镜泊湖富营养化的研究

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  1、镜泊湖的污染源调查
  镜泊湖的污染源主要分为三类,一为生活污水,二为入湖的江水及河水,三为面源污染。
  1.1生活污水:
  根据镜泊湖风景名胜区管理委员会提供的水质监测报告,生活污水入湖水质如下:
  BOD:160mg/L,COD:300mg/L,SS:200mg/L,NH3-N:20mg/L,P:6mg/L,经估算,旅游旺季排污水量788788.95吨,化学需氧量319.26吨/年,五日生化需氧量170.27吨/年,悬浮物212.84吨/年,氨氮17.03吨/年,磷7.12吨/年。
  1.2上游来水
  据敦化市监测站提供的资料表明,敦化市下游的牡丹江干流甩湾子断面高锰酸盐指数年平均值为6.47mg/L,总氮为1.46mg/L,总磷为0.102mg/L,敦化市区下游牡丹江干流水质为地表水Ⅳ类水体。
  湖内主要支流是尔站河,为Ⅲ类水体。其它支流松液河、房身沟河、夹吉河汇入西湖袖子,因为水位低,对镜泊湖水质影响不大。其它小河多数为山涧小溪,水质清澈,水量小。
  1.3面污染源
  1.3.1化肥和农药的使用情况:
  湖区周围共有耕地面积共计9839公顷,旱田年复合肥施用量6529.5吨,氮肥施用量2285.325吨;水田年氮肥施用量722.29吨,磷肥施用量113.87吨。农药施用量年均65.6吨。
  1.3.2生活垃圾污染
  保护区内常驻人口约20000人,按生活垃圾排放量0.8(kg/人天)计算,年接待60游戏客万人次计算,累计年产生活垃圾6426.58吨。
  2.镜泊湖水环境质量现状
  镜泊湖执行GB3838-2002地表水环境质量Ⅱ类水体标准;内例三条监测垂线,根据1995-2012年监测结果统计资料,各水期、各断面的超标项目分析如下:
  2.1各监测断面、各水期高锰酸盐指数的现状分析与评价
  从表中可以看出,高锰酸盐指数的浓度值各水期、各断面超标率100%,浓度变化范围3.36mg/L—9.36mg/L,最大超标倍数2.35(1996年电视塔丰水期),最小值发生在1998年果树场的枯水期,老鸹砬子断面、电视塔断面多数年份的丰水期、平水期、枯水期超Ⅳ类水质标准;水期浓度变化趋势为:丰水期>平水期>枯水期,说明镜泊湖水质受季节影响比较大,尤其是镜泊湖旅游旺季污染尤其严重。各断面的变化趋势为:老鸹砬子断面>电视塔>果树场。由此可以看出,高锰酸盐指数的主要污染时段是丰水期,即7月、8月、9月三个月中,水体的主要污染区域是镜泊湖入水口—老鸹砬子断面的水域。依据牡丹江市地表水环境质量功能区的划分,镜泊湖执行GB3838-2002地表水环境质量Ⅱ类水体标准,从上述图表中得出,老鸹砬子断面1995-2012年高锰酸盐指数的年平均值6.62mg/L,超标Ⅱ类水体标准倍数1.655倍,已经达到Ⅳ类水体,污染严重。
  2.2各垂线、各水期总磷的现状分析与评价
  从表中可以看出,总磷的浓度值丰水期和平水期超标率比较高,老鸹砬子断面、电视塔断面在这两个时期的超标率达100%,果树场相对小一些,但超标率也达到78.5%,浓度范围0.005mg/l-0.13mg/l,最大超标倍数5.2倍,发生在2004年电视塔断面的丰水期,最小值发生在2005年果树场断面的枯水期,各年际的水期浓度变化趋势为丰水期>平水期>枯水期,说明镜泊湖水质受季节影响比较大,丰水期水质最差;年际监测断面的TP浓度变化趋势为:老鸹砬子断面>果树场>电视塔。由此可以看出,总磷的主要污染时段是丰水期,即7月、8月、9月,主要污染区域是入水口、出水口的水域,根据牡丹江市地表水环境质量功能区的划分,镜泊湖执行GB3838-2002地表水环境质量Ⅱ类水体标准,根据单因子指数评价方法,老鸹砬子断面多年总磷平均浓度值是0.067 mg/l,超标倍数2.68倍,水质为Ⅳ类水体,污染严重。
  2.3总氮的各垂线、各水期现状分析与评价
  2.3.1总氮评价结果(单因子指数评价法)
  4.3.2总氮年均值变化情况图
  从表中可以看出,总氮的年际变化情况为各水期各断面50%以上的年份超标,浓度变化范围0.09mg/L~1.44mg/L;最大值1.44mg/L,发生在2007年的平水期(据调查,此次监测值受当时修路影响比较大)超标倍数为2.88,最小值为0.09mg/L,发生在2004年的枯水期,断面的年际变化趋势为老鸹砬子断面>果树场断面>电视塔断面;而各水期的年际变化趋势为:枯水期>丰水期>平水期。由此可以看出TN的污染时段是枯水期,为冬季,而平水期、丰水期偏低,这主要是由于夏季、秋季鏡泊湖水藻大量繁殖,吸收了水中大量的氮造成的。主要污染区域是入水口、出水口。根据牡丹江市地表水环境质量功能区的划分,镜泊湖执行GB3838-2002地表水环境质量Ⅱ类水体标准,采用单因子指数评价方法,老鸹砬子断面多年总氮平均浓度值是0.648mg/L,超标倍数1.296倍,水质为Ⅲ类水体。
  5结论
  综合上述结果分析,镜泊湖水质污染具有以下特点:
  一、高锰酸盐指数、总磷污染最重;总氮污染相对较小。
  镜泊湖水域水质高锰酸盐指数、总磷、总氮均超出Ⅱ类水质标准,已经不能满足地表水Ⅱ类水域环境功能要求,高锰酸盐指数、总磷已经超出Ⅳ类水质标准;而总氮由于受到藻类繁殖需要吸收大量的营养物质影响,超标率反而降低。这说明镜泊湖水域水质污染严重,急需进行综合整治。
  二、水体流域的水质呈现高-低-高的变化趋势
  受吉林敦化入水的影响,老鸹砬子断面各项指标的污染最为严重,经过长距离水体自净作用,到了电视塔断面(位于镜泊湖旅游核心区的上游)水质逐渐好转,果树场断面的污染又明显高于电视塔断面,果树场断面位于镜泊湖的出水口,主要受湖水流经镜泊湖旅游核心区,两岸的宾馆、酒店游船排放生活污水的影响(尤其是旅游季节)。这些都说明镜泊湖水质污染主要是由于上游来水及沿岸宾馆、疗养院等排放的生活污水引起的,是外源性污染。
  三、镜泊湖水质受季节影响较明显。
  高锰酸盐指数、总磷各水期的变化趋势为丰水期>平水期>枯水期,主要污染时段为丰水期,即7、8、9月份,说明镜泊湖水质受季节影响比较大,原因是此时正值雨季,降雨冲刷 沿湖的林地、村庄、农田,导致大量的农药、化肥、生活污水和各种污染物带入湖中,此外,由于此时正是镜泊湖旅游旺季污染 ,游客的大量增加也是水质变差的主要原因之一。
  镜泊湖水域水质现状评价评价结果:镜泊湖水域水质的主要污染指数是高锰酸盐指数、总磷;水体功能已经不能满足地表水Ⅱ类水域环境功能要求,并已经超出Ⅳ类水质标准;主要污染时段7、8、9月份;主要污染区域为入水口、出水口,属于外源性污染。如果经过综合治理,可以得到有效的改善。
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