太湖水质现状与主要污染物分析
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( 1. Schoo l of Life Sciences, Soochow U niver sity, Suzhou 215123, China; 2. T aihu Lake F isher ies Adm inistration Comm ittee of J iangsu P rovince, Suzhou 215168, China )
文章编号: 1674- 5566( 2010) 01- 0105- 06
太湖水质现状与主要污染物分析
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成 芳 , 凌去非 , 徐海军 , 林建华 , 吴林坤 , 贾文方
( 1. 苏州大学生命科学学院, 江苏 苏州 215123; 2. 江苏省太湖渔业管理委员会, 江苏 苏州 215168)
1. 3. 2 综合营养状态指数法 根据中华人民共和国环境保护部, 2004年的
湖泊 ( 水库 ) 富营养化评价方法及分级技术规定 的湖泊 (水库 ) 富营养化状况评价方法: 综合营养 状态指数法进行评价。
综合营养状态 指数采用修正 的卡尔森指数
方法 [ 2] , 计算公式如下:
太湖是中 国五 大淡水 湖 之一, 流 域包 括苏 州、无锡、湖州 等 38 个市 县。相 连通的 河流计 220余条。太湖面 积为 2 428 km 2, 平均深 度为 1. 89 m, 最大深度 2. 6 m, 湖泊总蓄水量为 4. 43 109 m3, 是典型的浅碟形湖泊 [ 4] 。近年来太湖污 染严重, 2003年太湖梅梁湾蓝藻大规模爆发, 影 响了居民的正常生活。 2007年太湖蓝藻再次爆 发, 数百万居民饮用水出现危机 [ 5- 6] 。为此, 我们 从 2007年 11月至 2008年 8月对太湖水体的水 化学特征及水生生物群体结构进行周年调查, 对 太湖水质现状及主要污染物进行研究与分析, 为 太湖污染的进一步治理 及管理提供一定的理论 依据。
4 贡湖 120!17∀44# 31!23∀11#
11 长沙岛 120!24∀21# 31!10∀37#
5 焦山 120! 3∀22# 31! 18∀29#
12 小雷山 120! 11∀23# 31! 59∀28#
6 湖心区 120!10∀14# 31!14∀53#
13 泽山 120!22∀45# 31!58∀51#
1 材料与方法
1. 1 采样点的分布
2007年 11月 至 2008年 8 月共 4次对太湖 14个采样点采集水样和水生生物样 ( 图 1, 表 1) 。 太湖为典型的浅水湖泊, 水体垂直循环较水平循 环快, 且不同 湖区周围环境不同, 受湖区周围人 类活动影响不同, 湖区水平差异较大, 故在太湖 不同湖区设立采样点。在水体表面下 0. 5 m 处 采集水样。
收稿日期: 2009 07 19 基金项目: 江苏省科技厅自然科学基金项目 ( BK 2007735) 作者简介: 成 芳 ( 1983 - ), 女, 硕士研究生, 专业方向为水生生物学与水域修复生态学。 E m ai:l fangfang- 5403@ 163. com 通讯作者: 凌去非, E m ai:l L ingq@f suda. edu. cn
准 & ( GB3838 2002) 中的 ∋类水质标准来确定 (表
2)。
表 2 地表水质量分级标准
Tab. 2 Classification of surface water quality standard s
P 值 < 0. 2 0. 2~ 0. 4 0. 4~ 0. 7 0. 7~ 1. 0 1. 0~ 2. 0 > 2. 0 级别 清洁 尚清洁 轻污染 中污染 重污染 严重污染
图 1 太湖水质与水生生物学样品采样点分布 F ig. 1 W ater chem istry and aqua tic bio logy samp ling sites in T aihu L ake
邻近区 经度 纬度
邻近区 经度 纬度
表 1 太湖各采样点的分布区域及经纬度 Tab. 1 Th e d istr ibu tion, latitude and longitud e of sam p lin g sites in T aihu Lak e
7 平台山 120!∀15#11 31!30∀47#
14 东山东 120!30∀48# 31!5∀22#
1. 2 水质监测项目及分析方法
水质监测指标包括水温 ( WT )、水深、透明度 ( SD )、pH 值、溶解氧 ( DO ) 、氨态氮 ( NH 3 N )、硝 态氮 ( NO3 N ) 、总氮 ( TN ) 、总磷 ( TP ) 、化学耗氧 量 ( COD) 、叶绿素 a( Ch l a) 及重金属等, 在水下 0. 5 m 处采集水样测定各相关指标。相关化学指 标的测定 方法参照地面水分析国家 标准 [ 7] 。具 体分析方法为: 水温采用温度计直接 测定; 透明 度采用塞氏盘法; pH 值采用 pH 计直接测定; 溶 解氧采用碘量法; 氨态氮采用纳氏比 色法; 硝酸
浓度相对于其环境质 量的标准的大小来判断水 的质量 状 况。水 质 的污 染 指数 P 的 计 算 公式 为 [ 10]
1期
成 芳, 等: 太湖水质现状与主要污染物分析
10 7
P=
1 n
n
Pi
i= 1
( 1)
Pi
=
Ci Si
i= 1, 2, ∃, n
( 2)
式中: P 为水质污染指数; P i 为污染物 i的污染指
文献标识码: A
A ssessm ent of water quality and the main pollutions of Taihu Lake
CHENG F ang1, L ING Q u fe i1, XU H a i jun1, L IN Jian hua2, WU L in kun2, JIA W en fang2
数; C i 为污染物 i 的实测浓度 ( m g /L ) ; Si 为污染 物 i 的评价标准; n为参加评价的污染个数。
污染负荷分担率 K i 的计算公式 [ 11] 为
n
K i = P i P i 100%
( 3)
Βιβλιοθήκη Baidu
i= 1
式中: P 与 Pi 同前式。
指数评价 法依据 国家 %地 表水 环境质 量标
1 梅梁湾 120!11∀39# 31!28∀35#
8 大雷山 119!58∀2# 31!6∀28#
2 拖山 120!∀11#14 31! 24∀40#
9 竹山岛 120!8∀38# 31! 6∀59#
3 竺山湖 120!1∀41# 31!27∀0#
10 漫山岛 120!19∀33# 31!14∀41#
A bstract: The analysis sam ples of w ater chem istry and aquatic biology w ere co llected quarterly in T a ihu L ake from Novem ber 2007 to August 2008. W e eva luate the actua l condit ion o f w ater quality and the m ain po llu tion sources of T a ihu L ake by w ays of w ater po llu tion index and com prehensive analysis o f eutroph icat ion. Eva luation o f w ater pollution index ana lysis revealed that the m ain po llutants in T a ihu Lake w ere nitrogen ( N ), phospho rus( P ) and organic oxygen consum pt ion( CODM n ). To ta l phospho rus( TP ) shared the largest po llut ion load index( 34. 34% - 54. 34% ) , w ith the average po llution index of 48. 36% . TN, TP and CODM n had a sign ificant positive co rrelat ions w ith Chlorophy ll a( Chl a), Pearson correlat ion coefficients w ere 0. 715 ( P < 0. 01) , 0. 666 ( P < 0. 01) and 0. 740( P < 0. 01) respect ively. A ccord ing to com prehensive analysis of nutrit iona l status indicators, it also show ed thatTLI ( ) va lues o f T a ihu L ake w ere betw een 60 and 70 in four seasons, w ith a m ean value of 65. 54. T he seasonal changes o f w ater quality w ere sm al.l In a wo rd, T aihu L ake was in a m oderate ly eutroph ication, and som e o f the reg ion had shown a serious eutroph ication. K ey words: T aihu L ake; eutroph icat ion; eva luation index o f w ater po llution; com prehensive pollution index
评价太湖的水质状态, 发现太 湖 4个季节的综合 营养状态指数 TLI ( )值均在 60~ 70之间, 平均 值为 65. 54,
各季节的水质状态差异较小。太湖水质整体上已处于中度富营养状态, 部分区域已呈严重富营养化。
关键词: 太湖; 富营养化; 水质污染评 价指数法; 综合营养状态指数
中图分类号: S 912
1 06
上 海 海 洋 大学 学 报
19卷
湖泊是地表生态系统中人类赖以生存的自
然单元之 一。作 为一 种独 特的 资源, 湖泊 在供 水、防洪、养殖、旅游、航运、维持生态平衡和环境 保护等方面 发挥着巨大的社会经济 作用。近年
来, 由于人口增 加和工农业生产的发 展, 湖泊资 源的过度开发与不合理的利用, 己造成湖泊水资 源短缺、水 环境恶 化和生 态系 统退 化的严 重局 面, 特别是富营 养化问题, 已严重 威胁到社会经 济的可持续发展和人类健康 [ 1 - 3 ] 。
摘 要: 2007年 11月至 2008年 8月, 按季度对太湖进行水化学及水生生物学分析采样, 并采用水质污染指数
评价法和综合富营养化指数法对太湖水质现状和主要污 染物进行 评价与分析。 水质污染评 价指数法分 析结
果显示, 太湖的主要污染物 为氮 ( N )、磷 ( P) 和 有机耗 氧量 ( CODM n )。 总磷 ( TP ) 所占 的污 染负 荷指 数最 大 ( 34. 34% ~ 54. 34% ), 平均污染指 数为 48. 36% 。叶 绿素 a ( Chl a) 与 TN、TP 和 CODM n之间 呈显 著正 相关, P earson相关系数分别为 0. 715(P < 0. 01)、0. 666(P < 0. 01) 和 0. 740(P < 0. 01) 。采用综 合营养 状态指 数法
盐氮测定采用酚二磺酸分光光度法; 总氮采用过 硫酸钾法; 总磷采用钼酸铵分光光度法测定; COD 采用高锰酸钾 法; 叶绿素 a 测 定参 照乙 醇萃取 法 [ 8- 9] ; 重金属元素采用原子吸收分光光度法。
1. 3 营养状态评价方法
1. 3. 1 污染指数评价法 水质评价指 数法的出发点 是根据水质组分
文章编号: 1674- 5566( 2010) 01- 0105- 06
太湖水质现状与主要污染物分析
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2
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成 芳 , 凌去非 , 徐海军 , 林建华 , 吴林坤 , 贾文方
( 1. 苏州大学生命科学学院, 江苏 苏州 215123; 2. 江苏省太湖渔业管理委员会, 江苏 苏州 215168)
1. 3. 2 综合营养状态指数法 根据中华人民共和国环境保护部, 2004年的
湖泊 ( 水库 ) 富营养化评价方法及分级技术规定 的湖泊 (水库 ) 富营养化状况评价方法: 综合营养 状态指数法进行评价。
综合营养状态 指数采用修正 的卡尔森指数
方法 [ 2] , 计算公式如下:
太湖是中 国五 大淡水 湖 之一, 流 域包 括苏 州、无锡、湖州 等 38 个市 县。相 连通的 河流计 220余条。太湖面 积为 2 428 km 2, 平均深 度为 1. 89 m, 最大深度 2. 6 m, 湖泊总蓄水量为 4. 43 109 m3, 是典型的浅碟形湖泊 [ 4] 。近年来太湖污 染严重, 2003年太湖梅梁湾蓝藻大规模爆发, 影 响了居民的正常生活。 2007年太湖蓝藻再次爆 发, 数百万居民饮用水出现危机 [ 5- 6] 。为此, 我们 从 2007年 11月至 2008年 8月对太湖水体的水 化学特征及水生生物群体结构进行周年调查, 对 太湖水质现状及主要污染物进行研究与分析, 为 太湖污染的进一步治理 及管理提供一定的理论 依据。
4 贡湖 120!17∀44# 31!23∀11#
11 长沙岛 120!24∀21# 31!10∀37#
5 焦山 120! 3∀22# 31! 18∀29#
12 小雷山 120! 11∀23# 31! 59∀28#
6 湖心区 120!10∀14# 31!14∀53#
13 泽山 120!22∀45# 31!58∀51#
1 材料与方法
1. 1 采样点的分布
2007年 11月 至 2008年 8 月共 4次对太湖 14个采样点采集水样和水生生物样 ( 图 1, 表 1) 。 太湖为典型的浅水湖泊, 水体垂直循环较水平循 环快, 且不同 湖区周围环境不同, 受湖区周围人 类活动影响不同, 湖区水平差异较大, 故在太湖 不同湖区设立采样点。在水体表面下 0. 5 m 处 采集水样。
收稿日期: 2009 07 19 基金项目: 江苏省科技厅自然科学基金项目 ( BK 2007735) 作者简介: 成 芳 ( 1983 - ), 女, 硕士研究生, 专业方向为水生生物学与水域修复生态学。 E m ai:l fangfang- 5403@ 163. com 通讯作者: 凌去非, E m ai:l L ingq@f suda. edu. cn
准 & ( GB3838 2002) 中的 ∋类水质标准来确定 (表
2)。
表 2 地表水质量分级标准
Tab. 2 Classification of surface water quality standard s
P 值 < 0. 2 0. 2~ 0. 4 0. 4~ 0. 7 0. 7~ 1. 0 1. 0~ 2. 0 > 2. 0 级别 清洁 尚清洁 轻污染 中污染 重污染 严重污染
图 1 太湖水质与水生生物学样品采样点分布 F ig. 1 W ater chem istry and aqua tic bio logy samp ling sites in T aihu L ake
邻近区 经度 纬度
邻近区 经度 纬度
表 1 太湖各采样点的分布区域及经纬度 Tab. 1 Th e d istr ibu tion, latitude and longitud e of sam p lin g sites in T aihu Lak e
7 平台山 120!∀15#11 31!30∀47#
14 东山东 120!30∀48# 31!5∀22#
1. 2 水质监测项目及分析方法
水质监测指标包括水温 ( WT )、水深、透明度 ( SD )、pH 值、溶解氧 ( DO ) 、氨态氮 ( NH 3 N )、硝 态氮 ( NO3 N ) 、总氮 ( TN ) 、总磷 ( TP ) 、化学耗氧 量 ( COD) 、叶绿素 a( Ch l a) 及重金属等, 在水下 0. 5 m 处采集水样测定各相关指标。相关化学指 标的测定 方法参照地面水分析国家 标准 [ 7] 。具 体分析方法为: 水温采用温度计直接 测定; 透明 度采用塞氏盘法; pH 值采用 pH 计直接测定; 溶 解氧采用碘量法; 氨态氮采用纳氏比 色法; 硝酸
浓度相对于其环境质 量的标准的大小来判断水 的质量 状 况。水 质 的污 染 指数 P 的 计 算 公式 为 [ 10]
1期
成 芳, 等: 太湖水质现状与主要污染物分析
10 7
P=
1 n
n
Pi
i= 1
( 1)
Pi
=
Ci Si
i= 1, 2, ∃, n
( 2)
式中: P 为水质污染指数; P i 为污染物 i的污染指
文献标识码: A
A ssessm ent of water quality and the main pollutions of Taihu Lake
CHENG F ang1, L ING Q u fe i1, XU H a i jun1, L IN Jian hua2, WU L in kun2, JIA W en fang2
数; C i 为污染物 i 的实测浓度 ( m g /L ) ; Si 为污染 物 i 的评价标准; n为参加评价的污染个数。
污染负荷分担率 K i 的计算公式 [ 11] 为
n
K i = P i P i 100%
( 3)
Βιβλιοθήκη Baidu
i= 1
式中: P 与 Pi 同前式。
指数评价 法依据 国家 %地 表水 环境质 量标
1 梅梁湾 120!11∀39# 31!28∀35#
8 大雷山 119!58∀2# 31!6∀28#
2 拖山 120!∀11#14 31! 24∀40#
9 竹山岛 120!8∀38# 31! 6∀59#
3 竺山湖 120!1∀41# 31!27∀0#
10 漫山岛 120!19∀33# 31!14∀41#
A bstract: The analysis sam ples of w ater chem istry and aquatic biology w ere co llected quarterly in T a ihu L ake from Novem ber 2007 to August 2008. W e eva luate the actua l condit ion o f w ater quality and the m ain po llu tion sources of T a ihu L ake by w ays of w ater po llu tion index and com prehensive analysis o f eutroph icat ion. Eva luation o f w ater pollution index ana lysis revealed that the m ain po llutants in T a ihu Lake w ere nitrogen ( N ), phospho rus( P ) and organic oxygen consum pt ion( CODM n ). To ta l phospho rus( TP ) shared the largest po llut ion load index( 34. 34% - 54. 34% ) , w ith the average po llution index of 48. 36% . TN, TP and CODM n had a sign ificant positive co rrelat ions w ith Chlorophy ll a( Chl a), Pearson correlat ion coefficients w ere 0. 715 ( P < 0. 01) , 0. 666 ( P < 0. 01) and 0. 740( P < 0. 01) respect ively. A ccord ing to com prehensive analysis of nutrit iona l status indicators, it also show ed thatTLI ( ) va lues o f T a ihu L ake w ere betw een 60 and 70 in four seasons, w ith a m ean value of 65. 54. T he seasonal changes o f w ater quality w ere sm al.l In a wo rd, T aihu L ake was in a m oderate ly eutroph ication, and som e o f the reg ion had shown a serious eutroph ication. K ey words: T aihu L ake; eutroph icat ion; eva luation index o f w ater po llution; com prehensive pollution index
评价太湖的水质状态, 发现太 湖 4个季节的综合 营养状态指数 TLI ( )值均在 60~ 70之间, 平均 值为 65. 54,
各季节的水质状态差异较小。太湖水质整体上已处于中度富营养状态, 部分区域已呈严重富营养化。
关键词: 太湖; 富营养化; 水质污染评 价指数法; 综合营养状态指数
中图分类号: S 912
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上 海 海 洋 大学 学 报
19卷
湖泊是地表生态系统中人类赖以生存的自
然单元之 一。作 为一 种独 特的 资源, 湖泊 在供 水、防洪、养殖、旅游、航运、维持生态平衡和环境 保护等方面 发挥着巨大的社会经济 作用。近年
来, 由于人口增 加和工农业生产的发 展, 湖泊资 源的过度开发与不合理的利用, 己造成湖泊水资 源短缺、水 环境恶 化和生 态系 统退 化的严 重局 面, 特别是富营 养化问题, 已严重 威胁到社会经 济的可持续发展和人类健康 [ 1 - 3 ] 。
摘 要: 2007年 11月至 2008年 8月, 按季度对太湖进行水化学及水生生物学分析采样, 并采用水质污染指数
评价法和综合富营养化指数法对太湖水质现状和主要污 染物进行 评价与分析。 水质污染评 价指数法分 析结
果显示, 太湖的主要污染物 为氮 ( N )、磷 ( P) 和 有机耗 氧量 ( CODM n )。 总磷 ( TP ) 所占 的污 染负 荷指 数最 大 ( 34. 34% ~ 54. 34% ), 平均污染指 数为 48. 36% 。叶 绿素 a ( Chl a) 与 TN、TP 和 CODM n之间 呈显 著正 相关, P earson相关系数分别为 0. 715(P < 0. 01)、0. 666(P < 0. 01) 和 0. 740(P < 0. 01) 。采用综 合营养 状态指 数法
盐氮测定采用酚二磺酸分光光度法; 总氮采用过 硫酸钾法; 总磷采用钼酸铵分光光度法测定; COD 采用高锰酸钾 法; 叶绿素 a 测 定参 照乙 醇萃取 法 [ 8- 9] ; 重金属元素采用原子吸收分光光度法。
1. 3 营养状态评价方法
1. 3. 1 污染指数评价法 水质评价指 数法的出发点 是根据水质组分