許霄霄 王靖偉

摘要：為評估四川省邛海的水體富營養(yǎng)化狀態(tài)，采用綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法，對邛海水體富營養(yǎng)化進行評價。利用水體中葉綠素含量、總磷含量、總氮含量、透明度、高錳酸鹽指數(shù)計算對應(yīng)的5個營養(yǎng)狀態(tài)值，加權(quán)組合營養(yǎng)狀態(tài)值獲得綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)。研究結(jié)果表明：2003～2014年，邛海水體總體處于中營養(yǎng)狀態(tài)，綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)值處于逐年下降趨勢。邛海水質(zhì)狀態(tài)較為穩(wěn)定，水質(zhì)呈變好趨勢。該方法簡便、通用，計算結(jié)果較為客觀和穩(wěn)定，可為水質(zhì)富營養(yǎng)化綜合評價提供參考。

關(guān)鍵詞：水體富營養(yǎng)化;綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法;水質(zhì)評價;邛海;四川省

中圖法分類號：X824文獻標志碼：ADOI：10.15974/j.cnki.slsdkb.2021.08.016

文章編號：1006 - 0081（2021）08 - 0083 - 05

邛海位于四川省涼山彝族自治州西昌市，是四川省第二大天然淡水湖，對西昌的局地氣候變化、生態(tài)環(huán)境保護和經(jīng)濟社會發(fā)展具有重要意義[1-3]。20世紀60年代以來，受圍海造田、填海造塘、自然泥沙淤積等因素影響，邛海水域面積大幅減少[4]。同時，由于旅游開發(fā)、網(wǎng)箱養(yǎng)魚和農(nóng)家樂的無序發(fā)展，大量湖濱濕地遭到嚴重破壞，灘涂和原生濕地植被快速消失，外來物種入侵，水鳥和本土物種減少，邛海水質(zhì)呈現(xiàn)富營養(yǎng)化狀態(tài)。

1評價方法

水體富營養(yǎng)化評價方法有多種，包括特征評價法、參數(shù)法、生物指標參數(shù)法、營養(yǎng)狀況指數(shù)法及數(shù)學(xué)評價法[5-9]。綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法是一種重要的營養(yǎng)狀況指數(shù)法，計算簡單且所需指標較少，被王明翠等用于太湖水體的富營養(yǎng)化評價中[10-15]，取得了較好效果。為評估邛海水體富營養(yǎng)化狀態(tài)，本文采用綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法，選取葉綠素、總磷、總氮、透明度、高錳酸鹽指數(shù)等5個指標計算綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)值，在此基礎(chǔ)上對邛海水體富營養(yǎng)化狀態(tài)進行評價。

綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)通過多個營養(yǎng)狀態(tài)指標加權(quán)得到，計算公式如下：

綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)的評價指標為葉綠素a濃度（CHL）、總磷（TP）、總氮（TN）、透明度（SD）、高錳酸鹽指數(shù)（CODMn），其中葉綠素a濃度的單位為mg/m3，透明度的單位為m，其他各指標的單位均為mg/L。

歸一化權(quán)重計算公式如下：

式中：[rj]為第j個指標與基準指標葉綠素a濃度的相關(guān)系數(shù)。葉綠素與葉綠素、總磷、總氮、透明度、高錳酸鹽指數(shù)之間的相關(guān)系數(shù)分別為1，0.84，0.82，-0.83，0.83。

依據(jù)《地表水環(huán)境質(zhì)量評價辦法（試行）》，各營養(yǎng)狀態(tài)指標的權(quán)重及營養(yǎng)狀態(tài)值見表1。

依據(jù)綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)對水體的富營養(yǎng)化狀態(tài)進行分級評價，將水體劃分為貧營養(yǎng)、中營養(yǎng)、輕度富營養(yǎng)、中度富營養(yǎng)、重度富營養(yǎng)五大類，評價方法如圖1所示。

2 實驗及結(jié)果分析

本次實驗區(qū)域水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)來自邛海4個水質(zhì)監(jiān)測站點：二水廠、邛海公園、出?？?、青龍寺（圖2），選取2003，2006，2010，2014年4個年份進行邛海水體富營養(yǎng)化評價。由于水質(zhì)監(jiān)測站點發(fā)生調(diào)整，出?？谒|(zhì)監(jiān)測站點2014年數(shù)據(jù)缺失。

2.1葉綠素a

水體中葉綠素a濃度較高時，綠色藻類植物較多，光合作用旺盛，水體中溶解氧的濃度會增加，有利于水生物的生存;水體中葉綠素a濃度過高時，綠色藻類植物大量生長，會阻斷水體與外界大氣正常的氣體交換，導(dǎo)致水體中溶解氧減少，同時還會阻擋陽光穿透水面，造成水下植物無法進行光合作用，進一步降低水體中的溶解氧，從而威脅水生物的生存。

繪制二水廠、邛海公園、出海口、青龍寺4處監(jiān)測站點在2003，2006，2010，2014年的葉綠素a濃度變化圖（圖3）。

由圖3可以看出：2003～2006年間，邛海水體中葉綠素a濃度呈上升趨勢;2006～2014年間，邛海水體中葉綠素a濃度繼續(xù)呈持續(xù)下降趨勢。

2.2總 磷

磷元素是水體中藻類植物生長的營養(yǎng)性元素。水體中總磷含量偏高時，水中藻類植物會大量繁殖。當藻類植物總量適當時，藻類植物通過光合作用產(chǎn)生氧氣，從而增加水體的溶解氧濃度;當藻類植物總量過多時，藻類植物會阻斷水體與大氣的氣體交換，大大降低水體中的溶解氧濃度，同時耗氧有機物大量繁殖，通過呼吸作用消耗水體中大量氧氣，威脅水生物生存。

繪制二水廠、邛海公園、出?？?、青龍寺4處監(jiān)測站點在2003，2006，2010，2014年的總磷含量變化圖（圖4）。

由圖4可以看出：2003～2006年間，邛海水體中總磷含量呈下降趨勢;2006～2010年，邛海水體中總磷含量開始上升，在2010年邛海水體中總磷含量達到最高值;2010～2014年間，邛海水體中總磷含量呈下降趨勢。

2.3 總 氮

氮元素是水體中藻類植物生長的營養(yǎng)性元素。水體中總氮含量偏高時，水體中藻類植物會大量繁殖。當藻類植物總量適當時，藻類植物通過光合作用能夠產(chǎn)生氧氣，從而增加水體的溶解氧濃度;當藻類植物總量過多時，藻類植物會阻斷水體與大氣的氣體交換，大大降低水體中的溶解氧濃度，同時耗氧有機物會大量繁殖，通過呼吸作用消耗水體中大量氧氣，威脅水生物生存。

繪制二水廠、邛海公園、出?？?、青龍寺4處監(jiān)測站點在2003，2006，2010，2014年的總氮含量變化圖（圖5）。

由圖5可以看出： 2003～2006年間，邛海水體總氮含量呈上升趨勢;2006～2010年間，邛海水體總氮含量開始下降;2010～2014年間，邛海水體總氮含量呈微弱上升趨勢。

2.4 透明度

水體透明度用來衡量水體能使光線透過的程度，是水質(zhì)評價的指標之一，也是水體營養(yǎng)狀態(tài)評價的指標之一。當水體中含泥沙、微生物、懸浮物等物質(zhì)時會產(chǎn)生渾濁現(xiàn)象，水體的透明度就會降低。水體透明度過低，則水體中懸浮物過多，會大量消耗水體中的氧氣，降低水體溶解氧含量，從而威脅水生物的生存。

繪制二水廠、邛海公園、出海口、青龍寺4處監(jiān)測站點在2003，2006，2010，2014年的水體透明度變化圖（圖6）。

由圖6可以看出：2003～2010年間，4處監(jiān)測站點的邛海水體透明度呈增大趨勢;2010～2014年間，青龍寺、二水廠2處監(jiān)測站點的水體透明度呈減小趨勢，邛海公園監(jiān)測站點的水體透明度呈增大趨勢。

2.5 高錳酸鹽指數(shù)（CODMn）

化學(xué)需氧量（COD）是指在一定嚴格的條件下，水中的還原性物質(zhì)在外加強氧化劑的作用下，被氧化分解時所消耗氧化劑的數(shù)量，可以評價水體受有機物污染的狀況。用高錳酸鉀做氧化劑測定的化學(xué)需氧量記為CODMn，稱為高錳酸鹽指數(shù)。

繪制二水廠、邛海公園、出?？?、青龍寺4處監(jiān)測站點在2003，2006，2010，2014年的水體CODMn含量變化圖（圖7）。

由圖7可以看出：2003～2006年間，4處監(jiān)測站點CODMn呈增大趨勢。2006～2010年間，邛海公園、出?？?處監(jiān)測站點CODMn呈減小趨勢;青龍寺、二水廠2處監(jiān)測站點CODMn含量呈微弱增大趨勢;2010～2014年間，邛海水體中CODMn均呈減小趨勢。

2.6 富營養(yǎng)化評價

利用葉綠素a濃度、總磷、總氮、透明度、高錳酸鹽指數(shù)計算得到邛海水體各年的綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)及分級情況如表2所示。

從表2可以看出：2003～2014年，邛海水體的營養(yǎng)狀態(tài)較為穩(wěn)定，基本保持在中營養(yǎng)狀態(tài)。2003年，邛海水體總體呈中營養(yǎng)狀態(tài);2006年，出?？诒O(jiān)測站點出現(xiàn)了輕度富營養(yǎng)狀態(tài)。這是因為2003～2006年間，西昌市沒有大型污水處理廠，城市生活污水直接排入邛海，而污水中包含著大量的營養(yǎng)性元素，邛海水體中總氮含量升高，水體中藻類植物大量生長，葉綠素a濃度增大，水體呈現(xiàn)輕度富營養(yǎng)狀態(tài)。2006年，邛海西岸長達9.1 km的截污干管工程建成，并建設(shè)了配套的污水處理廠，大大減少了排入邛海的城市生活污水量，因此2006～2010年間邛海的水質(zhì)改善明顯，邛海水體恢復(fù)成中營養(yǎng)狀態(tài)。2010～2014年，隨著邛海西岸二、三級截污管網(wǎng)工程的建設(shè)，邛海西岸的保護進一步加強，從邛海西岸流入邛海的城市污水進一步減少;同時隨著2010年邛海濕地恢復(fù)工程的啟動，加強了邛海周邊的環(huán)境保護，邛海的水質(zhì)在此期間有所恢復(fù)，青龍寺監(jiān)測站點呈貧營養(yǎng)狀態(tài)。

4個水質(zhì)監(jiān)測站點中，出海口監(jiān)測站點的水質(zhì)最差，青龍寺監(jiān)測站點的水質(zhì)最優(yōu)。這是由水質(zhì)監(jiān)測站點的空間分布決定的。出?？谖挥谮龊５奈鞅苯?，是邛海的出水口。一方面，出?？谑勤龊Ｋ鲄R集的地方，各處的污染都會匯集在此處，水質(zhì)惡化;另一方面出海口距離西昌城區(qū)較近，附近餐飲業(yè)發(fā)達，部分生活污水、餐飲污水未經(jīng)處理就直接排入邛海，導(dǎo)致此處的水質(zhì)較差，水體中總氮濃度較高。青龍寺位于邛海的東南角，距離西昌城區(qū)較遠，周圍青山環(huán)繞，受人類活動影響較小，因此水質(zhì)最優(yōu)。

3 結(jié)論及建議

本文采用水體中葉綠素含量、總磷含量、總氮含量、透明度、高錳酸鹽指數(shù)5個指標，構(gòu)建了衡量水體富營養(yǎng)化狀態(tài)的綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)，利用邛海水質(zhì)監(jiān)測站點數(shù)據(jù)，對邛海2003～2014年的水體富營養(yǎng)化狀態(tài)進行了評價分析，得出結(jié)論及建議如下。

3.1 結(jié) 論

（1）邛海水體的營養(yǎng)化狀態(tài)良好。2003～2014年，邛海水體總體處于中營養(yǎng)狀態(tài)，綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)值處于逐年下降趨勢。

（2）邛海水質(zhì)狀態(tài)較為穩(wěn)定，水質(zhì)呈變好趨勢。2003年邛海的水質(zhì)較差，但是經(jīng)過邛海西岸截污干管及管網(wǎng)工程、邛海濕地恢復(fù)工程的建設(shè)后，邛海水質(zhì)得到持續(xù)改善。

（3）青龍寺監(jiān)測站點的水質(zhì)最優(yōu)，出海口監(jiān)測站點的水質(zhì)最差。青龍寺站點距離城區(qū)較遠，城市人類活動對其影響較小，受城市生活污水的影響較小，因此水質(zhì)較好;出?？诒O(jiān)測站點是湖水匯聚的地方，且距離城區(qū)較近，受城市生活污水和邛海周邊餐飲污水的影響較大，因此水質(zhì)較差。

3.2 建議

（1）嚴格限制生活污水向邛海的排放，動態(tài)監(jiān)測水體的富營養(yǎng)化狀態(tài)，防止邛海水體富營養(yǎng)化。生活污水中通常包含著豐富的氮、磷元素，向邛海的大量排放會導(dǎo)致水體中氮、磷元素的濃度增大，綠色藻類植物大量繁殖，以及葉綠素a的濃度增大。水體中總氮、總磷、葉綠素a濃度的增加，容易導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化，從而威脅水生物的生存。因此，必須限制生活污水向邛海的排放，同時加大對邛海水體中氮、磷元素的觀測，監(jiān)測水體的富營養(yǎng)化狀態(tài)。

（2）加大對邛海西北角出?？诘谋O(jiān)管力度，防止餐飲污水污染邛海。邛海出?？谡军c的水質(zhì)相對最差，水體中總磷、總氮的含量多年偏高。主要原因是岸邊餐飲污水向邛海出?？诘闹苯优欧牛我蚴前哆叀胺仕B(yǎng)魚”的魚塘。因此，要加大對邛海西北角的監(jiān)管力度，實行不定期檢查，對于污染較為嚴重的餐飲店，應(yīng)予以關(guān)閉;加大對邛海西北角魚塘的管理，將魚塘肥水作為灌溉用水引入農(nóng)田，經(jīng)過農(nóng)作物吸收后再排放。

（3）建議在青龍寺附近建設(shè)邛海向西昌市集中式供水的取水口。在邛海4個水質(zhì)監(jiān)測站點中，青龍寺站點的各項水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果均為最優(yōu)。該監(jiān)測站點遠離城市，附近青山環(huán)繞，因此受人類污染較少，水質(zhì)良好。在青龍寺附近建設(shè)取水口，能夠保證西昌市飲用水的質(zhì)量，讓西昌市居民喝到優(yōu)質(zhì)水。

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（編輯：李 晗）