【摘 要】
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湖泊是维持区域水平衡、保护生物资源和生物多样性的极为重要的场地之一。高邮湖是江苏省内的重要淡水湖,分属于四个区县管辖,其众多入湖河流对湖区水质产生不同程度的影响。氮磷污染是导致湖泊富营养化的重要因素,高邮湖长期存在总磷超标现象。因此,当前加强对高邮湖流域的水质管理,尤其是控制氮磷污染物的浓度是一项极为重要的环境管理任务。本论文通过对高邮湖水质连续四年的长期监测,对高邮湖及其出入湖河流水质在时间和空
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湖泊是维持区域水平衡、保护生物资源和生物多样性的极为重要的场地之一。高邮湖是江苏省内的重要淡水湖,分属于四个区县管辖,其众多入湖河流对湖区水质产生不同程度的影响。氮磷污染是导致湖泊富营养化的重要因素,高邮湖长期存在总磷超标现象。因此,当前加强对高邮湖流域的水质管理,尤其是控制氮磷污染物的浓度是一项极为重要的环境管理任务。本论文通过对高邮湖水质连续四年的长期监测,对高邮湖及其出入湖河流水质在时间和空间上的差异进行了探究。针对高邮湖的总磷超标问题,对入湖河流及湖泊内部氮磷的不同污染源类型进行识别,计算了各污染源类型对湖区氮磷的贡献率。通过底泥和围网养殖区水质的监测,探究了内源污染和渔业养殖对高邮湖水环境质量的影响。最后,将相关研究结果与高邮湖的现实条件和管理状况结合进行讨论,提出高邮湖水质管理相关的若干污染防治措施建议,为后续水质改善及保护提供理论依据。本研究的主要结论如下:(1)在高邮湖的若干入湖河流和湖心区,绝大部分污染物,如高锰酸盐指数、溶解氧、总氮等均已达到地表水环境质量标准,总磷在绝大多数月份也能到到地表水总磷Ⅲ类标准,甚至在个别月份能达到湖库总磷Ⅲ类标准,但在7~10月总磷存在高值,出现不达标的情况。2021年王桥河总磷污染最严重,年均总磷浓度为0.13mg/L,铜龙河次之。2022年白塔河总磷污染最严重,年均总磷浓度为0.12mg/L。从入湖河流所属的区域来看,天长片区的入湖河流污染情况最为严重,宝应片区次之,金湖片区较轻。(2)高邮湖湖区水质受到高邮湖入湖河流水质的重要影响,具体表现为高邮湖总氮、总磷浓度变化趋势与入湖河流总氮、总磷变化趋势基本一致,入湖河流总磷均值与湖心区总磷每月浓度的相关系数为0.29,在98%的置信区间下,两者显著正相关。在所有的入湖河流中,白塔河对湖心区总磷浓度的贡献率最大。(3)根据绝对主成分-多元线性回归分析的结果,可以将高邮湖的污染物已知来源简单的概括为我们将高邮湖的氮磷污染来源划分成了以下5类:生活面源、农业面源、城镇面源、气象因子和底泥,这五类污染来源的代表成分分别为总磷、总氮、COD、氨氮-总磷、溶解氧-pH,此外污染物来源还包括一个未知源,结合实际情况和文献调研结果在这里我们将未知源认定为内源污染。进一步通过多元线性回归计算贡献率,发现农业面源污染对总氮和总磷指标都有着极大的贡献率,达到了近70%。气象因子对总氮贡献率更大,城镇面源对总磷贡献更大,此外生活面源和底泥对总氮和总磷也有一定贡献率,但是影响小于以上三种。进一步通过多元线性回归计算贡献率,发现农业面源污染对总氮和总磷指标都有着极大的贡献率,达到了近70%。气象因子对总氮贡献率更大,城镇面源对总磷贡献更大,此外生活面源和底泥对总氮和总磷也有一定贡献率,但是影响小于以上三种。(4)围网养殖区水体的总磷浓度在8~10月份较高,推测可能是水体总磷在该时段较高的原因之一,围网养殖区的总氮浓度则在9月份较高。两次底泥检测结果显示,2021年5月和7月高邮湖底泥总磷含量分别为0.06 mg/kg和0.12 mg/kg,底泥总氮含量分别为0.50mg/kg和1.36mg/kg。这进一步解释了水体总磷浓度在7~10月份较高的原因,上游来水变多以及其本身携带的磷污染造成水质总磷浓度升高。水体交换迅速,进一步扰动底泥,底泥会释放出磷元素,总体造成底泥中总磷的升高。(5)鉴于高邮湖流域水体污染的时空差异特性、氮磷等重点污染物来源的多样性复杂性等,建议环境管理部门整合现有监测断面,建立湖区水环境监测的长效机制;建立多部门联合管理体制,规范化管理湖泊流域;加大氮磷重点污染源的治理,严格控制污染物排放总量。
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