洪湖、梁子湖水体富营养化研究

环境保护科学　

Environmental Protection Science

Vol.42　No.4Aug.2016,66~70

·城市生态保护·

洪湖、梁子湖水体富营养化研究董文龙1，闵水发1，唐利军2，曾庆春3，杨杰峰1，姚敏敏1

（1.湖北生态工程职业技术学院林业生态学院，湖北　武汉　430200；

2.湖北省，湖北　武汉　430077；3.湖北省水文水资源局，湖北　武汉　430071 ）　　摘 要：2015年3月对洪湖、梁子湖进行了水质监测。依据实测数据，结合洪湖湿地自然保护区和梁子湖林业局监

测数据和文献数据，采用综合营养状态指数法对洪湖、梁子湖的富营养化状态进行评价；并根据各因子在综合营养状态指数中所占比重和地表水水质标准，对各因子做了比较。结果表明：洪湖、梁子湖综合营养状态指数分别为57.2、42.5。即洪湖为轻度富营养、梁子湖为中营养；各因子对洪湖、梁子湖富营养化的贡献大致相同，即Chla为首，TP、CODMn和SD次之、TN最后。

　　关键词: 洪湖；梁子湖；富营养化；综合营养状态指数

　　中图分类号：X832 文献标志码：A 　 DOI:10.16803/j.cnki.issn.1004-6216.2016.04.015

Research of Eutrophication of Honghu Lake and Liangzi Lake

Dong Wenlong1, Min Shuifa1, Tang Lijun2, Zeng Qingchun3, Yang Jiefeng1, Yao Minmin1

(1.School of Forestry Ecology, Hubei Ecology Vocational College, Wuhan 430200, China; 2.Hubei Provincial Governmental Office,

Wuhan 430077, China; 3.Hubei Provincial Bureau of Hydrology and Water Resources, Wuhan 430071, China)

　　Abstract: In March 2015, water quality of Hong Lake and Liangzi Lake was monitored. On the basis of the monitored data as

well as the monitored and document data collected by Honghu wetland nature reserve and Liangzi lake forestry bureau, the eutrophication status of Hong Lake and Liangzi Lake was evaluated by use of TLI. According to the analysis of the proportion of each factor in method TLI and the Environmental Quality Standard for Surface Water, all the factors were compared. The results showed that the status of Honghu Lake and Liangzi Lake was light eutrophic (TLI 57.2) and mesotrophic (TLI 42.5) respectively. Contributions of each factor to the eutrophication of Honghu Lake and Liangzi Lake were roughly the same in method TLI, namely, Chla was dominated, followed by TP, CODMn, SD and TN in a descending order.　　Keywords: Honghu Lake; Liangzi Lake; Eutrophication; TLI　　CLC number: X832

　　生态系统健康研究是20世纪80年代出现的一个新领域，利用生态系统健康和生态系统管理的理论和方法来评价湖泊健康状况，分析研究湖泊生态环境问题产生的原因，是减轻或消除水环境问题的重要途径之一。到目前为止，还没有一个权威的健康等级划分标准来评价湖泊健康状况，许多学者自行划分了健康等级[1-4]，科学性不强。因此，迫切需要建立湖泊生态系统健康标准，来

规范湖泊生态系统的健康评价。

湖泊水体富营养化评价是健康湖泊评价体系的重要指标。目前湖泊富营养化评价主要采用的有营养物浓度评价、生物指标评价和综合营养状态指数评价。文章以湖北省典型湖泊洪湖、梁子湖为研究对象，采用综合营养状态指数法对其水体富营养化状态进行评价，以期对湖北省健康湖泊评价体系的构建提供支撑。

收稿日期：2016-02-11

基金项目：湖北省环保厅环保科研项目（2013HB03）基金资助

作者简介：董文龙（1983-），男，讲师、硕士研究生。研究方向：水污染控制技术。E-mail：dragon_dwl@163.com

第4期 董文龙　等：洪湖、梁子湖水体富营养化研究

67

1　材料与方法

1.1　洪湖、梁子湖概况

　　洪湖位于湖北省东南部，地江中游北岸，为中国第七大淡水湖，湖北省第1大湖泊。四周以洪湖围堤为界，地跨洪湖市和监利县，总面积为41 412.069 hm2，其中心位置为东经113°17′，北纬29°49′，其中洪湖湖泊水域30 703 hm2，滩地、沼泽面积6 452 hm2，池塘面积2 336 hm2，其它面积1 921.069 hm2。

梁子湖位于长江中游、鄂州市西南部，是湖北省第二大湖泊(库容第一)，总面积为37 946.3 hm2, 居东经114°31′19″～114°42′52″，北纬30°4′55″～ 30°20′26″之间。1.2　采样时间和站点

　　2015年3月对洪湖、梁子湖进行了水质监测。监测站点分布情况见图1、图2。

E113°15′0″E113°18′50″E113°22′40″E113°26′30″N30°10′N30°10′N29°57′50″N29°57′50″N29°54′40″N29°54′40″N29°51′30″N29°51′30″N29°48′20″N29°48′20″N29°45′10″N29°45′10″N29°42′0″图例N29°42′0″采样点保护区界E113°15′0″ E113°18′50″ E113°22′40″ E113°26′30″图1　洪湖水质调查采样点分布

E114°30′0″ E114°35′0″ E114°40′0″ E114°45′0″N30°20′0″N30°20′0″N30°15′0″N30°15′0″N30°10′0″N30°10′0″N30°5′0″图例N30°5′0″采样点保护区界E114°30′0″ 　E114°35′0″ E114°40′0″ E114°45′0″ 图2　梁子湖水质调查采样点分布

1.3　数据来源

数据以实地测量为主，结合洪湖湿地保护局和梁子湖林业局监测数据和文献数据，采样及测试方法均按照国家水质监测标准进行。1.4　评价方法

1.4.1　水质标准评价法　依据GB3838—2002《地表水环境质量标准》。

1.4.2　综合营养状态指数评价法　湖泊富营养化状况评价方法采用综合营养状态指数法[5-6]。评价指标包括叶绿素a（Chla）、总磷（TP）、总氮（TN）、透明度（SD）、高锰酸盐指数（CODMn）。

各指标营养状态指数计算公式为：

（1）（2）（3）（4）（5）式中：chla单位为mg/m3，SD单位为m；其它指标单位均为mg/L。

综合营养状态指数计算公式为：

（6）

式中：TLI(∑)为综合营养状态指数；Wj为第j种参数的营养状态指数的相关权重；TLI(j)为代表第j种参数的营养状态指数。

　　以Chla作为基准参数，则第j种参数的归一化的相关权重计算公式为：

（7）

式中：rij为第j种参数与基准参数Chla的相关系数；

　　　m为评价参数的个数。

　　中国湖泊(水库)的Chla与其它参数之间的rij及r2[7]ij相关关系见表1。

68

环境保护科学　

表1　中国湖泊(水库)部分参数与Chla的相关关系rij及r2ij值

第42卷

　　采用0～100的数值对湖泊营养状态进行分级，分级见2。

表2　湖泊营养状态分级

2　结果与讨论

2.1　水质调查结果与分析

洪湖湖区各监测点叶绿素a（Chla）、总磷（TP）、总氮（TN）、透明度（SD）、高锰酸盐指数（CODMn）的实测数据见表3。

表3　洪湖监测点水质实测数据水体中Chla含量的高低主要与水体中浮游藻类的分布有关，尤其是在洪湖东北角进水口、蓝田围网养殖区附近以及蓝田入口到出口的河道区域，水体Chla含量较高。由此可见，上游来水、过度的围网养殖以及频繁的人为干扰是导致水体Chla含量偏高的主要原因。TN、TP作为表征水体水质的主要指标，也是影响水质优劣的重要指标。来自上游地区携带有大量N、P物质的生活、工业、农业污水等，都大大增加了洪湖水体中N、P的含量。受其影响，洪湖水体中TN平均值高达1.480 mg/L，TP平均值为0.082 mg/L，达到

地表水Ⅳ类水质标准。不同采样点之间TN、TP的分布规律基本一致，围网附近及受人类活动影响强度较大区域，二者含量较高。CODMn是反映水体中还原性污染物质的常用指标，是水质评价中的重要指标。CODMn的含量与水生植物的生物量呈负相关，而与人类渔业等干扰活动成正相关。洪湖水体中CODMn平均值达8.60 mg/L，达到地表水Ⅳ类水质标准。

　　梁子湖湖区各监测点叶绿素a（Chla）、总磷（TP）、总氮（TN）、透明度（SD）、高锰酸盐指数（CODMn）的实测数据见表4。

第4期 董文龙　等：洪湖、梁子湖水体富营养化研究

表4　梁子湖监测点水质实测数据69

　　水体中Chla平均值为9.39 mg/m3。梁子湖水体中TN平均值为0.448 mg/L，TP平均值为0.027 mg/L， 达到地表水Ⅱ类水质标准。不同采样点之间TN、TP的分布规律基本一致，受人类活动影响强度较大区域，二者含量较高。CODMn的含量与水生植物的生物量呈负相关，而与人类渔业等干扰活动成正相关。洪湖水体中CODMn平均值达3.48 mg/L，达到地表水Ⅱ类水质标准。2.2　富营养化评价

　　2015年3月，洪湖、梁子湖监测点综合营养状态指数，见图3。

70综合营养状态指数6050403020100

1

2

3

4

5 6 采样点

7

8 均值

■为23.3~47.2，均值为42.5。根据综合营养状态指数评价法的分级标准，监测点中L1、L6、L2、L5、L7、L3、L8为中营养，L4为贫营养。综合分析，3月份，梁子湖湖区处在贫营养到中营养状态，其TLI平均值为42.5，处于中营养状态。2.3　不同水质因子贡献分析

洪湖各监测点5个水质因子加权值见图4。

3025加权值201510

Chla

TP

TN

SD

CODMn

●●●■●■●■●●■■50

1

2

3

4

5 6

采样点

7

8 均值

●●■■■图4　洪湖监测点各水质因子加权值

●■洪湖梁子湖

从图4看出Chla对富营养化贡献最大，其值均大于14．00，TN对富营养化的贡献最小，其值保持在5.00左右。5个水质因子对富营养化的贡献，Chla为首，TP、CODMn和SD次之、TN最后。　　梁子湖各监测点五个水质因子加权值见图5。

2520加权值151050

1 2 3 4 5 6 采样点

7 8 均值Chla

TP

TN

SD

CODMn

图3　洪湖、梁子湖监测点综合营养状态指数

图3中3月份，洪湖湖区富营养化次序为：H6>H7>H5>H8>H1>H4>H2>H3。TLI值分布为45.3~61.2，均值为57.2。根据综合营养状态指数评价法的分级标准，监测点中H8、H1、H4、H2、H3为中营养，H6、H7、H5为轻度富营养。综合分析，3月份，洪湖湖区处在中营养到轻度富营养状态，其TLI平均值为57.2，处于轻度富营养状态。3月份，梁子湖湖区富营养化次序为：L1>L6>L2>L5>L7>L3>L8>L4。TLI值分布

图5　梁子湖监测点各水质因子加权值

70

环境保护科学　第42卷

　　从图5中可以看出Chla对富营养化贡献最大，其值均大于13.00，TN对富营养化的贡献最小，其值均小于4.00。5个水质因子对富营养化的贡献，Chla为首，TP、CODMn和SD次之、TN最后。

化的贡献基本一致，叶绿素a居首，总磷、高锰酸盐指数和透明度其次，总氮最后。参 考 文 献

[1]刘　永,郭怀成,戴永立,等. 湖泊生态系统健康评价方法研究[J]．环境科学学报,2004,24(4):723-729．

[2]任　黎,杨金艳,相欣奕. 湖泊生态系统健康评价指标体系[J]. 河海大学学报(自然科学版),2012,40(1):100-103．

[3]胡志新,胡维平,谷孝鸿,等. 太湖湖泊生态系统健康评价[J]. 湖泊科学, 2005, 17(3):256-262．

[4]卢媛媛,邬红娟,吕　晋,等. 武汉市浅水湖泊生态系统健康评价[J]. 环境科学技术,2006,29(9):66-68．

[5]尹海龙,徐祖信. 河流综合水质评价方法比较研究[J]. 长江流域资源与环境,2008,17(5):729-733．

[6]王明翠,刘雪芹,张建辉. 湖泊富营养化评价方法及分级标准[J]. 中国环境监测,2002,18(5):47-49．

[7]金相灿,章宗涉. 中国湖泊环境(第一册)[M]. 北京:海洋出版社，1995．

3　总结

（1）洪湖湖区总氮、总磷和高锰酸盐指数均超过Ⅲ类水质标准；梁子湖湖区总氮、总磷和高锰酸盐指数均达到Ⅱ类水质标准。

（2）洪湖湖区处于中营养到轻度富营养状态，其TLI平均值为57.2，处于轻度富营养状态；梁子湖湖区处在贫营养到中营养状态，其TLI平均值为42.5，处于中营养状态。

（3）洪湖和梁子湖五个水质因子对富营养（上接第59页）

染、氮肥、化工、医药制造、制革、电镀、有色金属、农副产品加工等行业水污染专项治理，削减化学需氧量、氨氮、总氮、总磷等常规污染物排放；推进钢铁、石油化工、有色、建材等行业二氧化硫、氮氧化物、烟粉尘等污染物减排，新建火电、钢铁、石化、水泥、有色、化工等企业以及燃煤锅炉项目要执行大气污染物特别排放限值；加强有色金属矿采选和冶炼、铅蓄电池、基础化工等行业的铅、汞、镉、铬、砷等重金属污染防治，在石化、有机化工、表面涂装、包装印刷等行业实施挥发性有机物综合整治，减少生产和使用过程中挥发性有机物排放。防控对象方面，统筹小微企业和聚集区污染防治；污染因子方面，协同二氧化硫、氮氧化物、颗粒物、VOCs、重金属等多污染物排放控制，建立多污染源、多污染物综合控制体系；改变过去单一技术治理模式，实施行业综合污染最小化环境综合集成整治工程，协同常规污染物和有

毒有害物质的有组织和无组织排放控制。参 考 文 献:

[1]黄小希.我国高耗能行业能耗约占工业能耗80%[N].中国贸易报, 2010-12-23(H01).

[2]杨　威,余贵玲.工业发展环境污染强度的现状及趋势[J].宏观经济管理, 2014(10):55-57.

[3]蒋洪强,刘年磊,张文静,等.全国工业行业主要污染物达标减排潜力测算研究[Z].重要环境决策参考,2015,11(9):1-29.

[4]吴舜泽,张文静,吴悦颖,等.工业行业治污减排的研究与思考[J].环境保护,2014(21):19-23.

[5]司建楠.治理全面加快技术是否给力？[N]. 中国环境报,2014-11-25(009).

[6]吴舜泽,万　军,秦昌波,等.“十三五”环境挑战及管理转型略与研究[Z].重要环境决策参考,2015,11(14):1-60.

[7]杨春平,罗　峻.推动绿色循环低碳发展加快国民经济绿色化进程[J]. 环境保护,2015(11): 18-21.

[8]黄群慧,李晓华.中国工业发展“十二五”评估和“十三五”战略[J]. 中国工业经济,2015,(09): 5-20.

[9]李博洋,顾成奎,罗晓丽,等.“水十条”实施背景下工业绿色转型发展的路径探讨[J].环境保护,2015(09):28-31.

[10]吕永权.我国节能环保产业发展研究[J].经济与社会发展, 2014, (03):

39-44.

[11]王彤宙.新常态下生产方式绿色化之路[N].学习时报,2015-06-22(011).

[12]王金南.发挥环境保护对经济的优化作用[N].中国环境报,2015-09-10(002).