莲花湖水质污染调研报告

-莲花湖水质调研报告 调研负责人：边晓林指导老师：刘君侠 刘琼玉2013-4-10保护水资源造福全人类效益在当代功利在千秋江汉大学化环学院11环境工程调研小组 指导老师：刘君侠 刘琼玉 小组成员：边晓林、王颖、韩李梓、余荻、吴思帆目录摘要1一、莲花湖概况2（一）莲花湖的地理位置及其重要性2（二）莲花湖历年工作概况2二、调研的意义及实践进程3（一）调研的意义3（二）实践进程3三、莲花湖水质的现状4（一） 周边居民对莲花湖的反映4（二） 监测指标的选择及意义5（三） 采样地点的分布及周边情况6（四） 监测结果分析及评价9四、莲花湖污染防治对策17（一）源头截污17（二）定期打捞浮萍藻类17（三）利用生物技术净化水体17（四）引入新“血液”汉江水18（五）清淤18五、未束语18参考文献19莲花湖水质污染现状的调研报告摘 要: 进入21世纪以来，随着蔡甸区经济的快速发展，莲花湖的污染日益严重，附近居民生活垃圾以及生活污水随意排放到莲花湖，往日风景诱人的莲花湖失去了光彩。2012年暑假我们环境调研小组对莲花湖进行了为期两个月的实地调研。期间，小组成员选取6个监测点，对莲花湖水质中的NH3N、TP、TN、TOC、高锰酸盐指数、叶绿素-a、CODCr、和pH这8项评价指标实施监督检测，同时对沉积物中NH3N、TP、TN等指标进行了分析研究。水体监测结果表明，莲花湖的污染严重，实地考察得知，这些污染主要来源于生活污水。实验结果显示1号采样点、2号采样点和4号采样点比其他三个采样点的水质恶劣，这是由于1号和4号采样点周围居住着大量的居民，但这些居民区通向污水厂的管道建设不完善，他们常常将生活污水直接排放入湖中。小组成员对8项评价指标数据进行分析，研究结果表明水中叶绿素-a含量和磷含量的总体类别均达到类标准，而CODCr的含量已严重超标，属劣类，表示水质遭受还原性物质污染程度十分严重，水中存在大量有机物，水质极其糟糕。莲花湖中氨氮、总磷的含量均不达标，总氮含量属劣类，已经大大超过了富营养化水体的营养盐浓度水平，能够为富营养化发生提供充足的营养物质，这些造成水中藻类疯长，水质进一步恶化。沉积物的监测结果表明，将莲花湖沉积物中氮磷含量与墨水湖、南湖、严东湖、木龙湖、东湖这五个湖泊进行对比，图表及折线图显示，莲花湖水体沉积物中TN含量平均值为0.152%，高于墨水湖和南湖最大值，远低于东湖均值，而小于木龙湖最小值。其中6号采样点TN含量最高，达0.179%，高于东湖最大值。莲花湖水体沉积物中TP含量平均值为0.0980%，远远高于严东湖和木龙湖均值。其中1，4，6号采样点均在0.100%左右，5号采样点较低为0.0678%。综合来看，莲花湖水体沉积物富营养化同样十分严重。因此，我们针对莲花湖整体污染现状及各个湖泊的监测结果，提出相应的治理政策。一方面对于水体污染问题采用源头截污的方法，与此同时增强市民环保意识，定期组织打捞浮萍活动，鼓励公众参与莲花湖治理，实行承包责任制。在技术上利用生物、化学技术，建立人工湿地，往莲花湖中引入如苦草，金鱼藻、狐尾藻、黑藻等沉水植物，还可以通过换水稀释引汉江水到莲花湖，改善水质。另一方面对于沉积物采取清淤的方法，减少沉积污染物向水体释放营养元素导致水体的进一步富营养化。相信通过政府和群众的共同努力，莲花湖终将恢复往日的清澈。关键词：莲花湖 水质 沉积物 污染现状 营养元素 治理对策 一、 莲花湖概况（一） 莲花湖的地理位置及其重要性莲花湖位于武汉市蔡甸区，由七个小湖泊组成，而蔡甸城区就是依莲花湖而建，依水而建的还包括莲花湖中学、莲花湖广场、瑞雅莲花湖酒店，同时还有莲花湖酒等以莲花湖命名的各类事物。蔡甸区种植莲藕的历史有1000多年，被学界认为是中国莲藕人工栽培的起源地，而莲花湖则是重要基地。其所产莲藕质优、色白、煨汤味道鲜美，宋代即作为贡品晋京，现在“莲花湖”牌藕汤进入全国各大城市超市销售，蔡甸莲藕不仅是激活经济、富裕农民的地方支柱产业，也是农民致富的“大品牌”。莲花湖是蔡甸区的形象代表，注册商标“莲花湖”牌荣获湖北省工商局颁发的 “湖北省著名商标”称号。近10年来，莲花湖集团着力培育和打造“莲花湖”商标的市场声誉。尤其注重发挥著名商标的引导作用，并以此带动当地农业发展，以产业化经营带动农民致富。（二） 莲花湖的历年工作概况2005年10月，蔡甸区着手高标准改造人居环境，创中国人居环境范例奖。2006年3月，蔡甸区环境监测站对莲花湖进行了水质监测，其中1号湖和6号湖污染超标。2006年12月，武汉市环保局透露，蔡甸区政府将投资7亿元，实施莲花湖总体改造工程，计划在五年内实施莲花湖整治、汉江江滩整治、道路建设及污水收集等三大工程。目前，引汉江水入莲花湖的工程已正式动工。2007年，蔡甸区政府准备加大投资，重点建设部分湖边景点工程，完成2号和4号湖的截污、清淤工程。2010年，区政协主席秦新民率政协委员视察了莲花湖综合整治工程和重点企业污染治理工作，蔡甸区政府透露莲花湖2号湖至6号湖截污管道工程于6月开工，该工程实施后能有效收集沿湖污水，改善莲花湖水质和周边环境。2011年，蔡甸区莲花湖大面积蓝藻暴发，湖水富营养化问题突出，市民表示湖面像盖了一层绿油漆，湖水腥臭扑面，莲花湖水质恶化程度进一步加深。2012年，莲花湖污水治理工作未有较好成果，之前建设景点爆出被大面积肆意涂鸦的新闻，导致对莲花湖的大力重点建设整改遭到市民怀疑。2012年7月，环保局组织一百多名志愿者前往蔡甸莲花湖除浮萍，并加强了“生态文明建设”的宣传。总的来讲，政府及环保部门一直以来都在积极行动，处理各种莲花湖的有关问题，但是莲花湖水质及周边环境问题仍却一直未见成效。二、 调研的意义及实践进程（一） 调研的意义武汉市蔡甸区山水资源丰富，城关镇被莲花湖环抱，形成“城中有湖，湖中有城”的奇特人文景观，湖中泥土肥沃，莲藕生长极佳，年产量11.35万吨，并远销国外，因此“莲藕之乡”也名不虚传。但由于历史原因，莲花湖现已一分为七，水域萎缩，水质恶化。从蔡甸区2010年主要湖泊水质监测中可以得出莲花湖生化需氧量（0.41）、氨氮（0.75）、总磷（3.42）、总氮（1.71）、化学需氧量（0.21）超标1，属于劣类水质。2011年武汉市环保局发布的地表水环境质量状况同样表明，莲花湖生化需氧量、氨氮、总磷、化学需氧量等严重超标，水质仍然属于劣类，且呈现重度富营养化状态，莲花湖水质状况令人担忧。曾经美丽的莲花湖如今已成回忆，为了让莲花湖重新展现出她美丽的容颜，也为了给蔡甸，给武汉增添一道靓丽的风景，我们，作为环境专业的学生将义不容辞，为此付出我们最大的努力。虽然我们力量微薄，但希望通过调查研究，对莲花湖的污染来源、污染现状、源头水质、污染危害、治理难点等进行调研，以期望对莲花湖水质污染状况有更深的了解，提出相应的解决方案。同时，我们也会通过自身的行动来号召民众一起保护美丽的莲花湖。环境问题不只是政府的事，它与每一位市民息息相关。所以这需要我们从自身做起，从小事做起。当我们一起为改善莲花湖水质努力时，昔日蒙尘睡美人，会有国色舒展时。（二） 实践进程从选题、课题申报、调研方案制定、实地调研、采样监测、数据处理与分析到报告撰写，历经3个多月。在老师的指导，环保部门的大力帮助和许多爱心市民的支持下，我们终于圆满完成了暑期实践。实践活动时间进程表如1所示。表1 实践活动时间进程表活动时间活动地点活动内容5月上旬化环学院向老师及有经验的学长、学姐学习实验技能5月中下旬江汉大学对三角湖水质进行实验，并掌握一些水质污染的指标，学会做实验6月初图书馆上网查询相关资料，对水质监测方法及治理污染对策做出初步了解6月中旬化环学院确定调研目的，拟定调研课题及初步的计划方案，在老师的帮助下修改完善，并提交申请表格； 7月3日化环学院实验室跟老师学习相关实验操作，熟悉相关仪器使用7月4日至7月6日化环学院、蔡甸区开始讨论详细方案，并进行实地考察，参加蔡甸环保宣传活动7月8日蔡甸莲花湖在莲花湖周边选取6个具有代表性的采样点，取样并对样品做预处理7月8日至7月11日化环学院实验室利用实验室的仪器设备和药品来测量水体中NH3N、TP、TN、TOC、高锰酸盐指数、叶绿素-a、CODCr、pH和沉积物中氮、磷，得到原始数据7月18日至7月20日蔡甸区环保局化环学院实验室蔡甸区莲花湖去蔡甸区环保局，了解蔡甸区各个湖泊7月份水质监测数据，并采集水样对相关指标进行检测7月31日至8月3日化环学院实验室蔡甸区环保局蔡甸区莲花湖重复实验，对实验所得数据进行综合分析处理，检测数据是否合理8月20日至8月23日蔡甸区莲花湖化环学院实验室蔡甸区环保局去莲花湖6个样点采水并对莲花湖水质现状进行问卷调查，对相关指标进行测量，记录数据，分析8月后期化环学院写调研总结并对文章进行修改，上交三、 莲花湖水质现状（一） 周边居民对莲花湖的反映8月20日，小组成员在莲花湖6个样点采水同时对附近居民进行调查采访。在蔡甸区政府旁的莲花湖3个样点不远处，我们上前采访了一位老爷爷，在交谈时他说，本来莲花湖的水是非常清澈的，那时湖里还有很多鱼，而现在水体变得浑浊，早已看不到鱼虾的踪影。究其原因，是因为居住这里的居民平时都往湖水里倾倒生活污水。一开始，这样做的只是少数人，到后来因无人管制，大家也都习惯了这种做法，甚至将垃圾也直接投入湖中，致使莲花湖呈现今日之景。随后我们来到幸福桥附近2个样点处，采访了附近的居民，他们均表示莲花湖的水很臭，很脏。平时，大家都不愿到湖边散步，乘凉。特别是到了晚上，湖水的臭味会吸引大量的蚊虫，人在那里呆了不到一会，皮肤就起了一层包，各家也只能门窗紧闭，只有等到早上，情况才会好转一点。我们继而来到莲花湖酒店附近的一个亭子旁采访了一位老大爷，当我们向他咨询这里的水质状况时，老大爷不停的摇头，说这水质差得很，以前在亭子里纳凉活动的人很多，而现在基本上没什么人愿意去了。他还告诉我们，附近莲花湖酒店所产生的废水长期排入湖中，无人监管，致使原本清澈的湖水被污染。老爷爷表示希望政府能够采取一些有效措施，彻底改善莲花湖的水质，造福市民。采访结束后，我们了解到莲花湖的现状不容乐观，其中大部分是由居民随意排放生活污水导致的，希望政府能够行动起来，号召群众一起来保护莲花湖，重现莲花湖昔日的风采！（二） 监测指标的选择及意义根据地表水环境质量标准（GB 38382002）,评价地表水环境质量的指标众多18，本调查研究选择总氮、氨氮、总磷、高锰酸盐指数、叶绿素-a、化学需氧量、PH和TOC值8个代表性的指标进行监测并针对沉积物做了有价值性的监测和分析。高锰酸盐指数代表水样中可被高锰酸钾氧化的还原性物质（主要是有机污染物）的总量，用O2的mg/L数来表示，而化学需氧量（CODCr）14反应的是水质受还原性物质污染的程度，两者之间非常相似。虽然高锰酸盐指数在以往的水质监测分析中被称为化学需氧量的高锰酸钾法。但是，由于这种方法在规定条件下，水中有机物只能部分被氧化，并不是理论上的需氧量，也不是反映水体中总有机物含量的尺度，因此，用高锰酸盐指数这一术语作为水质的一项指标，以有别于重铬酸钾法的化学需氧量，更符合于客观实际。叶绿素a是水体初级生产力的重要指标15，对叶绿素a进行测定可以了解水体的生产力和富营养化水平，是水质监测的常规项目之一。地表水中氮磷含量超标时，微生物大量繁殖，浮游植物生长旺盛，对鱼类毒害作用严重，对人体也有不同程度危害，水体呈现富营养化状态。氨氮是水体中的营养元素，可导致水富营养化现象产生，是水体中的主要耗氧污染物，对鱼类及某些水生生物有毒害，水中的氨氮含量这一指标对指示水体受污染程度与自净能力有着重大的意义17。地表水中的有机碳是陆地水生生态系统的核心组分之一，可以反映流域生态环境概况。也是全球生物地球化学循环研究的重要组成部分，水中有机碳含量主要来源于城市污水的释放和水体自身的浮游植物。（三） 采样地点的分布及周围情况根据调查莲花湖的整体分布情况，考虑到取样条件有限，我们选择了六个监测点进行采样测定。采样点分布示意图如图1，采样点布景如图2所示。1号采样点位于一个废弃船头附近，水面布满浮萍，水质严重富营养化，水底淤泥层相对较浅，颜色呈深灰色。此处共采水样4次，沉积物2次。2号采样点位于公路左侧洞口旁，河面种植了大量的荷花，水质颜色较浅，但水中不时有少量气泡冒出，说明水下厌氧微生物较多。此处共采水样4次。3号采样点位于公路右侧洞口附近，由于对水中杂草进行了定期打捞，此处水质相对清澈。此处共采水样4次。4号采样点面对老年干部活动中心，周围是大片居民区，可以看到有些居民将生活污水直接倒入湖中，水质呈浅绿色，散发臭味，并且我们还在湖中发现了一些死鱼，水底淤泥呈凝固态，颜色呈深灰色。此处采水样4次，沉积物2次。5号采样点靠近莲花湖酒店后的亭子，水面布满浮萍，水质呈深绿色，水底淤泥疏松，颜色呈浅褐色。此处采水样4次，沉积物2次。6号采样点位于幸福桥头，水中杂质较少，水面清澈，但存在少量死鱼，沉积物较干，呈浅褐色。此地采水样4次，沉积物2次。123456 莲 花 湖 莲 花 湖幸福桥6老年干部活动中心4居民区莲花桥居民区1公路23莲花湖5亭子莲花湖酒店图（a） 莲花湖采样点分布立体图图（b） 莲花湖采样点平面分布图图1 莲花湖采样点分布图1号取样点2号取样点3号取样点4号取样点5号取样点6号取样点 图2 采样点布景图 （四） 监测结果分析与评价1.莲花湖水质检测结果与分析莲花湖作为蔡甸区的形象代表，其水质的好坏关系着蔡甸的荣誉，在前期我们查阅过国家关于地表水质的标准18如表2所示（截取部分指标），列出取样当天的天气情况及采样点水温，如表3所示，并利用实验的数据对莲花湖整体水质进行监测分析，如表4所示。表2 地表水环境质量标准基本项目标准限值单位：mg/L 序号分类类类类类类标准值项目1水温 ()人为造成的环境水温变化应限制在：周平均最大温升1周平均最大温降22pH值(无量纲)693溶解氧饱和率 90% (或7.5)65324高锰酸盐指数24610155化学需氧量（CODCr氏氮0.50.5（渔0.05）1（渔0.05）237氨氮(NH3-N)0.150.51.01.52.08总磷（以 P 计）0.02(湖、库O.01)0.1(湖、库O.025)0.2(湖、库O.05)0.3(湖、库O.1)0.4(湖、库O.2)9总氮(湖、库以N计)0.20.51.01.52.010叶绿素a0.0010.0040.010.030.065表3 采样时天气及各分布点的水温时间7月9日（天气晴转多云有微风）7月18日（天气多云有风）8月1日（天气炎热2836）8月20日（天气晴有微风2633）水温(C)地点采样点128283028采样点231273328采样点331263328采样点430293330采样点529263028采样点630303331地点采样点1采样点2采样点3采样点4采样点5采样点6总体类别指标高锰酸盐指数（mg/L）范围3.97-12.08.22-13.75.13-12.55.13-8.123.68-9.293.73-10.5平均值7.4210.48.026.925.357.27类别类类类类类类叶绿素a含量（mg/L）范围0.0110-0.06500.008000.1830.00800-0.04400.0250-1.900.00300-0.04300.00500-0.0200平均值0.03600.08400.01900.5420.02100.0110类别类类类劣类类类NH3-N(mg/L)范围0.317-3.060.0930-1.700.448-1.350.466-1.400.587-1.330.355-0.825平均值1.630.9860.9081.030.8370.593类别类类类类类类TP(mg/L)范围0.289-0.4460.279-0.4420.263-0.3870.141-0.2870.266-0.4050.109-0.306平均值0.3660.3640.3260.2150.3190.191类别类类类类类类CODCr(mg/L)范围24.0-86.046.0-98.024.0-55.033.0-67.012.0-65.027.0-69.0劣平均值50.053.034.042.029.037.0类别劣类劣类类劣类类类TN(mg/L)平均值2.503.103.002.803.202.70劣pH平均值7.818.257.368.067.458.02符合标准TOC平均值7.6710.48.808.905.978.37总体类别V劣VIVVIVIVV表4 莲花湖整体水质监测结果由表4可知，以NH3N、TP、TN、TOC、高锰酸盐指数、叶绿素-a、CODCr、和pH这8项为评价指标实施监督检测的6个取样点的水质状况均不太理想。其中，只有高锰酸盐指数、氨氮及pH这三样指标情况相对较好，其余都不达标。参照该标准可以看出，叶绿素-a含量和水体中磷含量的总体类别均达到类标准，说明莲花湖水体富营养化严重。而CODCr的含量已严重超标，属劣类，表示水质遭受还原性物质污染程度十分严重，水中存在大量有机物，水质极其恶劣。所有采样点总氮含量的平均值高达2.80mg/L，比国家类标准还要高出0.800mg/L左右。究其原因，是由于附近的居民常常将生活污水及生活垃圾直接排入湖中，这一举动造成莲花湖水体现状相当糟糕，湖面被浮萍大面积覆盖，湖水常常散发臭味，急待治理。在前期查阅的资料中，我们知道，高锰酸盐指数代表水样中可被高锰酸钾氧化的还原性物质（主要是有机污染物）的总量。从表3中可以看出，大部分采样点的平均值在6.00mg/L8.00mg/L之间，但2号采样点高锰酸盐指数的平均值却达到10.4mg/L，水质为类标准，是5号采样点数据的两倍。对比2号和5号高锰酸盐指数数值可推断出，2号采样点处水质中存在大量微生物，有机污染物相当多。我们在该采样点发现水中不时有少量气泡冒出，这也证实了此处水中有机物含量高。通过对莲花湖水环境中的叶绿素-a的测定并同时分析其水质，结果与我们想象中存在一定的差距，4号采样点的叶绿素-a含量为0.542mg/L，是国家类水质标准的9倍多，同时，该采样点叶绿素-a含量变化很大，在0.0250mg/L-1.90mg/L波动，超过预计范围值。经过分析之后发现，从7月18号取样到8月1号取样期间，武汉市曾经持续几天下大雨，导致莲花湖水质有较大的变化，之后我们又从网上查阅一些资料得知，下雨天之后对湖泊水进行监测会对叶绿素-a有较大的影响，另一方面可能是由于对水样处理的过程中有一些失误。虽然该采样点数据高的有些反常，但不可否认，此地水中藻类相当多，在岸边也发现很多死鱼，湖水更是散发阵阵臭味，这也是造成数据过高的部分原因。除4号采样点外，其他采样点叶绿素-a含量也相当高，说明莲花湖水体富营养化严重。我们知道，叶绿素-a含量高反映了水中藻类总量多、数量大，在夏季，水温持续升高，平均温度一般可达29C，非常适合藻类的生长，长此以往，必定会导致藻类疯长，水质进一步恶化。表4中显示，莲花湖中氨氮、总磷的含量均不达标，总氮含量属劣类，已经大大超过了富营养化水体的营养盐浓度水平，能够为富营养化发生提供充足的营养物质。同时，湖中的氮、磷含量过高也会导致水中生物和微生物大量繁殖，消耗水中溶解氧，这也是2011年蔡甸区莲花湖会发生大面积蓝藻暴发的主要原因之一。由于1号和4号采样点周围居住着大量的居民，常常会有生活污水被排放入湖中，因此，水中氨氮和总磷含量均较高。其中，氨氮含量分别为1.63mg/L和1.03mg/L，是六个采样点中含量最高的两个数据，而总磷含量1号采样点为0.366mg/L，4号采样点为0.215mg/L，说明这两处水体呈现严重富营养化状态。我们在6号采样点取水时，发现那里水中杂质较少，水质清澈，实验结果也显示出此采样点处湖水水质较好，氮磷含量较低，氨氮含量为0.593mg/L，是类标准，总磷含量也只有0.191mg/L，这可能是因为6号采样点离居民区有些距离，生活污水排放较少的缘故。但就整体而言，莲花湖中氮、磷含量均未达标，水体恶劣，政府应采取措施及时控制水体富营养化，抑制生活污水的排放，改善水质问题。由实验结果不难发现，CODCr含量高出国家标准，总体属劣类。除5号采样点CODCr含量是29.0mg/L之外，其余采样点CODCr含量平均值大体保持在同一水平，为类或劣类。说明水中CODCr含量并不达标。而CODCr同高锰酸盐指数一样，是代表水样中有机污染物的总量的指标14，这同样表明水中微生物多，有机物含量过高，水质严重恶化。2.莲花湖水质富营养化评价根据湖泊（水库）富营养评价方法及分级技术规定，湖泊（水库）富营养化状况评价指标，本次调研采用叶绿素a(chla)、总磷（TP）、总氮（TN）、高锰酸盐指数（CODMn）作为水体综合营养状态评价指标1921。（方法及公式参照附录二）绘制表格并直观的列出评价级别如表5所示.综合营养状态指数采用卡尔森营养状态指数方法，计算公式如下：式中：综合营养状态指数；第j种参数的营养状态指数的相关权重；代表第j种参数的营养状态指数。表5 莲花湖营养状态指数表采样点1采样点2采样点3采样点4采样点5采样点6采样点项目指标TLI（chla）63.973.157.093.458.151.0TLI（TP）78.077.976.269.475.867.5TLI（TN）70.173.773.172.074.271.4TLI（CODMn）54.463.356.552.645.753.9TLI（）66.472.164.874.062.959.9营养状态中度富营养重度富营养中度富营养重度富营养中度富营养轻度富营养定性评价中度污染重度污染中度污染重度污染中度污染轻度污染综上所述，莲花湖的治理工作刻不容缓，当地居民也强烈表示过希望政府能加大污水治理力度。当然这并非一朝一夕就能完成的工作，需要政府和居民的共同努力，相信最后付出终会有回报，莲花湖终有一日能恢复其清澈面貌。3.莲花湖沉积物检测结果分析与评价沉积物既是水体污染源的“源”，又是污染源的“汇”。莲花湖湖底沉积物中聚集大量的氮磷，成为难削减的内部负荷，并可能释放到水体中，成为莲花湖水体富营养化污染的重要原因之一12。本实践项目为充分了解莲花湖水质情况，对沉积物进行了取样、分析（如表6），并和其他城市内湖25,9,13进行了比较（如表7）制作了更直观的折线图如图3所示。项目1号取样点4号取样点5号取样点6号取样点平均值（%）总磷（%）范围（%）0.06300.1440.1080.1160.06390.07170.07170.1110.0980均值（%）0.1040.1120.06780.0913氨氮（%）范围（%）0.07680.08190.08070.1240.07700.08200.07800.08920.0863均值（%）0.07940.1030.07950.0836凯式氮（%）范围（%）0.05860.06700.04870.05580.03820.05140.07530.1160.0639均值（%）0.06280.05230.04480.0956总氮（%）范围（%）0.1400.1440.1360.1730.1150.1330.1530.2050.152均值（%）0.1420.1550.1240.179水分含量测定（%）范围（%）2.606.342.012.191.712.521.989.123.56均值（%）4.472.102.125.55表6 莲花湖沉积物数据（烘干土）表7 莲花湖表层沉积物中营养物含量与其他湖泊比较城市湖泊TN%TP%作者及年代数据来源墨水湖0.00125-0.001450.0400-0.0650桑稳姣2008年3月第5期武汉墨水湖沉积物中总氮、总磷污染特征分析南湖0.00175-0.001950.200-0.350杨明生2008年4月第4期武汉南湖沉积物中水生植物残体及其氮磷分布严东湖0.205-0.3280.0196-0.0492胡胜华2011年第1期武汉严东湖近代沉积物中总氮、总磷与生物硅沉积及营养演化的动态过程木龙湖0.316-0.3920.0231-0.0291龙飞2012年第5期桂林市区湖泊沉积物的氮磷研究东湖0.125-0.3040.0124-0.0447胡胜华2011年9月第8-9期武汉东湖近代沉积物中总氮、总磷与生物硅沉积与营养演化的动态过程莲花湖0.115-0.2050.0678-0.112本次调研结果2012暑期莲花湖水质污染调研小组图3 各城市内湖含氮磷的百分含量比较折线图备注：图3南湖沉积物的氮磷为残体植物中的氮磷含量由表6、表7可知，莲花湖水体沉积物中TN含量平均值为0.152%，高于墨水湖和南湖最大值，远低于东湖均值，而小于木龙湖最小值。其中6号采样点TN含量最高，达0.179%，高于东湖最大值。莲花湖水体沉积物中TP含量平均值为0.0980%，远远高于严东湖和木龙湖均值。其中1，4，6号采样点均在0.100%左右，5号采样点较低为0.0678%。所以综合来看，莲花湖水体沉积物富营养化还是比较严重的。1号采样点总磷含量在前后两次采样中由0.144%降到0.0630%。而6号采样点由0.0717%上升到0.111%，都发生了将近一倍的变化。据我们观察，在8月1号采样时1号采样点的水面跟7月19号完全不同，长满了浮萍，整个湖面都是绿色的，而6号采样点却是多出了许多死鱼漂浮在水面上，并且都无人及时打捞。由此我们推断1号采样点可能是浮萍吸收了湖中氮、磷，而导致沉积物样品磷含量下降明显。而6号采样点可能是天气炎热而导致死鱼腐烂快速，营养元素迅速产生并堆积，使磷含量较上次上升将近一倍。4号采样点磷含量则稳定在0.100%左右。5号采样点稳定在0.0680%左右，污染相对最小。实验表明，4个采样点在两次取样中前后总氮含量都没有大的波动，并且都在0.120%以上，污染比较严重，这与人类生活污水排放，农业土壤施肥随地表水外流，家畜粪便尿液有着莫大关联。4.莲花湖沉积物营养评价目前对浅水湖泊沉积物的污染状况尚无统一的评价方法和指标。本实验采用加拿大安大大略省环境和能源部（1992）制定的环境质量评价指标，用污染物指数评价莲花湖沉积物污染状况1921。以1960年太湖沉积物中TN、TP实测值的平均值作为背景值19（即评价标准）,由单项污染指数计算公式：Si=Ci/Cs式中：Si为单项评价指数或标准指数，Ci为评价因子的实测值；Cs为评价因子的评价标准值STN=0.0670%，CSTP=0.0440%。评价莲花湖沉积物的状况，采用了单因子指数法对其进行数据的处理如表8所示.表8 莲花湖沉积物的评价表采样点1采样点等级4采样点等级5采样点等级6采样点等级分类项目STP2.35四2.54四1.54三2.08四STN2.12四2.31四1.86四2.67四污染等级重度污染重度污染重度污染重度污染莲花湖由7个小湖组成，4个采样点在不同湖区相隔很远加上现场观察湖与湖之间联通孔都很狭窄，可知几个采样点之间流动性非常差。所以第一，沉积物的总磷、总氮含量与附近工厂、酒店、居民的行为关联非常大。例如1号和4号周围有大量居民区，由于没有修建专门的排污管道连接到污水治理厂，居民直接将生活污水排入莲花湖内，甚至会有少量剩菜剩饭直接被投入湖中，这导致湖中营养元素含量迅速增加。第二，水生植物的影响不可忽视。在我们取样过程中发现1号采样点的浮萍是最密集的，若没有及时清理，植物死亡后会释放出大量溶解性有机物。当藻类死亡越来越多，溶解性有机物也被释放得越多，使颗粒有机碎屑难以迅速矿化，大量颗粒物质下沉，和水生生物一起沉积累在沉积物表层。湖底缺氧，植物茎、叶的纤维组织不易腐烂，难以完全降解，以残体的形式沉积下来，成为湖泊氮、磷的内源9。单是以上两点，长此以往，湖中营养物质越积越多，沉积物中的氮、磷含量就会不断增加，在一定的条件下还会向湖水中释放，会导致湖水富营养化更加严重。四、莲花湖污染防治对策经过将近两个月对莲花湖的水体、沉积物监测分析及问卷调查和采访得知，莲花湖的污染原因一方面是附近部分居民和酒店的环保意识差，随意将生活污水和废弃物排入水中，其次还有莲花湖的历史原因，导致现如今严重富营养化状况。通过对莲花湖水体代表性指标的分析和对沉积物氮、磷的分析，提出莲花湖内、外源污染治理的合理可行举措，以缓解和减少水体富营养化程度。（一）源头截污根据我们调查采访所知，莲花湖水体富营养化主要是由外界营养物质输入所致，要从根本上控制莲花湖水体富营养化，还需减少外源性营养物质67。以下有三点：1.对排污口的水进行截留收集，然后向就近将其接入一座污水处理厂进行处理。2.定期对莲花湖周边楼道的排污管进行检查和维修。3.政府加大力度宣传保护莲花湖，并实行承包责任制，各家对自家门前一片莲花湖进行承包，谁污染，谁负责。（二）定期打捞浮游藻类莲花湖表面覆盖大量的浮游藻类，这不仅降低水中含氧量，也使水质恶化，针对此情况，政府课定期开展打捞活动，并招募清洁人员对莲花湖内绿藻进行清除。同时，在湖中适当投放一定数量的罗非鱼，摄食微囊藻。（三）利用生物技术净化水体1.建立人工湿地根据调查研究，2号与4号采样点叶绿素a含量均在V类以上，属于重度污染。因此，可根据其地形建立一处小型污染生态化建筑，具体措施为：在2号与4号采样点之间建立沉淀厌氧池。通过反硝化细菌等厌氧微生物分解可溶于水部分微分子有机物为低分子有机物8。同时在莲花湖中种植芦苇，美人蕉等净水植物吸收部分分解的低分子有机物。为增加水中溶解氧，可在湖水中建立人工喷泉。2.种植水生植物经调查发现，莲花湖水体污染主要是由生活污水排放导致水体氮，磷含量超标致使水体富营养化。因此，可以在莲花湖引入如苦草，金鱼藻，狐尾藻，墨藻等沉水植物吸收N，P缓解富营养化。并且，高等水生植物和藻类，存在着相互竞争和相生相克，相对于浮游藻类而言，挺水植物，浮叶植物及漂浮植物在光能竞争上占绝对优势19，而莲花湖表面由一层绿色藻类覆盖着，因此，可以引入像香蒲，荷花之类的挺水植物取出藻类。(四)引入新“血液”汉江水由于莲花湖水体富营养化，导致水中氮，磷含量超标，使得水中溶解氧下降，水质恶化11。因此通过换水稀释引入汉江水到莲花湖来为莲花湖增加溶解氧，改善水质。（五）清淤经调查发现，莲花湖中沉积物深达60cm，有的甚至有1m，沉积物属于内源污染，是湖泊污染的二次污染源，应及时清除。我们可借鉴重庆双龙湖的例子，采用YFC60生态清淤船进行清淤，并配备YFFL100泥沙分离器，在枯水季节和