五里湖水质污染时空分布特征研究

论文总字数：15718字

目 录

1.绪论 5

1.1五里湖基本情况介绍 5

1.2五里湖污染状况及原因 5

1.3 研究意义 6

2.实验方法 7

2.1样品采集 7

2.2样品测定 7

3.水质污染的时间变化特征 7

3.1 悬浮固体 7

3.2 氮 7

3.3 磷 8

3.4 叶绿素a 9

3.5 本章小结 10

4.水质污染的空间变化特征 11

4.1 SS 11

4.2 氮 12

4.3 磷 13

4.4 叶绿素a 15

4.5 本章小结 16

5.结论 16

参考文献： 17

致谢 18

五里湖水质污染时空分布特征研究

赵梓辰

摘要：太湖水污染已经引起社会各界广泛关注，五里湖为太湖流域中污染最严重区域，所以展开水质研究尤为重要。本文基于2012年4月至2013年6月五里湖悬浮固体、氮、磷及叶绿素a的监测数据探究五里湖水质污染的时空分布特征。得出以下结论：五里湖悬浮固体、氮磷及叶绿素a总体呈现夏秋多、冬春少的时间特征；每个季节湖体中氮的主要形态并不相同，春夏季硝氮占主要地位，而秋冬季则是颗粒态氮为主，磷全年水体中主要形态为颗粒态。湖体中各项指标含量空间差异大，总体呈现退渔还湖区区水质最好，治理程度最低的东出口区区水质最差的特点。

关键词：五里湖； 悬浮固体； 氮； 磷； 叶绿素a

Temporal and spatial distribution characteristic of water pollution in the Wuli Lake

Zhao Zi chen

School of Environmental Science and Engineering，NUIST，Nanjing 210044，China

Abstract: Taihu Lake water pollution has caused widespread concern in the community, Wuli Lake Taihu Basin most polluted region, the expansion of water quality research is particularly important. Based on April 2012 to June 2013 Wuli Lake of suspended solids, nitrogen, phosphorus and chlorophyll a monitoring data inquiry Wuli Lake water pollution spatial and temporal characteristics. The following conclusions: Wuli Lake suspended solids, nitrogen and phosphorus and chlorophyll a more general presentation summer, winter and less time characteristics; the main form of nitrogen in each season the lakes are not the same, spring and summer nitrate predominate the autumn and winter are mainly particulate nitrogen, phosphorus and water year-round is the main form of particulate. Lake in the indicators for content differences, showing an overall retreat fishing lake area has the best quality, the lowest level of governance east exit mere worst water quality characteristics.

Keywords: Wuli Lake; suspended solids; nitrogen; phosphorus; chlorophyll a

1.绪论

1.1五里湖基本情况介绍

五里湖的地理位置位于太湖东北部梅梁湾的东北部，且是其探进无锡市区的部位，东西方向长度约6千米，南北长度约0.3~1.2km，湖体占地约为8.6km²，总容积约为928×10⁴km²，环湖周长约21km，俯视呈弓形或葫芦形。具有调节水文、接纳排水、泄洪、调节小气候、维护生物多样性等多种功能^[1]。

因相传陶朱公退隐后携西施隐居于此，故五里湖又得名“蠡湖”，成为无锡市重要旅游景点。无锡市政府相关部门也据此开展相应旅游项目建设与宣传。东南部建有长广溪湿地公园，西南则濒临风景绝佳的鼋头渚公园，南部依靠宝界山，北岸则有蠡园等风景名胜。由西向东跨湖建造的蠡堤、宝界桥和蠡湖大桥将湖面分成四个区域，也是后文检测区划划分的一个参照。

从2002年起，无锡市开始向生态城市迈进，把以五里湖水环境整治作为突破口，坚持高起点规划，将五里湖地区周围20平方公里范围作为环境综合整治、景观建设重点，着力建设由沿湖开放公园、湖滨居住区、城市公共服务设施和旅游设施组成的国内外观光旅游胜地^[2]。

根据朱喜、陈开宁、章铭、朱金华及李文朝^[5-6,13-17]等人的研究与探讨，由于政府及相关企业和社会团体等已认识到太湖水质污染的严重性，尤其是污染最严重的梅梁湖湾的五里湖的问题，已经开始着手进行整治，即设立生态保护区，期望能够恢复其水质及周边生态环境。然而，五里湖周边仍然有许多工厂、酒店及居民生活住宅区，湖水是他们最为主要的水源。所以，现在的五里湖主要分为四个区划，即以湖区自西向东分布的蠡堤、宝界桥及蠡湖大桥为分界线，分别分为A区、B区、C区和D区——即以作用分为退渔还湖区、综合整治前的西蠡湖区、沿岸整治工程区和“东出口区”。具体分区情况如图1所示。本文对于五里湖水体水质污染的空间分布特征的研究也以此分区作为探讨基础。

图1 五里湖分区示意图

1.2五里湖污染状况及原因

在上个世纪八十年代以及之前，五里湖作为四周居民及工业点水源其水质仍然处于较好的状态，也能满足检查标准的各项要求。然而，随着经济、工业的飞速发展和人口增长、人类社会活动的剧烈增加，在环保技术、政策和监管都难以跟进的情况下，作为长江三角洲这一人口稠密、城市化程度高地区的城市无锡，水体富营养化、蓝藻爆发等现象自然难以避免。

五里湖由于深处腹地，相对封闭，水体流动慢，换水周期长(大约400天换水一次)，自净能力较差，水体污染严重^[4]。自1989~1993年间每年6次的监测资料分析，在监测的20多个项目中，大部分指标均未超过《地面水环境质量标准》（GB3838-2002）中对于III类水体的划分标准，但是总氮和总磷的浓度使得五里湖水质总体上体现为为IV~V类。由于水体生物营养物质含量和沉积物的不断增加，引起了水体中以藻类为主的浮游生物的过度生长和发育，水体发生了严重的湖泊富营养化问题，五里湖水体已属重富营养化水体。21世纪初的五里湖多项指标甚至已经处于劣V类。近几年以来，富营养化程度在加剧，范围在扩大^[3]。根据无锡市环境监测中心站的监测数据，五里湖COD、BOD₅、TP和TN浓度年均值为太湖相应指标年均值的1倍~3倍，湖水达到重富营养化程度。2001年太湖无锡水域水质状况如表1所示：

表1 2001年太湖无锡水域水质情况 mg/L

五里湖水质的污染源主要有外源和内源两个方面。外源主要是五里湖周围的生活污水、工业废水和鱼塘尾水，以及通过长广溪、曹王径和骂蠡港河道等入湖河流流人五里湖的污水。内源主要是五里湖湖底的淤泥。淤泥是湖体营养盐和污染物的聚集地和储存仓库，不断向水体释放营养物质和污染物质，淤泥所产生的二次污染已成为五里湖湖水富营养化和藻类爆发的主要原因之一。加上湖区水较浅，水域开阔，上游有径流汇人，过往船只较多，为底泥中污染物释放提供了多种动力条件，加剧了水体污染和富营养化程度^[4]。

根据朱喜、年跃刚等人研究^[5-7]自从2007年太湖蓝藻爆发，造成了相当恶劣的后果与不好的影响后，这一事件及其背后隐藏的太湖水污染的危机已经引起相关部门的足够重视。相关水污染治理治理及生态保护措施已开始紧锣密鼓地实施，并已取得一定成效。虽然在阶段性治理过后，五里湖水质得到了一定提升，但整体看来，其水质污染情况并不能说改善得很彻底。具体缺陷如下所示：①西五里湖中经过生态治理的部份，其水体中的总氮含量下降，但总体水质仍然处于劣V类，其余未治理区域的水质尽管已经有了一定的提升，但也仍然存在提升的空间；②东五里湖的水质仍然主要体现为劣V类，导致全湖水质指标与相关政府部门所要求达到的标准仍有差距，尤其是总氮这一指标。因此，对于五里湖水质污染必须持有坚持治理 巩固成效的行动方式，才能使其水质及环境得到根本的改善

1.3 研究意义

太湖流域无锡段水质污染从侧面反映出了水污染己呈现出“一体化”趋向，突发性水污染事件不仅提升了对政府对环境问题应急能力的要求，更是对水污染治理效果的拷问^[8]。而作为其重污染较为严重区域的五里湖，有关于其水质污染时空分布特征的研究对于水污染的“对点治疗”及“对症下药”有相当重要的作用。

五里湖水污染治理不仅对改善湖体水质及周边生态和居住环境、提升城市在国内和国际上的形象和地位有着重要意义，且其治理方式和方法也能对太湖或者其他水体的水质污染治理提供一些有意义的参照。

2.实验方法

2.1样品采集

将五里湖自西向东以蠡堤、宝界桥及蠡湖大桥为分界线，将整个湖区划分为A区、B区、C区和D区，以研究水质污染空间分布情况。A区为退渔还湖区；B区为综合整治前的西蠡湖区；C区为沿岸整治工程区；D区为“东出口区”^[9]。分别于2012年4月、10月，2013年1月、4月和6月（即涵盖春夏秋冬四季）进行样品采集。采样点布设在不同时间段有略微差别，此处以2012年4月的采样点分布为例，详见图2。采样时使用GPS导航仪定位采样点的经度和纬度。使用有机玻璃采样器采样，深度为水下0.5米。

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