洞庭湖湿地污染物的来源分析

基金项目：湖南省重点实验室项目（06FJ3083,2007FJ4046）；国家林业局重点资助项目（2005-28;2006-11; 2007-17）。 第一作者简介：何介南，男，1965 年出生，湖南桃江人，博士，研究方向：土地资源利用与评价、环境生态和城市生态学。通信地址：410004 湖南省长沙 市韶山南路 498 号 中南林业科技大学理学院，E-mail：hjnhn@126.com 通讯作者：康文星，男，1947 年出生，湖南衡东人，教授，博士生导师，研究方向：森林生态、环境生态和城市生态学。通信地址：410004 湖南省长沙市 韶山南路 498 号 中南林业科技大学生命科学与技术学院，E-mail：kwx1218@126.com。 收稿日期：2009-06-17，修回日期：2009-06-30。
洞庭湖区 2005 年人口 1053.25 万人，其中农村人 口 586.56 万人，城镇人口 466.69 万人。经调查得知，农
表 1 各河道流入洞庭湖的 TN,TP
河道
年径流量/108m3
年均 P 含量/(mg/kg)
年均 N 含量/(mg/kg)
TP/t
TN/t
长江三口
699
0.125
1.34
8737.5
93666.0
湘
687
0.097
2.388
6663.9
164055.6
资
239
0.024
1.39
573.6
33221.0
418.7~455.6 kJ/cm2，年平均风速 2.0~3.0 m/s，年均蒸发 3 结果与分析
量 1270 mm。流入洞庭湖的水有湘、资、沅、澧四条江 3.1 TN，TP输入途径及输入量
河径流水量和松滋、藕池、太平和调弦四口（1958 年调弦
2005 年由长江三口、四水（湘、资、沅、澧）和本地
堵口后为三口）分泄的长江洪水。多年平均入湖径流量 河 流 的 径 流 注 入 洞 庭 湖 湿 地 的 TN，TP 总 量 分 别 为
进行分析，在污染物质的运输过程中，大气降水、精养 鱼塘（含网箱养鱼）、工业废水和河道输入为直接输入
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滩地台江南地轴上，地层发育齐全，岩相较复杂，第四 洞庭湖湿地，其污染量全部进入湿地。而生活用水、畜
纪以来，成为湖南第四系分布最广、沉积层序最全的地 禽粪尿、洗衣粉污水和地表径流携带的污染物不是直
区。土壤为非地带性土壤，土壤类型有潮土、水稻土和 接输入湿地。这类污染物在运行期间发生沉淀、氧化
TN 93666.0 t，TP 8737.5 t，四水TN 273322.6 t、TP 9470.9 t， 本地河流 TN 51678.2 t、TP 2196.0 t，分别占 TN输入总量 的 22.37% 、65.28% 和 12.35% ，占 总 TP 的 42.77% 、
已调查出脊椎动物种类 118 科 450 种，鱼类 12 目 23 科 46.42%和 10.81%。
3001×108 m3，其中四口流入 1020×108 m3，四水 1685× 418666.8 t 和 20404.4 （t 表 1）。其中由长江三口输入
108m3，湿地本地区域河流输入 296×108m3，分别占总流 入量的 33.40%、56.14%和 9.86%。洞庭湖出口只有 1 个（岳阳城陵矶七里山），年均径流输出量 2994×108 m3。
中国农学通报 2009,25(17):239-244 Chinese Agricultural Science Bulletin
洞庭湖湿地污染物的来源分析
何介南 1，康文星 1，袁正科 2
(1中南林业科技大学，湖南长沙 410004；2湖南省林业科学研究院，湖南长沙 410004)
摘 要：根据洞庭湖水文观测站、环境监测站的资料和实验数据，分析了洞庭湖湿地的 TN，TP，COD，六价 铬等重金属、硫化物、氰化物、氟化物和石油类等污染物的来源和数量。结果表明：每年输入湿地 TN 670132.47 t，TP 41103.85 t，COD 输入 317849.26 t，重金属元素、有污染的无机和有机化合物输入量
系统外水系输入比控制湿地周边更重要，控制面源污染比点源污染更重要。
关键词：湿地；污染物；洞庭湖
中图分类号：X501 文献标识码：A
论文编号：2009-1254
Analysis of the Pollutant Source in the Dongting Lake He Jienan1, Kang Wenxing1, Yuan Zhengke2
0 引言 湿地能利用基质—微生物—植物这个复合生态系
统的物理、化学和生物的三重协调作用，通过过滤、吸 附、沉淀、离子交换、微生物同化分解和植物吸收等途
径除去废水中的悬浮物、有机物、氮、磷和重金属等，来 实现对污水的有效净化，而被誉为“地球之肾”[1]。正 因如此，国外着重于湿地的净化功能研究[2]，根据进入 湿地的污染物与流出湿地的污染物或湿地土壤与无污
植物11科16种，被子植物70科216属452种 。 [18] 2 研究方法
基础数据：洞庭湖湿地的径流与泥沙输入与输出 量，来自洞庭湖湿地周边入湖的河流口和出湖口的各 水文观测站 。洞 [19] 庭湖湿地面积，天然湖泊在不同水 位下面积、容积变化值、湿地植被、白泥滩面积和高程
物净化价值 66.46×108元/年[9]；还有一些研究成果见于 一些有关湿地服务功能评价的报道中[10-14]。
(1Central South University of Forestry and Technology, Changsha Hunan 410004; 2Hunan Institute of Forest Science, Changsha Hunan 410004)
Abstract: This article analyzed the pollutant source and amount of TN, TP, COD, Heavy Metals(Hexavalent Chromium ect.), Sulfide, Cyanide, Fluoride, petroleum pollutants and volatile phenol in everglade of Dongting Lake, based on investigate data from hydrological observation station of Dongting Lake,environmental monitor station and spots examine. Results show that: annually input of TN to everglade of Dongting Lake was 670132.47 t, TP was 41103.85 t；COD input was 317849.26 t. The total of heavy metal elements, inorganic and organic contaminations input was 10156.616 t, The 54.76% of N,44.30% of P,81.83% of COD and 95.59% of heavy metal elements, which inputed into everglade of Dongting Lake contaminations, was come from Xiang river, Zi river, Yuang river, Li river and three Changjiang river flood input mouth.94%~99% of contaminations was area polluting resources, point polluting resources only 1% ~6% .So it is more important to control input from out system than control input from circumjacent area in everglad, viewed from strategically control contaminations in everglade of Dongting Lake. To control area pollution will be more important than to control point pollution. Key words: everglade, pollutant, Dongting Lake
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中国农学通报 http://www.casb.org.cn
染的土壤对 N、P 吸附之差来估算净化水体的物质量[3]。 139 种，鸟类 41 科 170 种，爬行类 8 科 24 种，兽类 16 科 31
近年来，国内在湿地净化污染物功能的重要性认识上 种，底栖动物 75 种，浮游动物 85 种，水生昆虫 46 种 。 [16-17]
10156.616 t。在输入洞庭湖湿地的污染物中，有 54.76% N，44.30% P，81.83% COD 和 95.59%重金属元
素和化合物来自四水（湘、资、沅、澧 4 条江河）和三口（长江分洪流入的松滋、藕池和太平 3 口），有 94%~
99%的污染物是由面源污染引起的，点源污染只占 1%~6%。因此，在洞庭湖湿地水污染的治理上，控制
等数据，来自不同的研究成果[20-23]。洞庭湖四水、三口 污染物浓度和污染物输入量，洞庭湖湖滨工业，生活和
笔者在多次综合考察和有关基础数据的基础上， 农业排入湿地污染物量等数据来源于洞庭湖环境监测
对洞庭湖湿地污染物来源进行分析，其目的是为正确 站、湖南省环境保护局湖南省环境统计资料和湖南省
控制洞庭湖湿地的污染物源和合理评价该湿地净化污 农业厅“十一五”农业发展规划。大气降水资料由环湖
染物的功能提供科学依据。 1 研究地自然概况
洞庭湖湿地地理位置 28°30'~29°31'N，110°40'~
周边气象观测站提供，大气降水中 N，P 浓度由实验室 化学分析得出，N 用凯氏法，P 用钼兰比色法。
在估算污染物的输入量时，对污染物的输入途径
113°10'E。面积 3927 km2，其中植被覆盖的湖洲、浅水 湖沼和白泥（沙）滩面积 2500 km2[15]。洞庭湖位于扬子
沅
631
0.030
0.98
1893.0
61838.0
澧
148
0.023
0.96
340.4
14208.0
本区区间
366
0.060
1.412
2196.0
51678.2
合计
2770.0
20404.4
48666.8
何介南等：洞庭湖湿地污染物的来源分析
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2005 年洞庭湖区降水量 1400.5 mm，大气降水中 N 的浓度 1.49 mg/kg，P 的浓度 0.04 mg/kg。洞庭湖湿 地面积 3927 km2，得出 2005 年由大气降水输入洞庭湖 湿地 TN 81946.46 t，TP 2199.91 t。
沼泽土 3 类。湿地属于亚热带季风湿润气候区，热量 还原以及被生物吸收等作用，只有部分污染物才进入
较丰富，雨量充沛，水热大部分时间同步。年均气温 湿地中。在计算这些污染物向湿地生态系统的输入量
16.4~17.0℃，平均降雨量 1328.8 mm，年均辐射总量 时，参考有关研究资料[20]，再进行统计分析。
取得了进展[4-5]，同时在湿地净化功能定量分析上也取 得了一些有价值的成果。有研究表明，鄱阳湖主导服
植被类型有 5 个植被型，9 个植被亚型，56 个植被群系，野 生维管束植物 81 科 229 属 468 种，草本植物 468 种，蕨类
务年总价值 362.7×108元，其中降解污染物的功能价值
占 38.49%[6]；广州滨海南沙湿地每年除去水中营养污 染物 TN 105789 kg 和 TP10436 kg[7]；扎龙自然保护区沼 泽湿地对水体 TN，TP，COD，BOD5、硝酸盐氨、氮氨、TMn （总锰）、TF（e 总铁）的净化率为 49.4%~97.4%[8]；厦门市 湿地生态服务价值 135.54×108元/年，其中湿地对污染