洱海近十年的水质状况及污染源分析

◇朱慧旸

北京理工大学 生命学院，北京 100081

摘 要：洱海是形成于冰河时代末期的高原淡水湖，湖水主要依靠大气降水和入湖径流补给。近十年洱海流域的可饮用水基本占60%，个别年份可高达78%。洱海的主要补给河流有罗时江等7条河流，但其水质大多为Ⅴ类。在降雨量多的时节，由于补给河流的水质富营养化，洱海水质会由Ⅱ类降至Ⅲ类。洱海水污染的主要来源是农业源和生活源，二者合起来的COD排放量占总排放量的73%，氨氮排放量更高达99%。因此，加大对生活源和农业源污水排放的管理以及后处理将有力缓解洱海湖区的净化压力。

关键词：洱海；水质状况；污染源

1.前言

洱海是云南省大理白族自治州最大的淡水湖泊，湖水主要依靠大气降水和入湖径流补给，其形成于冰河时代末期，成因主要是沉降侵蚀，属构造断陷湖。洱海的面积虽小于滇池，但由于水位深，蓄水量却比滇池大。洱海是白族人民的“母亲湖”，具有供水、农灌、发电、调节气候、渔业、航运、旅游七大主要功能，是大理政治、经济、文化的摇篮，也是自治州经济可持续发展的基础。1969年以前，洱海地区城市规模小，交通闭塞，经济不发达，科技落后，生产力低，除汲取少量湖水用于农业、工业生产，对洱海干扰很小，而且当时的工业规模尚小，污染在环境的可承受范围之内，因此，洱海生态完全处于自然状态。20世纪80年代以后，随着湖区经济快速发展和人口的急剧增长，人类对其自然资源的开发不断加剧，使流域生态环境逐渐恶化，水质呈不断下降的趋势。1980年以前，洱海的水质较好，一直保持在贫营养化状态。到1985年，洱海的水质已由贫营养级进入到贫中营养级，1988年洱海的水质又由贫中营养级进入中营养级，20世纪90年代之后，洱海整体上处于中营养水平，少数区域已出现富营养化。由于部分区域的湖水处于富营养化，在1996年、2003年以及2013年洱海部分湖区出现水华，特别在2013年9月13—15日和10月10—13日更是两次出现蓝藻大面积聚集。富营养化会对湖泊的生态环境产生恶劣影响，使水体能见度下降，含氧量减少，物种丰富度降低。自20世纪90年代后，洱海的营养化程度较高，十几年来，洱海又发生了怎样的变化？水质变好还是变差？又或者维持原样不变？而洱海的污染源又在何处？造成此种情况的原因又是什么？本文将粗略介绍洱海近年水质是如何变化的并对污染源进行分析。

2.研究方法

2.1　研究区域概况

洱海发源于洱源县的茈碧湖，其海拔为1 964.3～1 966.0米，湖体南北长42.5千米，最大湖宽为8.4千米，最大水深为21.3米，平均水深为10.6米。湖面水位为1 966米时，湖面面积为252.91平方千米，容积为27.94立方米。洱海的主要入湖河流有23条，多年平均入湖水量为8.25亿立方米。其北面主要为弥苜河、罗时江、永安江，西部汇有苍山十八溪水、南纳波罗江，东有海潮河、凤尾箐、玉龙河等小溪水汇入，出湖河流仅有西洱河。

2.2　数据来源及背景

本文中所有的数据均来源于大理白族自治州环境保护局按年份公布的环境状况公报里的监测数据。

大理州各级环境监测站分别对金沙江、礼社江、澜沧江、沘江、黑惠江、弥苴河、罗时江、永安江、万花溪、白石溪、波罗江、西洱河、白鹤溪及洱海、茈碧湖、西湖、海西海、剑湖的水质进行了环境质量监测，共设测点47～52个（监测点不同是因为不同年份的监测点略微不同），监测结果与国家《地表水环境质量标准》（GB 3838—2002）对照。

GB 3838—2002水质标准如下：

（1）饮用水类：

①Ⅰ类水质标准，适用于源头水、国家自然保护区；

②Ⅱ类水质标准，适用于集中式生活饮用水地表水源地一级保护区、珍稀水生生物栖息地、鱼虾类产卵场、仔稚幼鱼的索饵场等；

③Ⅲ类水质标准，适用于集中式生活饮用水地表水源地二级保护区、鱼虾类越冬场、洄游通道、水产养殖区等渔业水域及游泳区。

（2）污水类：

①Ⅳ类水质标准，适用于一般工业用水区及人体非直接接触的娱乐用水区；

②Ⅴ类水质标准，适用于农业用水区及一般景观要求水域。

超过Ⅴ类水质标准限值的为劣Ⅴ类（无用脏水）。

3.结果和分析

3.1　近十年洱海流域的水质状况（图9）

在2004年到2013年间，洱海流域达到可饮用水类的监测点基本保持在60%以上，在2005年，水质状况有所好转，可饮用水类达到70%左右，并连续三年都保持在70%，并且在2008年时水质状况有了极其显著的上升，可饮用水类的比例将近80%。但由于2009年洱海净入湖水量为4.098亿立方米，比2008年减少60.9%，所以2009年的水质状况恶化至与2004年相同。2009年至今，在2011年时水质状况有显著改善，但又于次年大幅降落。

图9

图1中的纵坐标为该年份所有的监测点中，达到Ⅲ类及以上水质的检测点所占总检测点的百分比，横坐标为年份。

3.2　近十年洱海主要入湖河流的水质状况

洱海主要入湖河流为弥苴河、罗时江、永安江、万花溪、白石溪、波罗江、白鹤溪。在这十年间，洱海的整个水质状况基本不变，在水流量大的2008年还优化为二类水质。弥苴河的水质由Ⅲ类向Ⅴ类水质恶化。永安江的水质基本保持不变，还略有好转。罗时江的水质基本不变，在个别年份有些许波动。白石溪的水质经历着水质好转又再恶化的情形，从前几年开始便恢复至10年前的水质。白鹤溪在某些年份有暂时性的恶化，过段时间又慢慢恢复。万花溪的水质在2005—2007年水质普遍变好的年份也变好，但可惜的是水质又开始回落。波罗江的水质基本在Ⅴ类和劣Ⅴ类，在个别年份有所好转。西洱河作为出水口，经历了先好转再被污染的情况。表2所示为2004年至2013年洱海主要入湖河流和洱海西洱河的水质状况。

表2　2004年至2013年洱海主要入湖河流和洱海、西洱河的水质状况

3.3　2013年每月降雨量与洱海水质的关系

洱海流域纬度低，海拔高，属亚热带西部型季风气候，受西南季风影响，气候温和，四季温差小，洱海的年降水量整体呈正态分布，7、8、9月份为每年的降水高峰，而在冬春两季降水量极少，这使洱海在降水少时，净入湖水量甚至为负。在降雨量较少的季节，入湖水量也相对减少，再结合洱海主要入湖水质的河流水质基本为Ⅴ类，所以在入湖水量减少的情况下，洱海整体的水质会好于高入湖水量时。这进一步说明了，入湖河水难以带给洱海好的影响，只会使洱海的水质变差。表3所示为2013年洱海全湖每月的水质状况，图10所示为洱海流域2013年每月的降雨量。

3.4　主要污染排放物及治理情况

洱海的主要污染来源有三个，即工业源、农业源及生活源。其中污染源治理环节中最重要和最为可控的是污水处理厂。下面将详细介绍工业源、农业源及生活源的产生及排放污染物的情况。

表3　2013年洱海全湖每月的水质状况

图10 洱海流域2013年每月的降雨量

3.4.1　工业源

工业排放出来的废水中，对湖水的生态环境影响比较大的主要是化学需氧量和总氨氮。化学需氧量高意味着水中含有大量还原性物质，其中主要是有机污染物。化学需氧量越高，就表示江水的有机物污染越严重，这些有机物污染的来源可能是农药、化工厂、有机肥料等。氨氮是水体中的营养素，可导致水富营养化现象的产生，是水体中的主要耗氧污染物，对鱼类及某些水生生物有害。2011年至2013年间，总化学需氧量逐年递减，污水的COD逐年递减，但是直接排放量逐年递增，也就是说，2013年工厂排放的污水对湖水的影响变大，不利于水质发生改善［图11（a）］。2012年时，大理州工业排放的污水的总氨氮为三年之中最高，有可能是引起2012年洱海流域水质骤降的重要原因之一。

3.4.2　农业源

农业对水体的污染主要体现在，农民在耕种的过程中会使用化肥，残余的肥料会随着雨水等的冲刷流进河道，使氮磷含量升高，湖水富营养化。根据2011年至2013年的农业源排放污染物的数据来看（图12），这三年的农业污染源变化不大，污染物排放量比较稳定。但是由于对农业源的污染物难以进行人工收集，所以一般所有的污染物会被直接排放到河道里。所以从对湖水的污染程度上看，农业源产生的污染程度远远大于工业源直接排放污水的污染程度。18 000

图11

图12

3.4.3生活源

生活污水指的是居民日常生活中排泄的洗涤水。由于生活污水的成分极其复杂多样，用单一方法往往难以将其完全净化，而且由于城市污水处理存在短板，生活污水往往被直接排入河道中，对河道的生态环境产生较大影响。在2011年至2013年间，污水排放的化学需氧量连年上升，氨氮产生量也缓慢上升，对河水水质的影响较大（图13）。

3.4.4　三种来源的污染物的排放量对比

以2013年排放污染物的情况来看（图14），在整个大理州中，对洱海水域产生主要污染的是生活源，其次是农业源，工业源产生的污染仅占极小的比例。所以由此得出的结论是，应该严格控制生活污水的排放并加大生活污水的后处理量，这是目前在水体保护中控制污染源的重要一步。

3.4.5　污水处理厂

2011年时，大理州只有5座污水厂在运行工作，而在2012年时，污水处理厂的数目达到8所。2013年时，又新建了4座污水处理厂，使污水处理厂的数目达到了12座。从数据中可以看出，在2011年时，污水处理厂主要是处理工业排放的污水，随着新的污水处理厂的建成，污水处理厂处理生活污水的比例越来越大。到了2013年，污水处理厂主要处理的废水已经是生活污水。这三年间，污水处理厂的数量逐年增加，污水处理的能力也逐年增加，但是其也带来了一个新的问题。2013年污水处理厂的数量较2012年增加了两倍，但是处理污水的能力并没有成倍增加，是否新建的污水处理厂并没有投入使用或者规模远远小于之前所建的污水处理厂，以至于污水处理的能力并没有以相对应的数量增加呢？图15所示为2011年至2013年污水处理厂处理污水的量。35 000 7 000

图13

图14

（a）

图15

4.结论与建议

从表1的数据可以看出，洱海的水质已经多年处于Ⅲ类，在个别年份达到Ⅱ类。由大理环保局公布的数据来看，2013年洱海水质总体保持在Ⅲ类，其中有5个月达到Ⅱ类，与2011年持平；与2012年相比，Ⅱ类水质月份减少两个月，Ⅲ类水质月份增加两个月。

这些数据都说明了洱海的生态环境已经濒临崩溃的边缘，因为在主要给洱海补给的河流中，基本的水质状况都为Ⅴ类，对于目前处于Ⅲ类水的洱海来说，补给的水源只会源源不断地带来新的污染物，加重洱海的水体负担。这种现象可以从降水量与洱海水质的关系中看出来，在降水量少的月份，洱海的水质基本为Ⅱ类，但在降水量多的月份，洱海的水质反而变为Ⅲ类。假设点源污染不会随着降水量的大小发生变化，那么每个月排出的污水是定量的。而面源污染会随着降雨量的大小发生改变，所以在降水量大的月份，面源污染会非常严重。由此得出，控制面源污染将会极大地改善洱海的水质状况。

在洱海的三大污染来源中，我们可以看出，2011年至2013年，工业源、农业源和生活源的污水排放量都有略微的上升，其中生活源的污水是最大的污染来源。虽然这三年间污水处理厂的数量上升，但是实际的污水处理量与污水厂的数目并不相匹配，污水处理厂没有发挥出理想的作用。生活源和农业源的污水是富营养化的水体，其被直接排入湖区，对湖区的富营养程度会产生很大影响，所以应该采取措施限制或者用收集处理后再排放的方法来改善洱海的入水水质。

参考文献

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