈下降趨勢；不同排干的化學(xué)需氧量(COD)質(zhì)量濃度不同，十排干化學(xué)需氧量(COD)的年均質(zhì)量濃度(96.57 mg/L)最高，其次是九排干(39.53 mg/L)、八排干(31.90 mg/L)和總排干(25.34 mg/L)。

圖9 入湖河流化學(xué)需氧量(COD)質(zhì)量濃度分布狀況

2.3 烏梁素海入湖污染負(fù)荷分析

對2013—2019年主要排干的氨氮(NH3-N)、總氮(TN)、總磷(TP)、化學(xué)需氧量(COD)入湖污染負(fù)荷變化情況進(jìn)行分析，不同指標(biāo)變化情況各不相同，如圖10所示。

圖10 烏梁素海入湖污染負(fù)荷

由圖10可知，烏梁素海水質(zhì)各項指標(biāo)入湖污染負(fù)荷均呈現(xiàn)出不同程度的下降趨勢。根據(jù)入湖河道水質(zhì)和水文巡測流量數(shù)據(jù)[19]，計算烏梁素海入湖排干的氨氮(NH3-N)、總氮(TN)、總磷(TP)、化學(xué)需氧量(COD)總?cè)牒浚?013—2019年烏梁素海入湖排干的氨氮(NH3-N)總?cè)牒磕昃禐?.057萬t，總氮(TN)總?cè)牒磕昃禐?.26萬t，總磷(TP)總?cè)牒磕昃禐?.039萬t，均呈明顯的下降趨勢；2013—2019年烏梁素海入湖排干的化學(xué)需氧量(COD)總?cè)牒磕昃禐?.11萬t，在2013—2015年有起伏但總體呈下降趨勢[20]。

3 討論

3.1 入湖污染負(fù)荷與湖區(qū)水質(zhì)的時空變化響應(yīng)關(guān)系

烏梁素海湖體氨氮(NH3-N)、總氮(TN)和總磷(TP)的質(zhì)量濃度自2013年以來呈現(xiàn)逐漸降低的變化趨勢，年均減少率分別為12.7%、8.9%、10.9%; 氨氮(NH3-N)、總氮(TN)和總磷(TP)入湖污染負(fù)荷也呈下降趨勢，年均減少率分別為11.5%、10.5%、12.1%。在空間格局上，Y1、Y2采樣點所在區(qū)域為高值區(qū)域，氨氮(NH3-N)、總氮(TN)和總磷(TP)的質(zhì)量濃度年均值分別為0.74、2.22、0.15 mg/L；Y1、Y2采樣點所在區(qū)域?qū)?yīng)排干Q1(總排干)的氨氮(NH3-N)、總氮(TN)和總磷(TP)入湖污染負(fù)荷最大，年均值分別為0.053×104、0.23×104、0.035×104t。湖區(qū)氨氮(NH3-N)、總氮(TN)和總磷(TP)入湖污染負(fù)荷整體均呈下降趨勢，空間響應(yīng)特征基本一致[21]。

烏梁素海湖體化學(xué)需氧量(COD)質(zhì)量濃度自2013年以來整體呈下降趨勢，年均下降率為2.5%；COD入湖污染負(fù)荷在2013年出現(xiàn)峰值，為1.89×104t，高于其他年份均值的21.8%。在空間格局上，Y6采樣點所在區(qū)域為高值區(qū)，所對應(yīng)的十排干化學(xué)需氧量(COD)入湖污染負(fù)荷年均值為0．096×104t，相比其他湖區(qū)的高，湖區(qū)化學(xué)需氧量(COD)質(zhì)量濃度與入湖化學(xué)需氧量(COD)污染負(fù)荷的空間格局基本一致[22]。

3.2 入湖污染負(fù)荷與湖區(qū)水質(zhì)的相關(guān)性分析

采用SPSS Statistics 23軟件將排干入湖污染負(fù)荷和湖區(qū)水質(zhì)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，并采用 OriginPro 2017軟件進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果如圖11所示。

圖11 2013—2019年烏梁素海入湖污染負(fù)荷與湖區(qū)污染因子質(zhì)量濃度的關(guān)系

由圖11 可知：在年尺度上，烏梁素海湖區(qū)氨氮(NH3-N)質(zhì)量濃度與氨氮(NH3-N)入湖污染負(fù)荷呈極顯著正相關(guān)(P<0.01)，總氮(TN)質(zhì)量濃度與總氮(TN)入湖污染負(fù)荷呈極顯著正相關(guān)(P<0.01)，總磷(TP)質(zhì)量濃度與總磷(TP)入湖污染負(fù)荷呈極顯著正相關(guān)(P<0.01)，化學(xué)需氧量(COD)質(zhì)量濃度與化學(xué)需氧量(COD)入湖污染負(fù)荷呈顯著正相關(guān)(P<0.05)。

該結(jié)果還表明：排干氨氮(NH3-N)、總氮(TN)和總磷(TP)的外源輸入為湖體營養(yǎng)鹽的主要來源，而且湖區(qū)與排干的氨氮(NH3-N)質(zhì)量濃度的比值為1.3，由此分析，湖區(qū)內(nèi)源污染對湖區(qū)氨氮(NH3-N)質(zhì)量濃度存在一定的影響；排干的總氮(TN)和總磷(TP)質(zhì)量濃度與湖區(qū)的比值分別為2.1和1.7，排干與湖區(qū)質(zhì)量濃度差異較大，因此，削減入湖排干氮磷污染負(fù)荷對控制烏梁素海氮磷具有重要意義；另外，排干總磷(TP)質(zhì)量濃度與湖區(qū)總磷(TP)質(zhì)量濃度比值為1.7，差異較總氮(TN)在排干、湖泊的比值小，可能影響湖區(qū)總磷(TP)質(zhì)量濃度對排干總磷(TP)輸入的響應(yīng)；總磷(TP)入湖污染負(fù)荷與湖區(qū)總磷(TP)質(zhì)量濃度空間格局也基本一致，總磷(TP)入湖污染負(fù)荷也需加以控制。化學(xué)需氧量(COD)可以有效地反映水體有機(jī)污染的程度。化學(xué)需氧量(COD)入湖污染負(fù)荷與湖體化學(xué)需氧量(COD)質(zhì)量濃度正相關(guān)性顯著，另外入湖排干化學(xué)需氧量(COD)質(zhì)量濃度與湖區(qū)的比值為1.8，入湖排干水質(zhì)與湖區(qū)水質(zhì)的差異較大。因此，削減入湖排干化學(xué)需氧量(COD)質(zhì)量濃度對控制烏梁素?；瘜W(xué)需氧量(COD)具有重要作用。

3.3 烏梁素海生態(tài)環(huán)境污染治理和防控建議

烏梁素海湖體的污染因子來源包括外源和內(nèi)源。外源形式較多，其中入湖排干徑流輸入是外源的最大組成部分；內(nèi)源主要來源于底泥的釋放、死亡的生物體分解[23]。污染因子由外源進(jìn)入湖泊后，滯留在湖水中[24]。綜上所述，提出以下對于烏梁素海生態(tài)環(huán)境污染治理和防控的建議。

1)持續(xù)做好烏梁素海生態(tài)修復(fù)工作。實施排干入湖污染負(fù)荷與內(nèi)源污染控制，加大湖濱帶保護(hù)與修復(fù)力度，確保湖區(qū)水質(zhì)污染程度減輕，綜合營養(yǎng)指數(shù)有所降低，水質(zhì)得到改善[25]。傳統(tǒng)觀點認(rèn)為，磷是湖泊水體生產(chǎn)力的主要限制因子，我國自對湖泊實行禁磷政策以來，磷污染程度有所下降，對烏梁素海富營養(yǎng)化進(jìn)一步惡化起到延緩的作用[26]。但近些年的研究表明，烏梁素海生態(tài)環(huán)境受到氮、磷的共同限制，夏、秋季以氮限制為主，冬、春季以磷限制為主。從流域輸入上可以看出，湖泊水體中夏、秋季內(nèi)源磷負(fù)荷較大，加上氮的反硝化作用，使得水體也受到內(nèi)源氮負(fù)荷影響。因此，氮、磷內(nèi)外源控制對減輕烏梁素海生態(tài)系統(tǒng)的污染具有重要的意義[27-28]。

2)統(tǒng)籌規(guī)劃烏梁素海源頭及排干污染治理工作。結(jié)合水質(zhì)空間分布模式可以看出，總排干和十排干污染相對較重，八排干和九排干污染相對較輕。來自河套灌區(qū)的工業(yè)污水、農(nóng)村生活污水和農(nóng)田退水最終流入總排水渠[29]，然后由總排干將其排入烏梁素海，而總排干的排水總量占烏梁素海入湖水量的70%以上，4條排干歷年入湖水量占烏梁素海河流入湖總水量的95%以上，總排干的入湖水量是其余3條入湖河流的數(shù)倍甚至更多。因此，總排干污染物負(fù)荷量的高低對烏梁素海的水質(zhì)狀況有著重要影響。研究期間，氨氮(NH3-N)、總氮( TN)、總磷(TP)和化學(xué)需氧量(COD)等水質(zhì)指標(biāo)有明顯的下降趨勢，外源污染的削減是入湖污染物負(fù)荷量降低的主要原因[30]。各排干流入烏梁素海的水量是烏梁素海的主要水源之一。自2013年以來，烏梁素海已實施了生態(tài)補水項目，由于各種條件限制，生態(tài)補水量并不顯著。 而降雨量和蒸發(fā)量沒有明顯變化，從水量平衡的角度來看，進(jìn)入湖泊水量的顯著增加可以置換烏梁素海水體的原始水域，新水域所攜帶的污染負(fù)荷要低于原始水域的，使烏梁素海的水質(zhì)得到改善。因此，補水工程的實施至關(guān)重要[31-32]。

3)加強烏梁素海生態(tài)環(huán)境管理及產(chǎn)業(yè)鏈綜合利用。通過生態(tài)補水、控源截污、修復(fù)治理，維持烏梁素海現(xiàn)狀水面，使排干入湖水質(zhì)達(dá)到IV類，烏梁素海向黃河退水達(dá)到Ⅲ類水質(zhì)要求，使得富營養(yǎng)化程度明顯降低，沼澤化進(jìn)程得到遏制，達(dá)到搶救的目的。應(yīng)恢復(fù)烏梁素海良性生態(tài)系統(tǒng)，充分發(fā)揮烏梁素海生態(tài)屏障作用，保障退入黃河的水質(zhì)安全。進(jìn)一步加強相關(guān)項目各類資金的協(xié)調(diào)使用，加強產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)、各鏈條的實施主體、利益主體的優(yōu)化對接，發(fā)揮系統(tǒng)整體的長遠(yuǎn)效益。加大科技投入力度，包括節(jié)水灌溉、肥料使用、種養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)鏈延伸等。鼓勵科技創(chuàng)新資金及人才的投入，推動產(chǎn)業(yè)鏈經(jīng)濟(jì)課題研究和成果運用，優(yōu)化資源配置，探索防污治污產(chǎn)業(yè)鏈價值開發(fā)和綜合利用，為烏梁素海生態(tài)環(huán)境綜合治理和區(qū)域可持續(xù)發(fā)展增添不竭動力[33-34]。

4 結(jié)論

1)2013—2019年烏梁素海湖區(qū)氨氮(NH3-N)、總氮(TN)、總磷(TP)和化學(xué)需氧量(COD)質(zhì)量濃度呈下降趨勢，年均下降率分別為12.7%、8.9%、10.9%和2.5%，烏梁素海截污減排已見成效，湖體氨氮(NH3-N)、總氮(TN)、總磷(TP)和化學(xué)需氧量(COD)響應(yīng)較好。此外，受水量影響，入湖污染負(fù)荷在2013年和2019年分別位于高值和低值。

2)烏梁素海入湖口水質(zhì)基本穩(wěn)定，各入湖口主要污染物指標(biāo)均可達(dá)到Ⅴ類標(biāo)準(zhǔn)，水質(zhì)惡化趨勢得到初步控制。烏梁素海排干污染因子的質(zhì)量濃度為影響烏梁素海水體水質(zhì)的主控因素，還需加強入湖排干水質(zhì)濃度的控制。不同排干污染物因子對入湖污染負(fù)荷影響的權(quán)重由大到小排序依次為總排干、八排干、九排干、十排干，所以對總排干的污染治理是烏梁素海生態(tài)環(huán)境治理的關(guān)鍵所在。

3)相關(guān)性分析結(jié)果表明：烏梁素海湖區(qū)氨氮(NH3-N)、總氮(TN)和總磷(TP)的質(zhì)量濃度與入湖污染負(fù)荷均呈極顯著正相關(guān)關(guān)系;化學(xué)需氧量(COD)質(zhì)量濃度與入湖污染負(fù)荷呈顯著正相關(guān)關(guān)系。多元逐步回歸結(jié)果表明，影響湖區(qū)氨氮(TN)、總氮(NH3-N)、總磷(TP)和化學(xué)需氧量(COD)的主要因素為排干入湖污染負(fù)荷。因此，還需加強排干入湖污染負(fù)荷的控制。