洞庭湖水环境监测方案.docx
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洞庭湖水环境监测方案
洞庭湖的水环境监测与评价报告
第一章纲要
一．监测目的
二．洞庭湖水环境的资料搜集
三．水环境监测方案
四．监测结果和分析
第二章主要内容
一．监测目的
1.掌握水质监测的制定方式；
2.学会监测断面的选择及优化方式；
3.通过对洞庭湖的地表水质监测，了解洞庭湖的水环境现状。
二．洞庭湖水环境的资料搜集
1.地质与地貌
洞庭湖是燕山运动断陷所形成，第四纪至今，均处于振荡式的负向运动中，形成东、南、西三面环山，北部敞口的马蹄形盆地，西北高，东南低，盆缘有桃花山，太阳山、太浮山等500米左右的岛状山地突起，环湖丘陵海拔在250米以下，滨湖岗地低于120米者为侵蚀阶地,低于60米者为基座和堆积阶地；中部由湖积、河湖冲积、河口三角洲和外湖组成的堆积平原，大多在25-45米，呈现水中国五大淡水湖之一，长江中游重要吞吐湖泊。
湖区位于荆江南岸，跨湘、鄂两省，介于北纬28°30′-30°20′，东经110°40′-113°10′，湖面海拔平均33．5米，其中西洞庭湖35-36米，南洞庭湖34-35米，东洞庭湖33-34米，平均水深6-7米，最深处30.8米，总面积约2691平方千米，其中西洞庭湖345平方千米，南洞庭湖917平方千米，东洞庭湖1478平方千米，湖水蓄量178亿立方，湖区面积万平方千米，还有内湖1200平方千米。
在湖南省北部、长江南岸，北有松滋、太平、藕池、调弦4口（1958年堵塞调弦口）引江水来汇，南和西面有湘江、资水、沅江、澧水注入。
湖水经城陵矶排入长江。
通常年分4口与4水入湖洪峰彼此错开。
2.气候与水温
湖区年均温℃，1月℃，绝对最低温℃（临湘1969年1月31日）。
7月29℃左右，绝对最高温℃（益阳）。
无霜期258-275天。
年降水量1100-1400毫米，由外围山丘向内部平原减少。
4-6月降雨占年总降水量50％以上，多为大雨和暴雨；若遇各水洪峰齐集，易成洪、涝、渍灾。
洞庭湖北有分泄长江水流的松滋、太平、藕池、调弦（1958年堵口）四口；东、南、西三面有湘、资、沅、澧等水直接灌注入湖，形成不对称的向心水系，水量充沛，年径流变幅大，年内径流分派不均，汛期长而洪涝频繁。
城陵矶连年平均径流量3126亿立方米，最大年径流量（1945年）5268亿立方米，最小年径流量（1978年）1990亿立方米。
汛期（5-10月）径流量占年均径流量的75％；其中四口1164亿立方米，占汛期径流总量％。
洞庭湖水位始涨于4月，7-8月最高，11月-翌年3月为枯水期。
连年最大水位变幅，岳阳达米。
1954年长江中游出现特大洪水，洞庭湖尚能削减洪峰，显示湖泊调蓄功能。
但是，众水汇聚湖中，仅有城陵矶一口流出，洪水停蓄时刻长，泥沙大量沉积，连年平均入湖泥沙亿立方米,其中来自长江的达亿立方米，占％，来自四水的亿立方米，占18％，而城陵矶输出量只占入湖泥沙量的％，淤积在洞庭湖的泥沙占入湖泥沙总量的％，达亿立方米。
3.水体水文的情形
利用洞庭湖水文观测站、环境监测站和实地考察资料，分析了洞庭湖湿地对水污染的净化功能。
结果表明：
每一年输入湿地TN670132．47t，TP41103．85t；输出与净化TN116033．27t，TP6892．25t；贮留净化率别离为17．31％和16．77％；COD输入317849．26t，输出3072641．97t，贮留净化率3．086％；重金属元素、有污染的无机和有机化合物输入量i0156．616t，输出量9732．775t，贮留净化率4．36％；在输入洞庭湖湿地的污染物中，有54．76％N，44．30％P，81．83％COD和95．59％重金属元素和化合物来自四水（湘、资、沅、澧4条江河）和三口（长江分洪流人的松滋、藕池和太平3口），有94％-99％的污染物是由面源污染引发，点源污染只占1％-6％，因此，在洞庭湖湿地水污染的治理上，控制系统外水系输入比控制湿地周边更重要，控制面源污染比点源污染更重要。
于2003—2004年在洞庭湖湖区收集沉积物样品700个，测定了沉积物中As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn的含量，并用地积累指数方式和主成份分析法对沉积物中的重金属污染状况进行了评价和分析．结果显示，洞庭湖各子湖区沉积物中Cd、Cr、Cu、Pb、zn的平均含量都属于国家土壤二级标准，As、Hg、N漏于国家土壤一级至二级土壤标准；在南洞庭湖与东洞庭湖人湖河流的三角洲的前缘是沉积物重金属积累最高的地址，而在西洞庭湖人湖河流三角洲的后缘沉积物重金属含量比前缘高．采用综合地积累指数法对洞庭湖各子湖区沉积物进行评价，结果表明：
南洞庭湖（重污染）〉东洞庭湖（偏重污染）〉西洞庭湖（中度污染）〉大通湖（中度污染）〉城陵矶（轻度污染）．采用主成份分析法对洞庭湖各子湖区沉积物进行分析，结果表明：
南洞庭湖与东洞庭湖第一主成份奉献率别离为55．22％、56．86％，主要支配As、cd、Hg、Pb、zn的载荷，而第二主成份奉献率别离为30．04％、33．11％，主要支配Cu、Cr、Ni的载荷；西洞庭湖、大通湖和城陵矶因沉积物重金属来源不同，主成份分析结果相差较大．
洞庭湖流域磷污染十分严峻而重金属浓度较低，除Cu外，其它重金属连年最高浓度均低于国家Ⅱ类水质标准；
（2）水体污染情形有逐年上升趋势，除TN外，其它各污染物数量的增加速度都超级大；（3）点源污染对洞庭湖流域水污染奉献较大，枯水期各污染物浓度均较丰、平水期高。
结合国外研究取得的重金属毒性系数，引入外推法取得TN，TP的毒性危害系数，将之应用到洞庭湖流域水体污染物的风险分析中，得出TP风险仍是对洞庭湖流域的污染风险奉献率最大的污染物，而TN，Zn的污染风险相对较小；君山处的污染风险较大，已对其周边生态系统产生了潜在的生态风险，而流域内其它各监测点的风险值偏低。
按照1991—2000年对洞庭湖的水质监测，分析洞庭湖的水质现状，并对洞庭湖环境转变所产生的水质转变和进展趋势进行了分析，提出了一些保护水质的试探和建议。
结果表明，洞庭湖十年水质综合指数为0．4301，属轻度污染；主要的污染指标为TN、TP、CODMn；营养类型为中—富、富营养型两种。
“十五”期间，洞庭湖所设的10个监测断面监测结果均未达到三类水质标准。
2005年，各监测断面水质监测结果均为五类。
4.洞庭湖周围的污染源状况
2005年湖区造纸行业排放废水亿吨，占全省工业废水排放量的%；排放化学需氧量万吨，占全省重点行业排放化学需氧量的%。
岳阳、常德、益阳三市共有造纸厂234家，其中环洞庭湖区造纸企业101家，散布在三个市的19个县、市、区。
湖区25家制浆造纸企业中，仅岳阳纸厂和沅江纸厂有碱回收设施，其他有环保设施的造纸企业，由于运行本钱高没有运行，均将造纸黑液直排洞庭湖。
三．水环境监测方案
1.按照监测目的，结合水的类型，水文，气象，环境等自然特征肯定以下断面和监测项目。
在各入湖河道及湖中设置了13个常规监测断面（表1），分季进行监测。
按照连年监测的结果，选取COD、BOD五、NH3一N、酚和汞等五个有代表性的指标为评价参数，采用国家地面水环境质量三级标准为评价标准（表2）。
表1洞庭湖水质监测断面的设置
序号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
断面名称
万子湖
阮江
横岭湖
半边湖
目平湖
小河咀
肖家湾
牛望咀
茅草街
大湾
濠河口
占鱼口
扇山
代表水域
南
洞
庭
西
洞
庭
淞里河道
里
水
洪道藕池口
资江
湘
江
东洞庭
表2评价标准（mg/l）
标准化值
参数
COD
BOD5
NH3-N
酚
汞
级别1
2
1
级别2
4
3
级别3
6
5
1
表3洞庭湖各项指标（1986-1988）的平均值（mg/l）
评价标准
COD
BOD5
NH3-N
酚
汞
平均值
由表3对照表2能够看出，洞庭湖水质为二级标准，对洞庭湖造成主要影响的污染物是NH3—N和COD，洞庭湖水质污染主如果有机污染物。
将各断面参评指标的平均值用地表水二级标准进行标准化处置，得表4（公式为
，Aik，Ajk表示第i和第j个样品的K项指标变量的参数值，i≠j）
表4各断面参评指标的标准化
标准化值
参数
COD
BOD5
NH3-N
酚
汞
断面号1
断面号2
断面号3
断面号4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
表5各断面权重值及权系数
断面号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
入值
权系数
表6各参评指标的入值和权系数
参评指标
COD
BOD5
NH3-N
酚
汞
入值
权系数
由表5和表6可求得各断面的权重系数，累加得表7。
表7各断面权系数的依次累加
断面号
11
12
7
13
10
8
9
1
5
2
6
3
4
累计值
为了保证优化断面的代表性，还应考虑经济性，尽可能减少断面，对同一水系的入湖河口或水域设置一个断面最适合。
由而以湘江入湖控制断面的11和12应减少一个，代表南洞庭湖的水质1和2也应减少一个，且6，3，4应代表湖的整体水质状况（信息量在以上），又取得优化结果为表8。
表8各水质断面优化结果
断面序号
1
5
7
8
9
10
11
13
14
断面名称
万子湖
目平湖
肖家湾
牛望咀
茅草街
大
湾
濠河口
肩
山
坡
头
代表水域
南洞庭
西洞庭
淞里洪道
里
水
洪道藕池口
资
江
湘
江
东洞庭
元
水
监测项目的分析方式及最低检出限
序
号
监测
项目
预处理
方法
分析
方法
方法来源
检出下限（mg/l）
1
COD
库仑滴定法
环境监测（第三版）
3
2
BOD5
五天培养法
2
3
NH3-N
取250mL水样移入凯式烧瓶中，加数滴溴百里酚蓝，用NaOH溶液调节至pH为7左右，+轻质氧化镁+数颗玻璃珠，立即连接氮球和冷凝管，导管下端插入吸收液液面下。
加水蒸馏，馏出液达到200ml时停止，定容到250ml.
取馏出液，加入50ml比色皿中，家一定量1mol/L的氢氧化钠+酒石酸钾钠溶液+纳式试剂，混匀，在420nm波长下比色，用标准法标定。
4
酚
量取250ml水样于蒸馏瓶中，加数粒小玻璃珠，加2滴甲基橙指示液，用磷酸调节至pH4,加硫酸铜。
酚类化合物在左右的介质中，在铁氰化钾的存在下，与4氨基安替吡林反应，生成橙红色的吲哚酚安替吡林染料，在510nm波长处最大吸收，用比色法定量。
5
汞
取适量水样+适量硫酸和5%高锰酸钾溶液，混匀后加热煮沸，冷却，滴加盐酸羟胺溶液破坏过量的高锰酸钾。
去预处理后的水样+双硫腙溶液后用三氯甲烷萃取，再+碱溶液洗去萃取液中过量的双硫腙，于485nm处测定吸光度，用标准法定量。
2.采样时刻及方式
（1）2-3天对已选定的水域持续采样分析，天天每一个水质参数采一个样。
（2）采样前奏
a.采样器的选择
b.用洗涤剂，自来水，10%的硝酸和盐酸，蒸馏水洗净，采样前应润洗采样器。
c.水样维持，采样体积
维持器及保留技术表
序号
监测项目
采样器
保存技术
保存器
采样量及保存期
1
COD
简
易
采
样
器
加HgcCl2，H2SO4至pH<2,4°C
G
500ml,48h
2
BOD5
4°C,避光
溶解氧瓶
500ml,6h
3
NH3-N
H2SO4,使pH<2,4°C
P或G
500ml,24h
4
酚
用H3PO4使pH<2，加抗坏血酸，4°C,避光
G
500ml,24h
5
汞
加入硝酸至pH<1，和K2CrO7（%）
P或G
500ml,14h
（3）样品保留
（4）底质监测断面的位置和水质监测断面重合，采样点在水质采样点下方。
取回的泥应放在-20—40°C的冷冻室中保留，后经脱水-筛分，后分解，再检测。
四．监测结果和分析
1.透明度和悬浮物
茅草街和四平湖四季皆浊3，透明度在15-20厘米左右，湘江次之，阮水和资水透明度70厘米以上。
2.电导率
全湖枯水期在120-160丰水期在180-240之间，长江来水高于200，湘江濠河口周围水域在200左右，儿其他水域的电导率都不很高，全湖电导率年均值的高低顺序为：
长江水、东洞庭湖、南洞庭湖、湘江、阮水、资水。
3.水温、酸碱度及含氧量
水温连年平均值为°C，转变范围在°C之间，澧水°C，南洞庭湖°C，东洞庭湖7-26°C，湘江°C，各水域年水温相差不大，全湖pH值呈弱碱性，连年平均值为，最高达.湖水含氧量丰硕，连年均值为L。
4.监测结果及评价
水质监测结果记录表及评价（mg/l）
监测项目
COD
BOD5
NH3-N
酚
汞
样品数
174
174
174
174
174
浓度范围
平均值
GB3838-2002三类水质标准
<6
<5
<1
<
<
超标率（%）
0
0
水质类别
三类
三类
三类
二类
二类
由以上数据对洞庭湖进行分析判断水质已达到三级水质标准。
底泥监测结果记录表及评价（mg/kg）
特征值
监测项目
铜
铅
锌
镉
镍
样品数
13
13
13
13
13
浓度范围
平均值
背景值范围
均值
由此可知洞庭湖的底泥中存在大量的重金属，且已经超过背景值，其中以镉的污染最大，说明洞庭湖的水环境问题堪忧。
5.整体说明
由以上数听说明，洞庭湖的水质在进一步恶化，但整体水质维持良好，不过咱们不要因为良好而继续咱们的节拍，从过去的几年来，说明洞庭湖的环境并非是一个好的偏向，所以咱们还要尽力保护她，因为水质好的原因是由于洞庭湖是过水性湖泊，流量大、溶解氧高、污染物质未在湖内停留和叠加等有利作用，才未造成水质恶化的严峻后果。
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