洞庭湖水体异味物质及其与藻类和水质的关系
洞庭湖水质污染状况分析及防治对策
第36卷第2期湖南理工学院学报(自然科学版)V ol. 36 No. 2 2023年6月 Journal of Hunan Institute of Science and Technology (Natural Sciences) Jun. 2023洞庭湖水质污染状况分析及防治对策朱丹丹1, 陈兆祺1, 李照全1, 彭高卓2, 刘娜1(1. 湖南省岳阳生态环境监测中心, 湖南岳阳 414000; 2. 湖南省洞庭湖生态环境监测中心，湖南岳阳 414000)摘要:在洞庭湖设置16个监测断面, 收集整理2014—2018年的水质监测数据, 利用单因子评价法评价各监测断面水质. 结果表明, 2014—2018年洞庭湖总体水质逐年改善, 水质由Ⅳ类、Ⅴ类转变为Ⅳ类; 2018年16个监测断面TN浓度为1. 37~2. 28 mg/L, TP浓度为0. 060~0. 095 mg/L; 湖区主要污染为工业点源污染、流域面源污染等. 建议通过严格控制农业面源污染、防治工业点源污染、推进河湖生态修复等措施改善洞庭湖水质.关键词:洞庭湖; 水质; 污染状况; 防治对策中图分类号: X524 文献标识码: A 文章编号: 1672-5298(2023)02-0056-05Analysis of Water Pollution in Dongting Lake and itsCountermeasuresZHU Dandan1, CHEN Zhaoqi1, LI Zhaoquan1, PENG Gaozhuo2, LIU Na1(1. Yueyang Eco-Environmental Monitoring Center of Hunan Province, Yueyang 414000, China;2. Eco-Environmental Monitoring Center of Dongting Lake of Hunan Province, Yueyang 414000, China)Abstract: 16 monitoring sections in Dongting Lake were set up to collect and collate the water quality monitoring data from 2014 to 2018. The results show that the overall water quality in Dongting Lake had improved year by year from 2014 to 2018, with the water quality changing from class IV and Class V to Class IV. In 2018, the concentrations of TN and TP in 16 monitoring sections were 1.37−2.28 mg/L and 0.060−0.095 mg/L respectively. The main pollution in the lake area is the industrial point source pollution and the non-point source pollution in the river basin. It is recommended that we should improve Dongting Lake’s water quality through the strict control of agricultural non-point source pollution, prevention and control of industrial point source pollution, and the promotion of ecological restoration of rivers and lakes.Key words: Dongting Lake; water quality; pollution; prevention countermeasures0 引言洞庭湖是我国的第二大淡水湖, 北纳长江的松滋、太平、藕池“三口”来水, 南接湘江、资江、沅江、澧水“四水”, 是长江流域重要的滞洪调蓄区和淡水资源储备区, 具有保护生物多样性、维护长江流域水生态安全、保障国家粮食安全等多项功能[1~5]. 由于湖区长期淤积泥沙、人为围湖筑垸等历史原因, 洞庭湖被分割为东、南、西三个湖区[6]. 洞庭湖作为通江湖泊, 湖区水质与上游四水入湖水中氮磷含量密切相关[7~9]. 氮磷的外源输入和内源释放一直是影响湖泊水质和富营养化的主要原因[8~10]. 近年来, 党中央、国务院高度重视长江流域环境综合治理问题, 湖区环境治理得到空前加强, 洞庭湖水环境质量逐年改善. 本文利用洞庭湖2014—2018年水质监测数据, 研究分析水质变化趋势, 并提出防控对策和措施, 以期为进一步改善洞庭湖生态环境提供有效支撑.1 材料与方法1.1 样品采集和数据来源为全面掌握洞庭湖水质状况, 共选取16个监测断面为研究对象, 包括“四水”中的4个断面(樟树港、万家嘴、坡头、沙河口)、“三口”中的1个断面(马坡湖)、洞庭湖三个湖区的10个断面和1个出湖口断面收稿日期: 2022-12-12基金项目: 湖南省生态环境万科项目(2019120525 )作者简介: 朱丹丹, 女, 工程师. 主要研究方向: 水质环境监测第2期 朱丹丹, 等: 洞庭湖水质污染状况分析及防治对策 57 (洞庭湖出口), 洞庭湖三个湖区中, 西洞庭湖区选取南嘴、蒋家嘴、小河嘴3个监测断面; 南洞庭湖区选取万子湖、横岭湖、虞公庙3个监测断面; 东洞庭湖区选取鹿角、扁山、东洞庭湖、岳阳楼4个监测断面,各监测断面分布点位如图1所示. 每月上旬定期在这16个监测断面采集表层(0.5 m)水样进行监测. 本文监测数据均来源于湖南省岳阳生态环境监测中心和湖南省洞庭湖生态环境监测中心.图1 洞庭湖水质监测断面分布1.2 测定和评价方法选取总氮(TN)、总磷(TP)、高锰酸盐指数、PH 、溶解氧、化学需氧量、氟化物、铜、锌、铅、硒、镉、砷、汞、六价铬、氰化物、挥发酚、石油类、阴离子表面活性剂及硫化物等21项监测指标, 利用单因子评价法评价各监测断面水质类别. 各湖区水质类别参照《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)划分[11]. 其中, 利用河流标准评价入湖口监测断面总磷指标, 利用湖泊标准评价湖体和出湖口监测断面总磷指标.1.3 数据处理利用Excel 整理统计数据, 利用SPSS 软件分析处理数据, 利用SigmaPlot 软件绘图. 水质指标采用监测数据的年度算术平均值.2 结果与分析2.1 水质现状2.1.1 水质类别2018年洞庭湖16个监测断面水质评价结果见表1. 入湖口4个监测断面水质为Ⅱ类, 水质状况较好; 三个湖区总体水质为Ⅳ类, 其中南嘴水质为Ⅴ类, 其余断面水质均为Ⅳ类, Ⅳ类和Ⅴ类断面占比分别为90%和10%; 出湖口水质为Ⅳ类, 为轻度污染状况. 洞庭湖全湖总体水质处于轻度污染状况.2.1.2 主要污染物2018年洞庭湖各监测断面TN 和TP 监测数据如图2所示. 各监测断面TN 的变化范围介于1. 37~2.28 mg/L 之间, 高于Ⅲ类标准值(1.0 mg/L), 超标0.37~1.28倍. 从各水域看, 入湖口各监测断面TN 均值低于出湖口, 三个湖区断面中西洞庭湖值最低. 从各监测断面数据来看, 湘江入洞庭湖的樟树港、万家嘴监测点和湘江航道的第一个断面虞公庙的TN 值较高.58 湖南理工学院学报(自然科学版) 第36卷 2018年, 各监测断面的TP 变化范围介于0.060~0.095 mg/L 之间, 从各水域看, 西洞庭湖<南洞庭湖<出湖口<入湖口<东洞庭湖. 从各监测断面来看, 马坡湖TP 值最高, 其次为东洞庭湖的扁山, 东洞庭湖各监测断面整体TP 值较高, 说明该湖区污染程度较严重.表1 2018年洞庭湖16个监测断面水质类别水域入湖口 三个湖区 出湖口四水 三口西洞庭湖 南洞庭湖 东洞庭湖 断面名称 樟树港万家嘴坡 头 沙 河 口 马 坡 湖 南嘴蒋家嘴小河嘴万子湖横岭湖虞公庙鹿角扁山东 洞 庭 湖 岳 阳 楼 洞庭湖出口 水质类别Ⅱ ⅡⅡ Ⅱ Ⅲ ⅤⅣⅣⅣⅣⅣⅣⅣⅣ Ⅳ Ⅳ(a) TN(b) TP图2 2018洞庭湖16个监测断面污染物浓度 2.2 水质类别演变状况2.2.1 水质类别2014—2018年洞庭湖水质类别逐渐趋好(图3). 2014年、2016年Ⅴ类水质占比不高, 约为10%; 2015年Ⅴ类水质占比约为72%; 2017年、2018年没有Ⅴ类水质断面, 水质逐渐转变为Ⅳ类.图3 2014—2018年洞庭湖水质类别第2期 朱丹丹, 等: 洞庭湖水质污染状况分析及防治对策 592.2.2 总氮污染物 2014—2018年洞庭湖TN 演变状况如图4所示, TN 浓度总体呈现下降趋势, 年均值在1.37~2.75 mg/L 之间变化, 均高于Ⅲ类水标准值(1.0 mg/L). 从空间趋势分析, 入湖口断面中, TN 浓度年均值最高的为樟树港断面, 2015年达到最高值2.75 mg/L, 坡头断面TN 浓度年均值相对较低. 三个湖区和出湖口断面中, 西洞庭湖TN 浓度指标优于东洞庭湖、南洞庭湖和洞庭湖出口. 洞庭湖出口TN 浓度最高, 东洞庭湖、南洞庭湖次之, 西洞庭湖TN 浓度最低, 三个湖区中, 东洞庭湖对全湖区TN 浓度影响最大.2.2.3 总磷污染物2014—2018年洞庭湖TP 变化趋势如图5所示, 总体呈现为先升后降状态. 入湖口5个监测断面TP 浓度变化范围介于0.06~0.17 mg/L 之间, 其中马坡湖的TP 浓度最高, 万家嘴TP 浓度最低. 三个湖区和出湖口监测断面TP 浓度变化范围介于0.06~0.12 mg/L 之间, 分布规律较为接近, 变化规律平缓, 2015年TP 浓度达到最高, 然后逐年下降. 洞庭湖出口TP 浓度最高, 东洞庭湖水质略优于南洞庭湖和西洞庭湖.图4 2014—2018年洞庭湖总氮演变状况图5 2014—2018年洞庭湖总磷演变状况综上分析可知, 洞庭湖为典型的过水性湖泊, 其污染状况不仅与洞庭湖三个湖区自身污染状况有关, 而且与上游来水水质有密切关系. 2014—2018年, 上游四水TN 浓度年均值由2.10 mg/L 下降至1.78 mg/L, TP 浓度年均值由0.097 mg/L 下降至0.073 mg/L, 分别下降15.2%、24.7%; 洞庭湖湖区TN 浓度年均值由1.94 mg/L 下降至1.71 mg/L, TP 浓度年均值由0. 083 mg/L 下降至0. 067 mg/L, 分别下降11. 9%、19. 3%, 与洞庭湖水质逐年变好的趋势一致.60 湖南理工学院学报(自然科学版) 第36卷3 原因分析与防治建议3.1 洞庭湖水质变化原因分析影响洞庭湖水质变化的因素较多, 包括水文情势变化、工业点源污染、流域面源污染等. 洞庭湖氮、磷元素超标是水质下降的主要因素[12,13].2015年, 洞庭湖湖区农产品种植面积已达2.7×106公顷, 畜禽养殖、农业面源污染对洞庭湖水体TN、TP贡献率超过70%, 是洞庭湖水体TN、TP超标的主要原因[14]. 在党中央、国务院的高位推动下, 各地认真贯彻落实党中央加强生态环境治理的政策要求, 沿湖各地都制定了专项环境整治方案, 对湖区沿线的化工企业等加大了整治力度, 同时关停了大批造纸企业, 洞庭湖水质污染状况逐渐好转. 近几年, 沿湖地区对洞庭湖水生态环境重视程度与日俱增, 积极开展“厕所革命”、人居环境整治、“河长制”、“洞庭清波”等专项行动, 促进了湖区水质改善.3.2 洞庭湖水环境防治建议(1)严格控制农业面源污染. 加快推进测土配方施肥, 推广有机肥种植, 减少耕地农业污染. 合理规划四水、洞庭湖沿线干线及支流畜禽养殖区、限养区、适养区, 加强区域管控. 加强水产养殖业尾水污染防治, 推广稻田养殖、清水养殖等技术.(2)防治工业点源污染. 加大环保执法力度, 关停湖区沿线污染重、能耗高、技术落后的企业. 加强环境监测网络平台监管, 对重点污染企业进行实时监控, 对不达标的企业责令其限期整改, 按照有关政策对连续不达标的企业进行处罚并通过新闻媒体予以公开曝光.(3)推进河湖生态修复. 加快推进对三口水系及洞庭湖部分湖区底泥开展综合整治, 净化内源污染物．争取国家政策支持, 研究实施水系连通工程, 增强河湖水体的连通与流动性, 促进水质改善.4 结束语从时间演化状况来看, 2014—2018年洞庭湖水质总体趋好, 水质逐渐由Ⅳ类和Ⅴ类转变为Ⅳ类. 从空间分布上看, TN浓度西洞庭湖<南洞庭湖<东洞庭湖<入湖口<出湖口, 变化范围介于1.37~2.75 mg/L之间; TP浓度各湖区分布规律较为接近, 出湖口TP浓度略高于其他湖区. 洞庭湖水质变化主要原因包括水文情势变化、工业点源污染、流域面源污染等. 2015年水质较差的主要原因是畜禽养殖、农业面源污染. 针对洞庭湖水质现状, 本文从严格控制农业面源污染、防治工业点源污染、推进河湖生态修复三方面提出了进一步改善水环境的防治建议.参考文献:[1]王丽婧, 汪星, 刘录三, 等. 洞庭湖水质因子的多元分析[J]. 环境科学研究, 2013, 26(1): 1−7.[2]熊鹰, 汪敏, 袁海平, 等. 洞庭湖区景观生态风险评价及其时空演化[J]. 生态环境学报, 2020, 29(7): 1292−1301.[3]蔡佳, 王丽婧, 陈建湘, 等. 西洞庭湖入湖河流磷的污染特征[J]. 环境科学研究, 2018, 31(1): 70−78.[4]吴丁, 方平, 李照全, 等. 东洞庭湖区芦苇群落生长对水质的影响[J]. 湖南理工学院学报(自然科学版), 2022, 35(1): 63−68.[5]庄琼华, 王琦, 欧伏平. 东洞庭湖水体叶绿素a动态及相关环境因子分析[J]. 湖南理工学院学报(自然科学版), 2022, 35(1): 69−73.[6]李景保. 近数十年洞庭湖湖盆形态与水情的变化[J]. 海洋与湖沼, 1992, 23(6): 626−634.[7]王子为, 林佳宁, 张远, 等. 鄱阳湖入湖河流氮磷水质控制限值研究[J]. 环境科学研究, 2020, 33(5): 1163−1169.[8]熊剑, 喻方琴, 田琪, 等. 近30年来洞庭湖水质营养状况演变特征分析[J]. 湖泊科学, 2016, 28(6): 1217−1225.[9]李琳琳, 卢少勇, 孟伟, 等. 长江流域重点湖泊的富营养化及防治[J]. 科技导报, 2017, 35(9): 13−22.[10]赵晏慧, 李韬, 黄波, 等. 2016—2020年长江中游典型湖泊水质和富营养化演变特征及其驱动因素[J]. 湖泊科学, 2022, 34(5):1441−1451.[11]国家环境保护总局, 国家质量监督检验检疫总局. 地表水环境质量标准: GB 3838—2002 [S]. 北京: 中国标准出版社, 2002.[12]胡光伟, 毛德华, 李正最, 等. 三峡工程建设对洞庭湖的影响研究综述[J]. 自然灾害学报, 2013, 22(5): 44−52.[13]彭莹莹. 洞庭湖水质综合评价研究[D]. 长沙: 湖南师范大学, 2016.[14]秦迪岚, 罗岳平, 黄哲, 等. 洞庭湖水环境污染状况与来源分析[J]. 环境科学与技术, 2012, 35(8): 193−198.。
藻类生长对水质和工艺运行的影响及措施
PAC 投加量（mg/L） 10.0 15.0 20.0 25.0
高密出水浊度（NTU） 1.6
1.1
0.84 0.65
以第三水厂为例，三厂使用 PAC（聚合氯化铝） 为混凝剂，当夏季高藻水来临时将混凝投放浓度由 10mg/L 增加到 25mg/L 时高密度澄清池的出水浊度由 1.6NTU 下降到 0.65NTU，效果明显。
关键词：藻类 pH 值 变化规律 混凝 除藻
DOI:10.14143/ki.czgs.2015.03.011
绪论 近年来，随着我国工业的迅速发展及人口的不断 增加，环境恶化和水质恶化日趋严重。各种生产废水 和生活污水未达到排放标准就直接排放进入地表水， 导致地表水有机物、无机盐氮、磷等超标、浊度上升。 使水体呈现富营养化，特别在夏季藻类繁殖迅速，增 长量巨大。当含藻原水进入净水厂后，会使水质发生 变化，由于不易在混凝沉淀过程中除去，导致混凝沉 淀效果不好，浊度升高，甚至出现无规律的翻池现象， 混凝未能去除的藻类还会损伤滤池性能，从而干扰水 处理，会给后续水处理设备的运行造成压力。对制水
CITY AND TOWN WATER SUPPLY
·水处理技术与设备·
藻类生长对水质和工艺运行的影响及措施
丁 彦
( 北京市自来水集团有限责任公司第三水厂，北京 100089）
摘要：为了研究藻类生长对水质和工艺运行的影响，本文总结了北京市第三水厂 2009 ～ 2013 年原水藻 类变化情况，并加以分析，找到其每年的变化规律。为应对每年藻类加速繁殖在时间上提供参考。藻类繁殖 会使水中耗氧量和浊度上升，水中出现异味，色度明显上升，而这些都加大了水质的处理难度。藻类的爆发 还会使源水 pH 值升高，影响混凝效果，造成矾花不够密实，沉淀去除率下降，出水浊度升高，水质变差， 部分藻细胞易穿透絮凝体，会堵塞或是穿透滤层，在这一过程中，藻类继续繁殖，使得过滤周期缩短，导致 反冲洗频繁，且反冲洗的时间加长。某些藻类所带的有毒物质，还会对人身体有害。为了能够去除藻类的不 利影响，本文通过实际生产和相关实验探索出相对应的处理措施。对于混凝效果不好，可以通过加大混凝剂 的投加量，降低调解源水 pH 值，来提高混凝效果，实验证明其能够使矾花变得密实且易于沉降，澄清池出 水质量得到明显改善，在混凝前加入次氯酸钠和臭氧投放，可大量去除藻类数量，并去除一定的嗅和味。总之， 本文力求能够总结经验，找出措施，对今后的实际工艺生产有所帮助。
水生环境中藻类对水质影响因素分析
水生环境中藻类对水质影响因素分析水生环境中藻类是一种重要的微生物，其存在对维持水生物之间的生态平衡起着重要的作用。
而对水质的影响也是不可忽视的。
本文将就水生环境中藻类对水质的影响因素进行分析。
一、光照条件的影响光照是藻类生长必须的条件。
光合作用是藻类生长维持平衡的重要途径之一。
一般情况下，藻类在光照充足的情况下生长较好，当光照强度过强或者过弱时，藻类的生长会受到影响。
当光照强度过强时，藻类的光合作用过于剧烈，导致体内营养物质不足，藻类生长状态会受到影响。
对于部分具有定向运动的藻类，过于强烈的光照还会导致细胞的运动能力降低。
当光照强度过弱时，由于藻类需要光合作用来维持体内生命活动，缺乏光照会限制藻类的生长速度，严重时甚至会使藻类生长停滞，甚至死亡。
二、水温的影响水温是藻类生长的重要因素之一。
藻类在水温较高的情况下生长快速，但是过高的水温会扰乱藻类体内代谢水平，影响其生长状态。
一般来说，藻类对于水温的适应范围相当广，水温在20℃-30℃之间时藻类生长最为适宜，超过30℃时，藻类的生长速度会出现明显的下降。
当水温过低时，藻类生长速度也会下降。
水温较低时，藻类体内的各种代谢过程会变缓，导致藻类生长缓慢。
三、营养盐的影响营养盐对于藻类的生长和繁殖起着非常重要的作用。
水中营养物质越多，藻类的生长越快速。
但是水中营养物质过多，也会导致水体富营养化，引发藻类繁殖过度，导致水质污染。
其中，氮、磷是水生环境中的两种重要营养物质，是藻类生长和繁殖的基本条件。
缺乏氮磷等营养物质的水体中，藻类的生长速度非常缓慢，严重时甚至会出现死亡现象。
除此之外，硅酸盐、钾、钙、镁等元素对于藻类的生长也起着重要的作用。
四、光合营养条件的影响对于光合营养型藻类来说，水中溶解氧的含量会直接影响藻类的生长和繁殖。
在水中溶解氧含量较低的情况下，藻类的光合作用会受到影响，导致生长速度减缓，严重时可以导致死亡。
此外，CO2、HCO3-等物质也对藻类的光合营养起着非常重要的作用。
湖南洞庭湖河道水质改善环境保护的重要任务
湖南洞庭湖河道水质改善环境保护的重要任务洞庭湖位于湖南省，是中国最大的内陆淡水湖泊之一。
由于长期的人类活动和工业化进程，洞庭湖河道的水质受到了严重的污染，环境保护成为重要的任务。
本文将探讨湖南洞庭湖河道水质改善的关键因素和实施环境保护的策略。
一、污染源分析要解决洞庭湖河道水质问题，首先需要对污染源进行细致的分析。
湖南洞庭湖周边的农业、工业和城市生活都是水质污染的主要来源。
农业排放的农药、化肥、畜禽养殖废水等会直接流入河道，污染水质。
同时，工业排放的废水和污染物也对河道造成了严重伤害。
城市生活废水经过处理后排放，但排放标准的限制和管理仍然存在问题。
二、加强环境监测与评估要改善湖南洞庭湖河道水质，必须加强环境监测与评估工作。
通过建立完整的监测体系，可以及时了解河道水质变化和污染源情况。
对环境数据进行科学评估，制定切实可行的保护策略。
监测与评估工作的数据应该具有公开透明性，以便公众监督和参与。
三、加大污染防治力度在加强监测与评估的基础上，需要加大污染防治力度。
首先，应加强对农业、工业和城市生活废水的处理与管理。
在农业方面，推广科学的农田排水系统和农业面源污染防治措施。
在工业方面，应加强企业的排污许可制度和监管措施，督促企业合法排放。
在城市生活方面，加强污水处理厂的建设与管理。
四、加强法律监管环境保护问题需要制定相应法律法规进行监管。
湖南洞庭湖河道水质改善工作也需要相关的法律支持。
比如，可以制定严格的污染物排放标准，确保企业和个人在生产、生活中的废水、废气排放符合环保要求。
此外，加大对违法行为的执法力度，加强对环境犯罪的打击力度。
五、加强公众参与与教育宣传环境保护的工作不仅仅是政府的责任，也需要广大公众的积极参与和支持。
政府可以加大教育宣传工作，提高公众对环境保护的认识和重视程度。
同时，积极组织公众参与环保行动，鼓励大家从身边做起，减少污染源的产生。
综上所述，湖南洞庭湖河道水质改善环境保护是一项艰巨而重要的任务。
藻类对水处理的影响
藻类对水处理的影响：含藻原水进入净水厂后，会使水质发生变化，从而干扰水处理，对制水生产工艺、药耗以及构筑物池壁都会产生极大的不利影响，主要表现在以下几个方面。
1、对混凝的影响。
在光和作用下，水中pH值升高，且由于藻类作用，溶解氧增加，矾花密度降低，沉淀去除率下降，导致需要投加的混凝剂增多，高藻水的处理需要消耗大量的混凝剂。
此外，部分藻细胞易穿透絮凝体，破坏絮凝过程，导致出水有藻类污染物。
2、干扰过滤。
藻类物质在滤池中可大量繁殖，会使滤料层堵塞，从而缩短过滤周期，导致反冲洗水用水质。
3反过来又是微等。
）4反质。
部六：程产生破坏。
但是研究表明，常用混凝剂在除藻方面仍具有一定的效果，而且混凝仍是去除藻类的重要方法。
藻细胞表面电荷为负电荷，所以如果用阴离子混凝剂作为唯一的混凝剂对藻细胞没有任何作用，在藻类去除中，电性中和是起决定作用的。
如使用三氯化铁作为混凝剂，会促进藻细胞对碳的吸收，而释放出更多的氧气，从而对混凝过程产生影响。
混凝剂投加量对混凝效果也有影响，当投加过量后，藻细胞表明的负电荷在中和后，又重新带上正电荷而变稳定，重新稳定的藻细胞非常难于脱稳。
投加硫酸铝作为混凝剂可同时去除浊度和藻类，水中藻类数量小于1000个/mL时所需混凝剂量远大于3NTU时所需的量。
原因是黏土类胶体在§电位为﹣5mV时既可完全脱稳，而藻类必须在§电位为0时才能脱稳。
七、有机物相对分子质量分布特征：水中的天然有机物根据化学结构和树脂在不同的PH值条件的相对亲和性，可分为酸性、碱性、中性的亲水性或憎水性有机物。
⑴、溶解性大分子有机物。
水中溶解性大分子有机物包括腐殖质、蛋白质和多糖类物质。
大分子有易被混凝去。
⑵、有机有机物。
⑶、（藻类、细pH3～5（3）、是10000液之间，去除机理主要是脱稳凝聚、聚合沉淀和表面吸附的综合作用，去除不彻底。
分子量小于1000的有机物亲水性强，只能靠2和3机理去除一小部分。
洞庭湖水环境质量状况与污染来源影响分析
第36卷第3期湖南理工学院学报(自然科学版)V ol. 36 No. 3 2023年9月 Journal of Hunan Institute of Science and Technology (Natural Sciences) Sep. 2023洞庭湖水环境质量状况与污染来源影响分析彭娴, 朱丹丹, 熊剑(湖南省岳阳生态环境监测中心, 湖南岳阳414000)摘要:为了解洞庭湖水体污染来源及其对洞庭湖水环境的影响, 在对2020年水环境监测数据进行现状分析与评价的基础上, 以2014年为基准年, 对洞庭湖入湖河流及周边等污染来源进行调查与分析. 结果表明: (1)2020年洞庭湖水体主要污染因子为TN、TP, 入湖河流总体水质为优, 湖体和出湖口断面总体水质为轻度污染, 全湖属中度富营养水平.与2014、2017年相比较, 入湖河流、湖体总体水质为优和轻度污染的状况没有变化, 西、南洞庭湖区域中营养水平亦未变化. (2)2014年输入洞庭湖TN、TP、COD污染负荷总量分别为56.45×104 t、26.97×103 t、280.01×104 t, 以入湖河流污染物通量为主, 占入湖总负荷的88.4%、78.7%、86.5%, 其中TN通量以沅江、湘江、松滋为主, 分别占入湖总通量的73.3%、74.4%、81.2%. (3)入湖河流污染物通量是洞庭湖污染物输入的主要来源, 对洞庭湖水质状况起着决定性作用, 大气降水、航道航运污染对洞庭湖水环境的影响甚微.关键词:洞庭湖; 污染源; 污染物通量; 污染负荷; 影响分析中图分类号: X171 文献标识码: A 文章编号: 1672-5298(2023)03-0050-07Analysis of Water Environmental Quality and PollutionSources in Dongting LakePENG Xian, ZHU Dandan, XIONG Jian(Yueyang Ecological Environment Monitoring Center of Hunan Province, Yueyang 414000, China) Abstract: In order to understand the source of water pollution in Dongting Lake and its impact on the water environment, based on the analysis and evaluation of the current situation of the water environment monitoring data in 2020, a more comprehensive investigation and comprehensive analysis of the pollution sources of the river entering the lake and its surrounding areas were carried out with 2014 as the base year. The results show that: (1) In 2020, the main water pollution factors of Dongting Lake were TN and TP, the overall water quality of the river entering the lake was good, the overall water quality of the lake body and the exit section was slightly polluted, and the whole lake was at a moderate eutrophic level. Compared with 2014 and 2017, the overall water quality of the river and lake body into the lake was excellent and the status of light pollution didn’t change. The nutrient level in the west and south Dongting Lake also did not change. (2) In 2014, the total pollution load of TN, TP and COD into Dongting Lake was 56.45×104t, 26.97×103t and 280.01×104t, respectively, and the pollutant flux into the lake was the main factor. Among them, TN fluxes were dominated by Yuanjiang River, Xiangjiang River and Songzi River, which account for 73.3%, 74.4% and 81.2% of the total fluxes, respectively. (3) The pollutant fluxes of rivers into Dongting Lake are the main sources of pollutant input, and play a decisive role in influencing the water quality of Dongting Lake. Atmospheric precipitation and navigation pollution have little effect on the water environment of Dongting Lake.Key words: Dongting Lake; pollution source; pollutant flux; pollution load; impact analysis0 引言洞庭湖作为湖南省的母亲湖, 是我国第二大淡水湖和长江最重要的调蓄湖泊及国际重要湿地. 2014年, 洞庭湖生态经济区规划获国务院批复, 担负起洞庭湖区乃至长江流域生态安全、水安全、粮食安全的重大责任, 战略地位举足轻重. 近十年来, 洞庭湖区环境形势比较严峻, 洞庭湖氮磷持续超标、局部水域水华频发, 制约了区域的可持续发展, 引起了社会各界的广泛关注[1~5]. 为此, 2015—2016年, 湖南省环保厅组织开展洞庭湖区污染源与生态环境现状调查, 旨在掌握洞庭湖区污染源结构状况、洞庭湖水环境质量状况, 找出洞庭湖主要的环境问题, 为洞庭湖区产业结构调整、洞庭湖水环境综合治理和生态保护提供依据. 鉴于第二次全国污染源普查数据尚未公布, 本文采用2014年为基准年的洞庭湖区污染源调查数据以及2014、2017、2020年水质基础数据来研究分析洞庭湖污染来源及其对水环境的影响.收稿日期: 2023-01-05作者简介: 彭娴, 女, 工程师. 主要研究方向: 水环境质量监测第3期彭 娴, 等: 洞庭湖水环境质量状况与污染来源影响分析 51文[6~11]分别开展了洞庭湖水体污染物通量、洞庭湖污染源入湖负荷及入湖河流污染物输入、洞庭湖水环境状况与洞庭湖污染源治理对策等不同方面的研究, 但缺少对洞庭湖多污染来源的综合分析以及对水环境影响的系统分析, 也缺少入湖负荷主要污染物COD 的分析, 因此具有一定的局限性. 本研究在分析水环境质量现状与变化趋势基础上, 综合分析了洞庭湖区污染源、入湖河流污染物通量以及洞庭湖大气降水、船舶航运等外来污染源主要污染物(包括COD)输入负荷组成与分布特征, 较全面分析了洞庭湖污染来源对洞庭湖水环境的影响, 这对于全面了解洞庭湖污染来源, 进一步开展洞庭湖水环境综合治理和生态保护, 提升洞庭湖生态环境质量, 实现区域经济社会环境协调发展, 从而保障区域乃至国家的生态安全都具有十分重要的意义.1 研究区域与研究方法1.1 研究区域污染源研究区域为湖南省洞庭湖区岳阳、常德、益阳3市各区和长沙市望城区, 其中包含岳阳、常德、益阳3市所属市级经济技术开发区(高新园区)、农场管理区, 见表1.表1 湖南省洞庭湖区范围地级市 县级行政区长沙市 望城区岳阳市 岳阳楼区、云溪区、君山区(含建新农场)、汨罗市、岳阳县、华容县、湘阴县、临湘市、平江县、屈原管理区常德市 武陵区、鼎城区、安乡县、汉寿县、澧县、津市市、临澧县、桃源县、石门县、西湖管理区、西洞庭管理区、贺家山原种场、涔澹农场益阳市资阳区、赫山区、沅江市、南县、安化县、桃江县、大通湖管理区洞庭湖水环境质量现状研究区域为入湖口、湖体、出湖口水域, 具体水质监测断面设置如图1所示.图1 洞庭湖水体水质采样断面分布图1中, 5个入湖口河流断面分别为湘江樟树港、资江万家嘴、沅江坡头、澧水沙河口、三口松滋河马坡湖; 4个东洞庭湖水体断面分别为鹿角、扁山、岳阳楼、东洞庭湖; 3个南洞庭湖水体断面分别为52 湖南理工学院学报(自然科学版) 第36卷万子湖、横岭湖、虞公庙; 3个西洞庭湖水体断面分别为南嘴、蒋家嘴和小河嘴; 1个出湖口断面为洞庭湖出口. 1.2 研究方法洞庭湖水体各区域水质类别、整体水质状况根据《地表水环境质量评价办法(试行)》进行水质类别单因子和整体水质状况评价, 其中入湖口断面的总磷按河流标准(0.2 mg/L)进行评价, 湖体和出湖口断面的总磷按湖、库标准(0.05 mg/L)进行评价.湖泊营养状态评价指标为总氮(TN)、总磷(TP)、高锰酸盐指数、叶绿素a 和透明度5 项, 参考中国环境监测总站《湖泊(水库)富营养化评价方法及分级技术规定》中的综合营养状态指数评价方法进行换算.工业污染物排放量、城镇生活污染物排放量、农村生活污染物排放量及农业面源种植业、畜禽养殖、 水产养殖污染物排放量采用第一次全国污染源普查资料编纂委员会编制的《污染源普查产排污系数手册》中南区的产排系数进行核算.入湖河流入洞庭湖的污染物总量(通量)按下式计算[10]:.ij ij i F C Q =⨯其中ij F 为第i 月第j 种物质的平均通量(t); ij C 为第i 月第j 种物质的平均浓度(mg/L); i Q 为第i 月的流量通量(m 3).大气降水污染物输入按下式计算[12]:.C A h c =⋅⋅降水其中C 降水为大气降水污染物输入量(t); A 为洞庭湖湿地面积(km 2); h 为洞庭湖湿地区域范围内的年降水量(mm/a); c 为降水中污染物的浓度(mg/L).洞庭湖区污染源污染物入湖负荷=各类污染源污染物排放量⨯入湖系数.洞庭湖区各类污染源的入湖系数参考文[13]确定. 污染源调查数据以2014年为基准年, 来源于洞庭湖区各区(县、市)行政主管部门, 2020年的水环境质量现状数据以及2014、2017年比对数据来源于湖南省洞庭湖生态环境监测中心.2 结果与讨论2.1 洞庭湖水环境质量现状与变化趋势 2.1.1 主要污染因子现状与变化趋势洞庭湖入湖河流、周边污染源入湖主要污染物为TN 、TP 、COD, 洞庭湖水体主要污染因子为TN 、TP [1,4,5]. 洞庭湖各水域TN 、TP 、COD 现状年均值见表2, 变化趋势如图2~5所示.2020年洞庭湖16个断面TN 年均值范围在1.27~1.88 mg/L 之间, 全湖TN 年均值1.63 mg/L, 均明显超过地表水环境质量标准(GB 3838—2002)中Ⅲ类标准限值(1.0 mg/L). 空间分布上, 入湖口TN 年均值高于出湖口, 出湖口TN 年均值高于湖体, 湖体TN 年均值以西洞庭湖和南洞庭湖最低.2020年洞庭湖各水域TP 年均值范围在0.040~0.078 mg/L 之间, 全湖TP 年均值0.064 mg/L, 除小河嘴外其他10个湖体断面的TP 年均值均高于地表水环境质量标准(GB 3838—2002)中湖、库Ⅲ类标准限值(0.05 mg/L). 各水域TP 年均值排序为: 四水<西洞庭湖<南洞庭湖<出湖口<东洞庭湖<三口(图2).2020年洞庭湖各水域COD 年均值范围在6.0~10.8 mg/L 之间, 全湖COD 年均值7.9 mg/L, 16个湖体断面的COD 年均值均低于地表水环境质量标准(GB 3838—2002)Ⅲ类标准限值(20 mg/L). 各水域COD 年均值排序为: 西洞庭湖<南洞庭湖<三口<东洞庭湖<四水<出湖口.由图3~5可知, 洞庭湖水体TP 、TN 、COD 浓度整体呈下降趋势, 与2014年相比, 2020年全湖TP 、TN 、COD 年均值分别下降了0.029 mg/L 、0.37 mg/L 、0.5 mg/L.与2017年相比, 2020年全湖TP 、TN 、第3期彭 娴, 等: 洞庭湖水环境质量状况与污染来源影响分析 53COD 年均值分别下降了0.014 mg/L 、0.20 mg/L 、1.2 mg/L.表2 洞庭湖各水域TN 、TP 、COD 年均值及水质类别水域 断面名称 TP/ mg/L TN / mg/L COD / mg/L 水质类别 2014 2017 2020201420172020201420172020 2014 2017 2020入湖口 樟树港 0.071 0.078 0.070 2.54 2.10 1.8610.010.510.8Ⅱ类 Ⅱ类 Ⅱ类万家嘴0.058 0.065 0.055 2.13 2.14 1.888.27.40 6.8 Ⅱ类 Ⅱ类 Ⅱ类坡头 0.095 0.062 0.044 1.87 1.55 1.758.97.2 6.5 Ⅱ类 Ⅱ类 Ⅱ类沙河口 0.093 0.064 0.050 1.99 2.12 1.2813.010.99.9 Ⅱ类 Ⅱ类 Ⅱ类马坡湖 0.162 0.112 0.078 1.98 1.97 1.7413.311.77.6 Ⅲ类 Ⅲ类 Ⅱ类西洞庭湖 南嘴0.107 0.088 0.067 1.96 1.86 1.887.710.68.7 Ⅴ类 Ⅳ类 Ⅳ类蒋家嘴 0.084 0.062 0.060 1.76 1.61 1.33 4.6 6.9 6.0 Ⅳ类 Ⅳ类 Ⅳ类小河嘴 0.073 0.059 0.040 1.68 1.58 1.31 4.9 6.8 6.3 Ⅳ类 Ⅲ类 Ⅲ类南洞庭湖 万子湖0.073 0.067 0.053 1.69 1.60 1.27 5.78.1 6.7 Ⅳ类 Ⅳ类 Ⅳ类横岭湖 0.092 0.065 0.062 1.78 1.66 1.48 6.57.6 6.7 Ⅳ类 Ⅳ类 Ⅳ类虞公庙 0.078 0.069 0.063 2.53 2.07 1.798.19.08.4 Ⅳ类 Ⅳ类 Ⅳ类东洞庭湖鹿角 0.086 0.083 0.059 2.07 1.87 1.748.19.27.0 Ⅳ类 Ⅳ类 Ⅳ类扁山 0.080 0.084 0.068 1.93 1.93 1.679.010.29.8 Ⅳ类 Ⅳ类 Ⅳ类东洞庭湖 0.084 0.068 0.061 1.92 1.66 1.779.211.17.6 Ⅳ类 Ⅳ类 Ⅳ类岳阳楼 0.085 0.084 0.067 2.10 1.83 1.688.79.47.9 Ⅳ类 Ⅳ类 Ⅳ类出湖口 出湖口0.097 0.078 0.064 2.09 1.78 1.668.69.49.0 Ⅳ类 Ⅳ类 Ⅳ类全湖0.089 0.074 0.0602.001.831.638.49.17.9 Ⅳ类 Ⅳ类 Ⅳ类图2 洞庭湖入湖口、湖体、出湖口TN 、TP 年均浓度分布 图3 洞庭湖入湖口、湖体、出湖口TP 年均浓度变化趋势图4 洞庭湖入湖口、湖体、出湖口TN 年均浓度变化趋势 图5 洞庭湖入湖口、湖体、出湖口COD 年均浓度变化趋势0.0200.0400.0600.0800.1000.1200.1400.1600.180T P /m g /L2014201720201.001.502.002.503.00T N /m g /L 2014201720204.06.08.010.012.014.0C O D /m g /L20142017202054 湖南理工学院学报(自然科学版) 第36卷2.1.2 水环境质量现状与变化趋势2020年入湖口、湖体和出湖口断面水质类别见表2. 洞庭湖5条入湖河流断面水质类别均为Ⅱ类, 洞庭湖湖体和出湖口11个断面中除小河嘴断面为Ⅲ类外, 其余10个断面均为Ⅳ类. 其中, 5个入湖口断面Ⅰ~Ⅲ类水质断面比例为100.0%, 总体水质为优. 湖体和出湖口11个断面中Ⅲ类和Ⅳ类水质断面比例分别为9.1%和90.9%, 总体水质为轻度污染.2020年各断面水质类别与2017年相同, 与2014年相比较, 2020年水质类别除马坡湖由Ⅱ类变为Ⅲ类和南嘴由Ⅴ类变为Ⅳ类外, 其他断面水质类别均未发生改变. 入湖河流总体水质为优和湖体总体水质为轻度污染的状况也没有变化.洞庭湖各水域综合营养状态指数分布与变化趋势见表3. 2020年洞庭湖全湖综合营养状态指数TLI(∑)为49.6, 属中营养; 各断面综合营养状态指在43.2 ~ 50.1之间. 西、南洞庭湖区域处于中营养水平; 东洞庭湖区域的东洞庭湖断面综合营养状态指数为50.1, 属中轻度富营养水平, 其他10个断面的综合营养状态指数均低于50, 处于中营养水平.与2014、2017年相比, 西洞庭湖、南洞庭湖区域断面综合营养状态指数均小于50, 处于中营养水平,状态未发生变化, 东洞庭湖区域2014年各断面综合营养状态指数均小于等于50, 处于中营养水平, 2017年扁山、东洞庭湖断面综合营养状态指数均大于50, 处于轻度富营养水平.表3 洞庭湖各水域综合营养状态指数分布与变化趋势湖区 西洞庭湖 南洞庭湖东洞庭湖断面名称 南嘴 蒋家嘴 小河嘴 万子湖横岭湖虞公庙鹿角扁山东洞庭湖 岳阳楼 洞庭湖出口2014年TLI(∑) 48.8 44.3 45.1 46.046.347.247.948.650.0 49.3 49.5 营养状态 中营养 中营养 中营养 中营养中营养中营养中营养中营养中营养 中营养 中营养2017年 TLI(∑)47.2 43.8 43.8 46.247.046,648.550.150.1 49.8 50.5营养状态 中营养 中营养 中营养 中营养中营养中营养中营养轻度富营养轻度富营养中营养轻度 富营养 2020年TLI(∑) 49.2 46.3 43.2 43.946.246.248.848.250.1 48.9 48.7 营养状态 中营养 中营养 中营养 中营养中营养中营养中营养中营养轻度富营养 中营养 中营养2.2 洞庭湖污染来源与特征输入洞庭湖污染负荷总量包括湖区工业源、农业源、生活污染源污染物排入量、四水三口上游河流的入湖量、大气降水、船舶航运排放的污染物, 见表4.由表4可知, 2014年入洞庭湖TN 、TP 、COD 负荷总量分别为56.45×104 t 、26.97×103 t 、280.01×104 t. 其中, 入湖河流TN 、TP 、COD 通量分别为49.93×104 t 、21.23×103 t 、242.11×104 t, 分别占入湖总负荷的88.4%、78.7%、86.5%.表4 2014年洞庭湖输入的主要污染物TN 、TP 、COD 污染负荷组成特征污染来源 TN / 104 t占比 / % TP / 103 t 占比 / % COD / 104 t 占比 / %工业源 工业废水 0.53 0.9 0.10 0.4 2.85 1.0 农业源农田径流 0.58 1.0 0.35 1.3 − −畜禽养殖 2.22 4.0 3.25 12.1 21.77 7.8 水产养殖0.33 0.6 0.58 2.1 3.17 1.1 生活源城镇生活 1.29 2.3 0.92 3.4 8.18 2.9 农村生活0.57 1.0 0.50 1.8 1.91 0.7 污染源入湖负荷合计5.52 9.8 5.7 21.1 37.88 13.5 大气降水 1.00 1.8 0.037 0.2 − −航道航运 0.003− 0.002 − 0.018 −入湖通量 49.93 88.4 21.23 78.7 242.11 86.5 入湖总负荷56.453 100 26.969 100 280.008 100第3期彭娴, 等: 洞庭湖水环境质量状况与污染来源影响分析 55如图6所示, 入洞庭湖COD通量以沅江(32.5%)、湘江(23.7%)、松滋(17.1%)为主, 占入湖总通量的73.3%; 入洞庭湖TN通量以湘江(30.7%)、沅江(29.0%)、松滋(14.7%)为主, 占入湖总通量的74.4%; 入洞庭湖TP通量以沅江(34.4%)、松滋(28.7%)、湘江(18.1%)为主, 占入湖总通量的81.2%.湖区工业、农业、生活污染源主要污染物入湖负荷TN 5.52×104 t、TP 5.7×103 t、COD 37.88×104 t, 分别占入湖总负荷的9.8%、21.1%、13.5%. 主要来源于畜禽养殖、城镇生活污水, 两种污水中TN、TP、COD 分别占入湖总负荷的6.3%、15.5%、10.7%. 洞庭湖大气降水、船舶航运排放的污染物占入湖总负荷的比例甚微, 其污染负荷TN占比仅为1.8%, TP占比仅为0.2%.图6 四水、三口入洞庭湖主要污染物通量分布2.3 洞庭湖输入污染源对水环境的影响分析目前, 洞庭湖的TN和TP均出现超标, 营养状态总体处于中营养水平, 局部区域中东洞庭湖区呈轻度富营养状态[3~5]. 尽管湖南省政府采取了大量措施控制水质污染, 在大力推动洞庭湖生态环境综合治理等方面取得了积极成效, 洞庭湖TN、TP浓度有所下降, 但是洞庭湖水环境质量尚未得到根本性改善, 水生态健康状况仍然令人担忧. 从入湖污染负荷构成方面来看, 四水、三口水系输入洞庭湖TN 49.93×104 t、TP 21.23×103 t, 分别占入湖负荷总量的88.4%、78.7%, 是洞庭湖污染物的主要来源. 其中, 湘江、沅江、松滋河径流量大, 氮磷含量较高, 输入洞庭湖TN 37.12×104t、TP 17.24×103 t, 分别占入湖负荷总量的65.7%、63.9%, 是影响洞庭湖水质的主要入湖河流. 入湖河流污染物通量(总量)作为湖泊污染负荷重要来源, 其入湖量的大小不仅影响湖泊的换水周期和自净能力, 而且在一定程度上对湖泊水质状况起着决定性作用[14], 体现为若入湖河流氮磷含量较高, 则对洞庭湖湖体水质有不利的影响; 相反, 若入湖河流氮磷含量低, 则对洞庭湖湖体水质有改善的作用. 根据洞庭湖水系分布, 松滋、澧水入西洞庭湖, 沅水、资水入南洞庭湖, 湘江入东洞庭湖. 2014、2017、2020年松滋入湖口TN、TP浓度高于西洞庭湖, 湘江入湖口TN、TP浓度高于东洞庭湖, 资水入湖口TN高于南洞庭湖, 对洞庭湖水质有不利影响; 2014、2017、2020年资水TP浓度低于南洞庭湖, 2017、2020年沅水TN浓度低于南洞庭湖, 对洞庭湖水质有改善作用. 因此, 加强对入湖河流流域污染源的治理尤为重要.三峡工程运行后, 洞庭湖出现枯水期水位抬升、汛期洪水位降低、减缓淤积的正向效应, 亦出现枯水期提前和延长、秋旱加剧、含沙量减少、透明度增加等现象[4,5,15]. 同时三口来水来沙量减少也使TN、TP 等污染物滞留系数增大, 湖水透明度增加, 藻类光合作用增强, 藻类更易于生长和繁殖, 在一定程度上增加了湖泊富营养化和水华风险.本地流域污染源工业结构性水污染明显, 农村乡镇生活污水处理能力不足, 对局部水域水质的影响比较明显. 虽然本地流域污染源输入洞庭湖氮磷污染负荷分别为5.52×104t、5.70×103 t, 只占入湖负荷总量的9.8%、21.1%, 但其输入洞庭湖后会进一步加剧洞庭湖水质污染, 同时增加洞庭湖富营养化风险.由于洞庭湖水体大气降水、航道航运污染负荷TN占比仅为1.8%, TP占比仅为0.2%, 故可知其对洞56 湖南理工学院学报(自然科学版) 第36卷庭湖水环境的影响甚微. 因此对洞庭湖污染的控制, 在主要加强控制入湖河流输入污染物通量的同时, 不能忽视湖区工业、生活污染源及农业面源(尤其是畜禽养殖污染)的影响.3 结束语2020年洞庭湖水体主要污染因子为TN、TP, 入湖河流断面水质类别为Ⅱ类, 总体水质为优; 湖体和出湖口11个断面除小河嘴断面为Ⅲ类外, 其余10个断面均为Ⅳ类, 总体水质为轻度污染. 2020年东洞庭湖区域的东洞庭湖断面属轻度富营养水平, 其他断面属中营养水平. 与2014、 2017年相比较, 入湖河流总体水质为优和湖体总体水质为轻度污染的状况没有变化, 西、南洞庭湖区域为中营养水平的状况也未发生变化.2014年输入洞庭湖TN、TP、COD负荷总量分别为56.45×104 t、26.97×103 t、280.01×104 t. 以入湖河流污染物通量为主, 分别占入湖总负荷的88.4%、78.7%、86.5%. 其中, 入湖COD、TN、TP通量又以沅江、湘江、松滋为主, 分别占入湖总通量的73.3%、74.4%、81.2%.四水、三口入湖河流污染物通量是洞庭湖污染物输入的主要来源, 对洞庭湖水质状况起决定性作用; 大气降水、航道航运污染对洞庭湖水环境的影响甚微; 本地流域污染源对局部水域的影响比较明显, 其氮磷输入进一步加剧了洞庭湖水质污染, 同时也增加了洞庭湖水质富营养化风险.参考文献:[1]田琪, 李利强, 欧伏平, 等. 洞庭湖氮磷时空分布及形态组成特征[J]. 水生态学杂志, 2016, 37(3):19−25.[2]王伟, 卢少勇, 金相灿, 等. 洞庭湖沉积物及上覆水体氮的空间分布[J]. 环境科学与技术, 2010, 33(12F): 6−10.[3]黄代中, 万群, 李利强, 等. 洞庭湖近20年水质与富营养化状态变化[J]. 环境科学研究, 2013, 26(1): 27−33.[4]王琦, 欧伏平, 张雷, 等. 三峡工程运行后洞庭湖水环境变化及影响分析[J]. 长江流域资源与环境, 2015, 24(11): 1843−1849.[5]吴可方, 欧伏平, 王丑明. 东洞庭湖秋季氮磷营养盐结构及水华风险分析[J]. 人民长江, 2018, 49(23): 21−26+73.[6]田泽斌, 王丽婧, 李小宝, 等. 洞庭湖出入湖污染物通量特征[J]. 环境科学研究, 2014, 27(9): 1008−1015.[7]吴丁, 方平, 李照全, 等. 东洞庭湖区芦苇群落生长对水质的影响[J]. 湖南理工学院学报(自然科学版), 2022, 35(1): 63−68.[8]秦迪岚, 罗岳平, 黄哲, 等. 洞庭湖水环境污染状况与来源分析[J]. 环境科学与技术, 2012, 35(8):193−198．[9]方平, 李照全, 庄琼华, 等. 2018—2022年洞庭湖水质变化趋势分析[J]. 湖南理工学院学报(自然科学版), 2023, 36(2): 50−55.[10]郭晶, 连花, 李利强, 等. 洞庭湖水质污染状况及主要污染物来源分析[J]. 水生态学杂志, 2019, 40(4): 1−7.[11]朱丹丹, 陈兆祺, 李照全, 等. 洞庭湖水质污染状况分析及防治对策[J]. 湖南理工学院学报(自然科学版), 2023, 36(2): 56−60.[12]王小治, 尹微琴, 单玉华, 等. 太湖地区湿沉降中氮磷输入量: 以常熟生态站为例[J]. 应用生态学报, 2009, 20(10): 2487−2492.[13]袁正科. 洞庭湖湿地资源与环境[M]．长沙: 湖南师范大学出版社, 2008.[14]许朋柱, 秦伯强. 2001—2002水文年环太湖河道的水量及污染物通量[J]. 湖泊科学, 2005,17(3): 213−218.[15]张细兵, 卢金友, 王敏. 三峡工程运用后洞庭湖水沙情势变化及其影响初步分析[J]. 长江流域资源与环境, 2010, 19(6): 640−643.。
消除湖泊水体异味：湖水草清理与水质改善的关系
消除湖泊水体异味：湖水草清理与水质改善的关系湖泊是自然界中重要的水体资源之一，然而，许多湖泊常常遭受着异味的困扰，这给附近居民的生活带来了许多不便和困扰。
因此，消除湖泊水体的异味成为了当地政府和科研人员所关注和探索的问题。
其中，湖水草清理与水质改善之间的关系成为了研究的重点。
湖泊水体异味是由多种因素共同作用导致的，例如水中长期积累的有机物、藻类和细菌等。
这些有机物在湖泊的沉积物中逐渐分解，产生臭气，从而导致水体异味。
同时，湖泊内过多的藻类和细菌繁殖也会加重水体异味的程度。
湖水草清理可以有效地改善湖泊水体的异味问题。
首先，湖水草具有吸附有机物质的作用。
湖泊中长时间积累的有机物质可以被湖水草吸附，并在其体内进行分解和降解，从而减少有机物的堆积和分解所产生的异味。
此外，湖水草还能通过光合作用吸收水中过多的养分，减少藻类和细菌的生长，从而从根本上减少水质异味。
然而，湖水草清理也并非一成不变的解决方案。
湖水草的生长需要适宜的水质条件和养分供应。
如果湖泊水体中的营养物质过少，湖水草无法正常生长，并可能造成水体的富营养化。
另一方面，过多的湖水草也可能堵塞湖泊的水流和氧气交换，破坏水生动植物的生态平衡。
因此，在湖水草清理过程中，需要更科学地控制湖水草的生长和数量。
除了湖水草清理外，对于湖泊水体异味的改善还需要综合考虑其他因素。
首先，定期开展湖泊的水质监测，并进行相应的调查和分析。
通过了解湖泊中各种污染物质和养分的来源，可以有针对性地制定控制措施。
其次，合理控制湖泊周边的人口密度和工业排放，减少污染物的输入。
第三，可以采用生物修复、化学药剂等方法对湖泊进行治理，加快水体的净化和恢复。
最后，公众参与和科普教育也是消除湖泊水体异味的重要环节。
只有增强公众的环保意识和保护湖泊的责任感，才能够形成全社会的共识和共同参与。
政府可以通过开展宣传活动、组织志愿者和学校教育等方式，提高公众对湖泊水体问题的认识和理解。
综上所述，消除湖泊水体异味需要采取综合的治理措施。
水体异嗅的常见原因
水体异嗅的常见原因水体异嗅是指水体中出现的异常气味，常见原因可以分为以下几个方面：1. 自然因素：自然界中的一些物质或生物会产生异味，例如腐败的有机物、湖泊中时常发生的蓝藻暴发等。
某些生物如藻类、细菌、浮游生物在繁殖过程中会产生挥发性有机物，如果水体中这些生物大量繁殖，就会造成水体异嗅。
2. 有机物污染：有机物是水体异嗅的主要来源之一。
例如，城市污水、工业废水、农田灌溉用水中的化学品、石油产品泄漏等都会带来异味。
有机物降解后会产生硫化物、硝化物等挥发性化合物，这些化合物会使水体发出刺激性、腐臭的气味，严重影响水质。
3. 无氧条件：水体中的缺氧导致了底泥中的有机物质通过厌氧分解而产生硫化氢、甲硫醇等有机硫化合物，这些化合物会导致水体发出类似腐败气味的异味。
4. 水质变化：当水体中的化学物质或生物群落发生变化时，也可能导致水体异嗅。
例如，水体中的溶解氧含量下降、pH值的改变、营养盐的富集等都可能引发异味。
5. 病原体污染：水体中若存在细菌、病毒等病原体，可能产生特有的异味，这种异味通常会让人感到不适甚至危害健康。
为了解决水体异嗅问题，可以采取以下措施：1. 增加曝气设备：曝气设备可以增加水体中的氧气供应，改善水体的氧化还原条件，有助于减少无氧分解反应，阻止产生异味物质的形成。
2. 控制有机物排放和污染防治：对于城市污水、工业废水等污染源，应严格控制有机物排放，并进行适当的处理。
在建设工业厂区时，应严格遵循环境保护要求，减少有机物的污染。
3. 加强监测和管理：对于水体异嗅问题，应及时开展监测和分析，了解污染源和异常水质的具体情况，采取相应的管理措施。
4. 增加水体自净能力：通过增加植物、改善生态环境等手段，促进水体的自净能力，尽量避免出现异嗅问题。
5. 加强公众教育与参与：提高公众对水体保护的重要性的认识，加强水资源的合理利用和保护是防止水体异嗅问题的关键。
综上所述，水体异嗅的常见原因包括自然因素、有机物污染、无氧条件、水质变化和病原体污染等。
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环 境 科 学 研 究 Research of Environmental Sciences
Vol． 26 ， No． 1 2013 Jan． ，
2013 ， 26 （ 1 ） ： 1621． 邓绪伟， 陶敏， 张路， 等． 洞庭湖水体异味物质及其与藻类和水质的关系［J］． 环境科学研究， TAO Min， ZHANG Lu， et al． Relationships between odors and algae and water quality in Dongting Lake［J］． Research of Environmental DENG Xuwei， Sciences， 2013 ， 26 （ 1 ） ： 1621．
Fig． 1 Station locations
溶解态的异味物质采用吹扫捕集 （ Eclipse 4660 ， OI 分析仪器公司， 美国 ） － 气相色谱 － 质谱联 GCMS， 用（ P＆T岛津 GCMS － QP2010Plus， 岛津公司， ［21 ］ 日本） 法分析 ． 具体条件： 水样体积 25 mL， 采用高 纯度氮气（ 99. 999% ） 为吹扫气体和气相色谱 － 质谱 联用仪载气， 吹扫流量为 40 mLmin， 吹扫时间为 12 min； 气相色谱仪进样口 270 ℃ ， 总流量 14 mLmin， 柱 流量 1 mLmin， 分流比 10∶ 1 ； 炉温程序为 50 ℃ 保持 2 min， 10 ℃ min升至 150 ℃ ， 5 ℃ min 升至 220 ℃ ． 质 谱离子源温度 200 ℃ ， 接口温度 250 ℃ ， 容积切除时 间 1. 69 min， 电子轰击源（ 70 eV ） ． 选择离子见表 1 ， 其余条件通过仪器自动调谐生成 ． 水中结合态异味物质采用微波辅助吹扫捕集气 GCMS） 法分析［22］． 微波辅助系 相色谱质谱（ MAPTE统由一个 800 W 的微波炉 （ APEX 微波化学工作站， 上海） 构成； 吹扫捕集仪和气相色谱质谱仪配置与溶 解态异味物质测定相同； 吹扫捕集仪程序选择无自动 进样器模式， 脱附不干燥， 烘焙不吹扫模式， 吹扫时间 为 10 min， 其余设置与溶解态异味物质分析中相同． 微波辅助装置处理过程： 100 mL 反应釜模式， 样品加 热至 70 ℃ ， 加热时间为 10 min， 磁搅拌器最大转速与 将 50 mL 吹扫保 持 同 步 工 作； 所 有 的 参 数 确 定 后， 25% 的氯化钠溶液和 5 g 氯化钙加入反应釜 （ 氯化钠
NH3 等［10］． 研究者 于工农业污染直接排放， 如 H2 S 、 一致认为水体及其生态系统中天然异味物质的主要 ［2 ， 5， 7， 11-12 ］ ． 贡献者是 微 生 物， 如 藻 类、 真菌和放线菌 这些微生物的生物量又与水环境因子有重要联系 ， 因 此， 在研究水体中异味物质时， 研究者常会考虑水环
言， 其水体受江流水质、 湖区人口和流域工、 农业影 ［1 ， 18 ］ ． 洞 呈中营养状态， 同时局部营养水平升高 响， 庭湖内优势藻类主要是绿藻、 蓝藻和硅藻， 其中春季 ， ， 以硅 藻 为 主 夏 季 以 蓝 藻 居 多 秋 冬 季 以 绿 藻 为 主 类
［1 ］ ［2 ， 12 ］
图1
采样点分布
［5 ］ ionone （ ββ紫罗兰酮） 〕 最常见 ． 关于这些异味物 ［6-9 ］ ， 少数种类异味物质源 质来源的研究有诸多报道
+ － 3－ N） 、 N） 、 P ） 由微量流动注 ρ（ NH4 ρ（ NO3 ρ （ PO4 射分析仪 （ Skalar － SA1000 ） 测定， ρ （ TSS ） 、 ρ （ TN ） 、 ρ（ TP） 、 ρ （ Chla ） 及 ρ （ COD Mn ） 的测定参考《水和废水 ［19 ］ 监测分析方法 》 ． 水样中浮游植物定性定量分析 20］ ． 方法见文献［
洞庭湖水体异味物质及其与藻类和水质的关系
1， 2 邓绪伟 ，陶 1， 2 敏 ，张 3 路 ，谢 1* 平 ，陈 1 隽 ，张
静
4
1． 中国科学院水生生物研究所，湖北 武汉 430072 2． 中国科学院大学，北京 100049 3． 中国科学院南京地理与湖泊研究所，江苏 南京 210008 4． 华中农业大学水产学院，湖北 武汉 430070 摘要： 以洞庭湖水体中异味物质为研究对象， 开展异味物质调查， 并结合藻类结构、 水质及其营养状况等因素， 深入分析洞庭湖 DMS （ dimethylsulfide， DMTS （ dimethyltrisulfide， cyclocitral （ β异味物质的来源和变化情况 ． 结果表明， 甲硫醚） 、 二甲基三硫醚） 、 βMIB （ 2methylisoborneol， 环柠檬醛） 、 二 甲 基 异 冰 片） 和 GSM （ geosmin， 土 嗅 素） 在 全 湖 广 泛 存 在， 其最高质量浓度分别达到 500. 80 、 28. 80 、 21. 84 、 14. 50 和 22. 40 ngL． 结合与藻类生物量的相关分析发现， 直链藻、 冠盘藻等硅藻可能是洞庭湖中 DMS、 DMTS 和 βcyclocitral 的重要来源， 湖区土壤、 沉积物中的微生物和死亡分解的藻类是 MIB 和 GSM 主要来源． 洞庭湖水体绝大部 分处于中营养水平， 其中东洞庭湖 TLI（ 综合营养状态指数， 为 48. 3 ） 最高， 南洞庭湖（ 为 47. 3 ） 其次， 西洞庭湖（ 为 42. 7 ） 最低． 异 pH、 味物质含量和水质的相关分析发现， 异味物质质量浓度与 TLI、 水温、 ρ（ DO） 、 ρ（ TN） 和 ρ （ COD Mn ） 显著相关， 说明水质对异味 物质含量有重要影响． 关键词： 洞庭湖； 异味物质； 藻类； 水质营养 中图分类号： X524 文献标志码： A 文章编号： 1001 － 6929 （ 2013 ） 01 － 0016 － 06
第1 期
邓绪伟等： 洞庭湖水体异味物质及其与藻类和水质的关系
17
［2 ］ 酸 及 其 代 谢 物 等 ． 其 中 硫 醚 类 以 DMS （ dimethylsulfide， DMDS （ dimethyldisulfide， 甲 硫 醚） 、
二甲基二硫醚 ） 和 DMTS （ dimethyltrisulfide， 二甲基三 ［3-4 ］ ； 萜类以 MIB （ 2methylisoborneol， 硫醚 ） 最常见 二 GSM （ geosmin， 甲基异冰片 ） 、 土嗅素 ） 和胡萝卜素降 cyclocitral （ β解产 物〔主 要 包 括 β环 柠 檬 醛） 和
［1 ］
基金项目： 国家科技基础性工作专项（ 2006FY110600 ） dxwwhu@ 163． com． 作者简介： 邓绪伟（ 1985 － ） ， 男， 湖北潜江人， * 责任作者， 谢平（ 1961 － ） ， 男， 湖北洪湖人， 研究员， 博士， 博导， 从事 xieping@ ihb． ac． cn 湖泊生态学研究，
［13-14 ］ ． 一般认为湖泊富营 境因子与异味物质的关系 养化导致了蓝藻水华， 而蓝藻水华能够导致大量 MIB
； 水温、 pH 和 ρ （ DO ） ． 就洞庭湖而 等会直接影响异味物质的浓度 和 GSM 等异味物质的释放
［13 ， 16-17 ］
［7 ， 15 ］
注： 东洞庭湖采样点为 1 ～ 13 号， 南洞庭湖采样点 为 14 ～ 22 号， 西洞庭湖采样点为 23 ～ 30 号．
Relationships between Odors and Algae and Water Quality in Dongting Lake
2 2 DENG Xuwei1， ，TAO Min1， ，ZHANG Lu3 ，XIE Ping1 ，CHEN Jun1 ，ZHANG Jing4
1． Institute of Hydrobiology，Chinese Academy of Sciences，Wuhan 430072 ，China 2． Graduate University of Chinese Academy of Sciences，Beijing 100049 ，China 3． Nanjing Institute of Geography and Limnology，Chinese Academy of Sciences，Nanjing 210008 ，China 4． College of Fisheries，Huazhong Agricultural University，Wuhan 430070 ，China Abstract： The Dongting Lake is the second largest freshwater lake in China． It is for the first time to study on the taste and odor compounds in the lake． Five chemical compounds，dimethylsulfide （ DMS ） ，dimethyltrisulfide （ DTMS ） ，2methylisoborneol （ MIB ） ， cyclocitral，and geosmin （ GSM ） were detected and the highest concentrations of these compounds were 500. 80 ，28. 80 ，21. 84 ， β14. 50 ，and 22. 40 ngL， respectively． DMS， DMTS and βcyclocitral were closely related to Melosira andor Stephanodiscus in Bacillariophyceae． This suggested that these algae probably were the sources of DMS， DMTS， and βcyclocitral in the Dongting Lake． The particlebound MIB and GSM were not detected，which suggested that MIB and GSM were probably produced by microorganisms in sediment，the soil around Dongting Lake or the rotten algae． The trophic state of the Dongting Lake is mesotrophication with TLI of three regions between 42. 7 and 48. 3． The concentrations of these five odors were directly influenced by the water environmental factors． Key words： Dongting Lake； odorants； algae； water trophic state