太湖底泥与污染情况调查

1、太湖高级论坛交流文集2004年太湖底泥与污染情况调查成新江溢蒋英姿太湖流域水资源保护局，上海，200434摘 要：根据2002年10月至12月的野外测量及随后5个多月的实验室化验与室 内整理分析，得出了太湖底泥深、蓄积量及污染情况的空间分布状况，为太湖治 理与污染底泥疏浚决策提供了基础依据。关键词：太湖底泥污染调查太湖是我国第三大淡水湖，是流域内最大的水体，水域面积2338km2,南北长 68.5km，东西平均宽34km，湖岸线总长405km。太湖自西向东在无锡、苏州地 区依次分布有竺山湖、梅梁湖、贡湖、漫山湖、胥湖及东太湖等湖湾。太湖是一 座天然的平原调蓄水库，正常水位下容积为44.3亿m3

2、,平均水深1.89m，最大 水深约2.6m，多年平均年吞吐量52亿m3,水量年交换系数1.2,换水周期约 300天，具有蓄洪、供水、灌溉、航远、旅游等多方面功能。太湖又是流域内最 重要供水水源地，不仅担负着无锡、苏州和湖州等大中城市的城乡供水，还有向 上海等下游地区供水并改善水质的作用。一、调查目的意义20世纪80年代前，太湖水质良好，以II类、中营养中富营养为主，符合饮用水 源地的水质要求。据1981年调查，太湖水域69%的面积为II类水，30%的面积 为III类水，只有1%的面积为IV类水；83%的面积为中营养，只有16.9%为中富 营养。到90年代，太湖水质下降，特别是西北部五里湖、梅梁

3、湖、竺山湖等湖湾，水 质基本劣于V类；全湖富营养化水平也上升到以富营养为主。目前太湖富营养化 及其所导致的蓝藻爆发已经成为太湖主要水环境问题。“九五”以来，在国务院的统一领导下，通过两省一市及中央各部（委）的共同 努力，太湖水质恶化趋势得到初步遏制，总磷、氨氮、高锰酸盐指数等主要指标 均有所好转，但北部湖湾水质仍为V类-劣于V类，大部分水域仍处于富营养化 状态。太湖水污染问题引起了党和政府的高度重视。2001年国务院批准了太湖水污 染防治“十五”计划，提出了 “积极推进产业结构调整，大力推行清洁生产， 有效控制入湖污染物总量，实施截污、减排、清淤、引水、节流等有效措施。” 明确水利部统一管理、

4、合理配置太湖流域水资源;严格取水许可管理。采取节水、 调水、清淤、水土保持等综合措施，加大流域水资源保护的力度；对引江济太和 湖底清淤组织进一步论证，提出计划并组织实施。研究表明，太湖水体污染及富营养化的污染来源分外源和内源，沉积在底泥中的 污染物属内源。内源是太湖主要污染源之一，即使其外源得到了有效的控制，污 染底泥释放仍有可能对水体造成二次污染，导致水污染、富营养化和藻类爆发， 影响饮用水安全。因此，有必要对太湖底泥及其污染情况进行全面调查，查清太湖底泥淤积量、分 布及其污染程度和污染范围，初步分析底泥生态疏浚范围和疏浚量，为底泥生态 疏浚提供依据。通过对污染底泥进行生态清淤，达到改善太湖

5、水质的目标。二、调查方式与方法20022003年太湖局组织进行了太湖底泥与污染情况调查，调查工作分为底泥 测量与采样、底泥样品化验及测量化验数据系统整理和综合分析三大部分。1、野外测量和采样为便于对太湖底泥分布、淤积量以及污染情况进行统计分析，结合太湖湖体和湖 湾分布情况，将太湖划分为15个湖区。各分区情况详见图1。调查布设的测量点进行了水深、淤泥深度和平面坐标测量；采样点进行样品的采 集、记录、编码、保存和送样（为保证实验室分析化验结果的客观可靠性，送检 实验室的均为无方位编码样）；对所采样品上部土层用数码相机进行拍照留存。 对各测点处的土性分布及具体位置都作了详细记录，并在各采样点及部分测

6、量点 对土层进行了密度试验。测量点和采样点布设测量点按网格布设，在湖湾区及太湖的近岸区S-N方向1.61.7km、E-W方向 1.5km布设1个点；在湖心区3km X 3km布设1个点。现场作业时，在土层厚度 变化大的测点之间增插测量点。原则上相邻两测点的底泥深差大于1.5m时，增 插一个测量点。全太湖测量点密度为每10 km2有3.6个。在沿岸区及湖湾区测量点分布较密， 其中西沿岸区北段最密，每10 km2有12个；其次为梅梁湖北区，9.4个。采样点重点布设于河流入湖口处、湖湾及沿岸带。原则上在河流入湖口离开岸边 250m和500m处各布设1个点；出湖口离开岸边250m处湖区布设1个点；湖

7、湾区及太湖近岸带每5km2布设1个点；太湖湖心区每20km2布设1个点。在7 个大型自来水厂取水口附近各增设了1个采样点，采样点还注意避开航道。全湖采样点密度为每10 km2有1.1个，西沿岸北段最大为5.8个，其次为梅梁湖。 各区采样点密度与测量点密度关系大致相应。本次调查共完成834个点的测量，其中采样263个点。测量点和采样点在各湖区 的分布情况详见图1。测量定位测量采用全球卫星定位系统GPS三台，使用载波相位差分(动态GPS)技术。 成图采用坐标系统为1954年北京坐标系，6带，中央经线为123。GPS控制 点根据技术设计书中有关GPS定位要求，在湖区及环湖布设了 28个四等控制点。

8、湖泊水深测量采用模拟数字一体化SDH-13D测深仪，通过外业采集软件自动进 行平面位置和水深测量、数据处理。采样样品采集分间隙水样、表层样(含有毒害有机物样)和柱状样。采样点上部1m 范围内的底泥用有机玻璃取样器采取，1m以下及测量点处底泥则用金属取样器 采取。将取出的泥样根据要求并结合自然分层进行留样。本次调查263个采样点，实际采集表层样223个，表层间隙水样223个，柱状分 层样583个，有毒害有机物样18个，1m长原状完整柱状样7个，样品合计1054 个。间隙水样用有机玻璃取样器取出底泥后，用虹吸法去掉上部湖水，留取表层0 5cm段泥样，将泥样装入离心机专用(用蒸馏水进行清洗过)的塑料

9、瓶中，在现 场用离心机进行分离，5000r/min的转速离心20分钟，取上部的澄清液为间隙水 样，取足200ml。表层样类同上述采样方法留取上部05cm段底泥，并剔除泥中的水草、螺蛳等 杂物，取足1kg作为表层样，表层样中有些项目需要马上化验，称即测项目。 柱状样用有机玻璃柱状取样器取出底泥，去掉湖水和杂物，根据底泥淤积的厚度 情况，分别留取05cm、510cm、1020cm、2050cm、50100cm等深度 的泥样。个别采样点底泥自然分层明显，则结合分层进行留样。另在主要出入湖河港18个出入湖口采样点处采取有毒害有机物样(即残留农药 检测样)，其采样方法与表层样一致。2、样品化验化验项目底

10、泥样品分析化验除即测项目和间隙水外，均经过了风干、研磨、过筛、焙 烧等，风十过程中还注意了防霉，都进行了营养物和重金属测试。间隙水和表层 底泥样品还进行了 pH、Eh等项目化验。化验时记录底泥的外观性状(如泥度状态、温度、颜色、气味、生物现象等)， 以与采样时情况比较；分析表层底泥样品的含水率、平均粒径、泥沙组成等。 根据湖泊水质富营养化调查研究的经验，污染底泥是通过底泥的间隙水而影响湖 体水质的，本次间隙水化验项目为：有机质(以CODCr表示)、Fe2+、Mn2+、pH、 Eh、NH3-N、总磷(TP)、总氮(TN)等。表层样中项目Fe2+、Mn2+、pH、Eh、NH3-N在空气中易发生变化

11、，需要尽快 化验，其中pH、Eh在现场测试。分析底泥的有机质(OM)、总磷(TP)、总氮(TN)含量，并换算成干土重百分比含量 (%)。分析底泥样品汞、神、铅、铜、铭、镉等各元素含量。对污染严重的20条入湖河道河口的18个表层样进行了有机氯和有机磷农药含量 的测试。化验方法实验室接收的样品为无方位编码样。底泥样品分析化验方法严格按照国家有关规范标准执行。三、主要成果1、太湖底泥量及其分布本次调查，计算表明太湖总水面积为2349.0 km2，有底泥区面积1546.8 km2, 占66% ；无底泥区面积802.2 km2,占34%。底泥总蓄积量为19.12X108m3, 其中淤泥量16.79X10

12、8m3,占88%；流泥量2.33X108m3,占12%。梅梁湖、 竺山湖、贡湖和东太湖几个湖湾淤积较重，同时，太湖还存在3个明显的底泥蓄 积带：一是自大浦口、菱渎港向东北全金墅港底泥蓄积带；二是自新渎港沿西部 沿岸往南全长兴分港底泥蓄积带；三是自沉渎港向东北至漫山湖底泥蓄积带。这 三条底泥蓄积带底泥深一般超过1m,泥量占到总底泥量的三分之二。太湖各湖 区底泥量及分布情况详见表3-1和图2。傩名称旬鼬2坦浙瑚）1竺山湖0.Q0M.3542.56钢.70261.04G746.2030.00.7011.011743.604贡湖0.00.4215Z.41曲一 605漫山湖0.00-3.2063.913

13、CTF8.606胥湖O.OOM.EO15.051 倾一 807北箭湖O.OD-2.EO19.20179B.600南箭湖0.00-0.23S.03.909东太湖0. OOM.2771.77322S.100.00-5.8048.39110.00-3.67&4.535254.3012酬岸IZ掰0.02-4.9040.003627.2013区0.02-6.25300 3033684.5014脚陋0.00-7.TO16T.6310945.3015嗣巳区0.00-7.10480.069TT594.40盘十全太湖Ci.0CrT.701546.82121244. 302、底泥物理特征太湖底泥有60%粒径范围在

14、0.0050.05毫米之间，为粉质亚砂、粉质亚粘土。底泥新鲜样品含水率全湖平均58.65%,最大为80.96%,最小为39.86%,其中有63%的测点含水率大于55%，根据港口工程地质勘测规范淤泥的含水率为55%85%，太 湖底泥总体处于淤泥含水率范围以内。现场监测，底泥湿密度都在1.31.7克/立方厘米范围内。对泥样进行鉴别分类后测试， 淤泥的湿密度平均为1.6克/立方厘米，变化范围在1.511.70克/立方厘米；流泥的湿 密度平均为1.39克/立方厘米，变化范围在1.31.43克/立方厘米。3、底泥间隙水底泥间隙水pH值（酸碱性）总体呈中性。Eh值（氧化还原电位）湖心和东太湖的氧化 性相对

15、较强。北部湖湾中，尤其是五里湖、竺山湖、贡湖呈弱还原性，底泥中的磷处于 可释放状态。间隙水中营养物质含量总体上明显高于湖水。其中总氮和氨氮含量均高于湖水，贡湖、 五里湖、竺山湖及东太湖尤为明显；总磷含量贡湖、五里湖、竺山湖、梅梁湖等湖湾高 于湖水。五里湖、梅梁湖、竺山湖、贡湖的底泥间隙水中营养物质含量明显高于其它湖 区，一般在2倍以上，综合分析表明，这些湖区底泥间隙水中营养物质相对湖水呈可释 放状态。详见表3 2。4、底泥营养物质太湖底泥主要表现为有机污染型。北部几个湖湾（竺山湖、梅梁湖、贡湖）的浅层底泥 中沉积了大量的污染物。东太湖浅层底泥中有机质、总氮含量均很高。而太湖湖心、西 部和南部沿

16、岸等湖区，营养物质含量相对较低。表3-2几个湖区表层底泥间隙水与湖水营养盐含量表单位：mg/lIFIWK做IWK毗瞰K6.312.130.3TT0.跑0 00921.37.OT16.63.400.1530.2003.354.042.470.2940.17311.196.448.303.020.4290.2342.222.11U.叩0.310. 041O.OGT2.111.560.800.210.0340.0541.431.1C0.0.140. 019O.(J3E1.421.740.4?50.032D.0CT4.190.063.450.140.025Q.024五里湖、梅梁湖、竺山湖、贡湖、东太湖

17、等湖区底泥表层的Eh平均值较低，以弱 还原性为主，营养物质存在向间隙水中释放的可能性。底泥营养物质含量较高的是竺山湖、梅梁湖、贡湖、东太湖等湖湾，湖心、西部及南部 沿岸等湖区含量均较低。详见表3 3。底泥营养物质含量高的湖区，特别是这些湖区的主要入湖河口处，各分层间含量分布一般都呈上高下低的趋势，含量高的样品绝大部分集中在底泥浅层020厘米的区域。表3-3太湖底泥营养物质含量分布情况单位：占干泥重的湖区五里湖板粱湖 北前梅梁湖 南部竺山湖贡湖漫山湖胥湖北箭湖东太湖西沿岸 北段西沿岸 南段南部沿比湖心西湖心南湖心全太湖有机庙4.2821.211.772.21.81.460.72.771. 111

18、. 180.951.231.071.341.4&总麟 . 1940.0S10. 046. ogg0. 0620. 0430. 03B0. 0420. 0430. 0460. 0490.0490.0420. 0470. 0460. 0490. LT980.1420.08670.10380.10730.083Z0.08530.05270. 15750. 07180. 06580. 05270.06340.0&070 .如郭0.OT&T5、重金属与残留农药重金属指标含量与历史资料相比没有明显变化，个别采样点有相对偏高现象，总体上北 部湖湾（梅梁湖、竺山湖）及入湖河口含量相对较高，表层020厘米出现含量偏高的 样品较多。北部湖湾少量样品以汞、碑、铜、铅、铬、镉含量偏高，西部及南部沿岸个 别样品主要以汞含量偏高。有机氯均有检出，但含量均在比较低的范围。有机磷（农药）均未检出。6、需要疏浚