松花湖水質(zhì)綜合評(píng)價(jià)

松花湖水質(zhì)綜合評(píng)價(jià)

松華湖是1942年滿洲國水庫建成后形成的一個(gè)山谷人工湖泊。它位于吉林省松花江市下游25公里處，流域面積42.05萬公里處。蓄水線路為180公里，湖泊最大深度為80米，平均水深為35米。年入稅約137億3m，最大總藏體積108億米。松花湖匯集了大小河流40余條,主要入湖河流有14條(王霞等,2004);最大的補(bǔ)給水源為松花江干流,其次為輝發(fā)河、蛟河、漂河、木萁河、石槽河(即螞蟻河)。據(jù)研究,松花湖是處于溫帶地區(qū)的大型深水湖泊(TanakaS&TominagaH,1994)。湖區(qū)有17個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn),932個(gè)自然屯,總?cè)丝?0.1萬。工業(yè)主要是采石、制磚業(yè);農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以糧食為主,湖區(qū)共有耕地4.25萬hm2,占湖區(qū)總面積的10.3%。湖區(qū)旅游業(yè)發(fā)展很快,1988年被列為國家級(jí)重點(diǎn)風(fēng)景名勝區(qū),每年可接待80萬游客。松花湖具有發(fā)電、農(nóng)灌、防洪、漁業(yè)、旅游、航運(yùn)等多種功能,同時(shí)又是吉林市、長春市、哈爾濱市及下游沿松花江兩岸近千萬人民生產(chǎn)與生活的水源地,在經(jīng)濟(jì)建設(shè)和人民生活中占有特殊重要位置。王寧和朱顏明(2000)對(duì)湖區(qū)及入湖河流重金屬污染發(fā)展趨勢進(jìn)行了研究。本文根據(jù)松花湖2001～2005年水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析,結(jié)合實(shí)地調(diào)查,研究現(xiàn)階段污染的狀況及成因,對(duì)掌握湖區(qū)水質(zhì)的變化規(guī)律,保護(hù)和整治湖區(qū)生態(tài)環(huán)境有十分重要的意義。1松花湖水質(zhì)分析1.1氮、揮發(fā)油酚、總氰化物、總鎘、總砷、總汞、總鎘、總鉛、總鎘、總質(zhì)、總氮、總磷、總氮監(jiān)測項(xiàng)目有水溫、透明度、pH值、電導(dǎo)率、溶解氧、高錳酸鹽指數(shù)、氨氮、揮發(fā)酚、總氰化物、總砷、總汞、六價(jià)鉻、總鉛、總鎘、石油類、硫化物、總磷、總氮,共計(jì)18項(xiàng)。分析方法采用國家環(huán)境保護(hù)局科技標(biāo)準(zhǔn)司編制的《水環(huán)境分析方法標(biāo)準(zhǔn)工作手冊》(1994)中規(guī)定方法。1.2湖體斷面型松花湖采樣斷面為5個(gè),按上游至下游順序排列,即輝發(fā)河口、樺樹林、小荒地、沙石滸、豐滿,其中樺樹林、沙石滸、豐滿為湖體斷面;輝發(fā)河、小荒地分別為輝發(fā)河和蛟河的入湖口斷面。監(jiān)測斷面布設(shè)見圖1。1.3水層水質(zhì)監(jiān)測水體采樣橫向?yàn)樽?、中、?點(diǎn),縱向?yàn)榇怪鄙疃认鄬?duì)的上(水面下0.5m處)、中、下(距湖底0.5m處)3個(gè)水層,水質(zhì)監(jiān)測頻次為每年6次,即5、6、7、8、9、10月。采樣方法按照有關(guān)規(guī)定(1994)和標(biāo)準(zhǔn)方法(1987)進(jìn)行。1.4內(nèi)梅羅水樣水質(zhì)指標(biāo)運(yùn)用單因子評(píng)價(jià)法(申銳莉等,2006),對(duì)照國家《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838-2002)中的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)限值來確定主要污染指標(biāo),計(jì)算平均超標(biāo)倍數(shù):I=Σi=1NCiSNΙ=Σi=1ΝCiSΝ式中:Ci為水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果;S為標(biāo)準(zhǔn)值;N為有效監(jiān)測次數(shù)。參照內(nèi)梅羅污染指數(shù)(綜合污染指數(shù))法,選用15項(xiàng)作為計(jì)算水質(zhì)指標(biāo)的參數(shù)。評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)國家《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB3838-2002)》,豐滿和沙石滸采用Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn);小荒地、樺樹林和輝發(fā)河采用Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn),內(nèi)梅羅水污染指數(shù)公式如下:I=[1nΣ(CiSi)]2+[max(CiSi)]22????????????????√Ι=[1nΣ(CiSi)]2+[max(CiSi)]22式中:Ci為水質(zhì)參數(shù)i的實(shí)際監(jiān)測值;Si為水質(zhì)參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)值。選取GB3838-2002中水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)限值作為標(biāo)準(zhǔn)值,同時(shí)參考《內(nèi)梅羅水質(zhì)指數(shù)污染等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)》(李建軍等,2001)對(duì)松花湖水質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)。I<1,清潔;1～2,輕污染;2～3,污染;3～5,重污染;I>5,嚴(yán)重污染。2結(jié)果2.1污染源主要來源由表1可知,松花湖總體水質(zhì)狀況中,總汞、總鉛、總鎘、總砷、六價(jià)鉻、總氰化物、揮發(fā)酚、硫化物平均值均未檢出。豐滿斷面在2001～2003年檢出總鉛,數(shù)值達(dá)到Ⅲ類水體標(biāo)準(zhǔn),2004年只檢出痕量揮發(fā)酚。小荒地在2003年檢出痕量總鎘,2001～2003年檢出痕量總鉛,2005年檢出痕量總砷。樺樹林?jǐn)嗝?001～2003年檢出總鉛,2004年檢出痕量揮發(fā)酚。輝發(fā)河斷面2001、2002年檢出總鉛,檢出數(shù)據(jù)達(dá)到Ⅲ類水體標(biāo)準(zhǔn)。高錳酸鹽指數(shù)、總磷各斷面除小荒地高錳酸鹽指數(shù)未超標(biāo)外,其余均超過國家標(biāo)準(zhǔn);總氮各斷面均超過國家標(biāo)準(zhǔn),總體趨勢是越往上游數(shù)值越高,說明污染源主要來自輝發(fā)河。豐滿斷面石油類污染最重,5年超標(biāo)率為5%,主要原因是松花湖上共有機(jī)動(dòng)船舶700多艘,其中50馬力以上船舶300艘,各種機(jī)動(dòng)船排入湖中的廢油每年約為135t。2.2水質(zhì)指標(biāo)分析5個(gè)監(jiān)測斷面的pH值、總汞、總鉛、總鎘、總砷、六價(jià)鉻、總氰化物、揮發(fā)酚、硫化物共9個(gè)項(xiàng)目均符合Ⅰ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn);油類、氨氮、溶解氧3個(gè)項(xiàng)目符合Ⅱ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)(輝發(fā)河為Ⅲ類);高錳酸鹽指數(shù)、總磷符合Ⅲ～Ⅳ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn);總氮符合Ⅳ～Ⅴ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。綜合各監(jiān)測項(xiàng)目看,豐滿斷面和沙石滸斷面水質(zhì)為Ⅳ類,小荒地、樺樹林、輝發(fā)河口斷面水質(zhì)為Ⅴ類;5個(gè)斷面的主要污染物都是高錳酸鹽指數(shù)、總氮和總磷。各斷面主要污染物統(tǒng)計(jì)見表2。2.3位松花湖綜合污染指數(shù)比較松花湖5個(gè)斷面的水質(zhì)污染程度,污染最嚴(yán)重的斷面是輝發(fā)河口,綜合污染指數(shù)7.69,污染負(fù)荷比為28.01;第2位是樺樹林,綜合污染指數(shù)6.54,污染負(fù)荷比為23.91;第3位是小荒地、沙石滸和豐滿,綜合污染指數(shù)均為4.45。松花湖水質(zhì)類別分析見表3。松花湖現(xiàn)階段的水質(zhì)類別與1997年的監(jiān)測數(shù)據(jù)比較(王寧等,2001),豐滿、沙石滸斷面的水質(zhì)類別仍為Ⅳ類水體,小荒地、樺樹林和輝發(fā)河斷面的水質(zhì)惡化,上升到Ⅴ類水體。3分析與討論3.1生物活動(dòng)引起的鉛污染治理成效從檢出數(shù)據(jù)來看,對(duì)比“八五”期間,重金屬污染狀況明顯減輕,尤其是總汞,5個(gè)斷面5年均未檢出,說明來自上游由于礦區(qū)開采造成對(duì)松花湖重金屬的污染治理收到成效(王寧和朱顏明,2000)。對(duì)于總鉛從上游輝發(fā)河至下游豐滿的檢出值和檢出年份增加,說明松花湖豐滿庫區(qū)由于人類活動(dòng)加劇了鉛污染。為此,吉林市政府為執(zhí)行松花江流域水污染防治規(guī)劃(2006～2010年),特制定《吉林市松花湖水源地污染治理項(xiàng)目(豐滿庫區(qū))移民搬遷安置方案》(2007)。3.2類水體標(biāo)準(zhǔn)溶解氧全湖年均值7.604mg/L,除個(gè)別點(diǎn)出現(xiàn)超標(biāo)現(xiàn)象外,年均值符合國家Ⅱ類水體標(biāo)準(zhǔn)。溶解氧超標(biāo)樣品絕大多數(shù)為深層水樣,這是由于上游水體較淺和上層水溫較高而使能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)狀況較好的緣故(于力等,2004)。3.3化肥、農(nóng)藥利用率低據(jù)調(diào)查,松花湖近湖區(qū)農(nóng)田每年施用化肥29782t,農(nóng)藥893t;據(jù)測算,化肥的利用率僅為35%左右,因此有60%以上的化肥滲入地下或流進(jìn)湖區(qū),造成湖水總氮污染,至于農(nóng)藥的利用率則更低,由此造成了湖水總磷污染。此外,近湖區(qū)有豐滿、旺起、海浪3個(gè)較大的村鎮(zhèn),生活污水年排放總量約12690t,更加重了對(duì)湖水的污染。3.4斷面超標(biāo)率比較松花湖上游有3條主要河流,即松花江干流、輝發(fā)河和蛟河。其中,松花江干流注入松花湖的水質(zhì)大都在Ⅱ類水體;輝發(fā)河斷面氨氮污染較重,小荒地、樺樹林、輝發(fā)河口3個(gè)斷面5年間超標(biāo)率分別為6.6%、3.8%、31.7%。第一支流輝發(fā)河污染最為嚴(yán)重,輝發(fā)河流經(jīng)東豐、柳河、梅河口、輝南、磐石、樺甸共6個(gè)縣、市(王寧等,1999),注入松花湖的水質(zhì)全部超過Ⅳ類,每年約有16000t化學(xué)耗氧量排入松花湖,說明污染源主要來自輝發(fā)河。蛟河流經(jīng)蛟河市,流入松花湖的水質(zhì)一般為Ⅲ～Ⅳ類水體,每年約有1200t化學(xué)耗氧量排放松花湖;說明點(diǎn)源污染沒有得到控制,而呈加劇污染的趨勢。3.5綠地面積7.2mm由于湖區(qū)植被受到不同程度的破壞,水土流失問題相當(dāng)突出。松花湖區(qū)林業(yè)用地面積為354157hm2,目前被占用的綠地約占林地面積的6.2%,其中1982～1991年林業(yè)用地變成農(nóng)田的為20153hm2,近年來松花湖近湖區(qū)每年增加農(nóng)田約100hm2。2001年后由于中央的退耕還林政策的推廣,松花湖近湖區(qū)每年農(nóng)田面積在減少,水土流失現(xiàn)象逐漸好轉(zhuǎn)。3.6旅游場所廢水排放情況旅游業(yè)的發(fā)展對(duì)松花湖水質(zhì)也帶來一定的影響。松花湖近湖區(qū)現(xiàn)有旅游場所117家,每年接待游人達(dá)80萬人次,每天排放廢水總量約3300m3;每年丟棄湖區(qū)周圍的固體廢棄物約為2625t,丟棄湖中的固體廢棄物約為1665t。4水質(zhì)污染指標(biāo)根據(jù)2001～2005年松花湖水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù),參照GB3838-2002水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),選用內(nèi)梅羅水污染指數(shù)法對(duì)松花湖水質(zhì)現(xiàn)狀進(jìn)行評(píng)價(jià),表明松花湖水體的主要污染指標(biāo)是高錳酸鹽指數(shù)、總氮和總磷。松花湖的大部分水體的水質(zhì)處于輕度污染狀態(tài),局部水體