2017—2021年东平湖水质变化及评价

摘要 于2017—2021年对东平湖水域开展每年5月、8月的连续监测，分析高锰酸盐指数（COD Mn）、总氮、总磷、氨氮等水质指标的变化，按地表水环境质量标准进行单因子评价，选择水质综合污染指数法和综合水质标识指数法进行综合评价，按照湖泊营养状态指数进行营养状况评价，并对季节差异和年度变化进行分析。结果表明：东平湖COD Mn、总氮水平较高，超标率较高，是主要超标因子；总磷、氨氮水平较低，达标情况良好。从湖泊营养状态指数来看，大多采样时间水体处于轻度富营养化水平，5月低于8月。综合来看，水质季节差异明显，春季普遍优于夏季，且年度波动明显，整体来看，水质有波动向好趋势，仅2018年春季水质为Ⅳ类，其余时间均稳定在Ⅲ类及以上水平。

关键词 水质监测；水质综合评价；营养状况；季节变化；年度变化；东平湖

中图分类号 X 824  文献标识码 A

文章编号 0517-6611（2025）04-0053-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2025.04.011

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Variations and Evaluation of Water Quality in Dongping Lake During 2017-2021

LI Zhuang^1，2，ZHANG Jin lu^1，2，GONG Jun xia^1，2 et al

（1.Shandong Freshwater Fisheries Research Institute，Jinan，Shandong 250013;2.Shandong Provincial Key Laboratory of Freshwater Genetics and Breeding，Jinan，Shandong 250117）

Abstract Continuous monitoring carried out in Dongping Lake in May and August every year from 2017 to 2021，the changes of water quality indexes such as potassium permanganate index （COD Mn），total nitrogen，total phosphorus and ammonia nitrogen were analyzed.The single factor evaluation was carried out according to surface water environmental quality standards，and the comprehensive water quality pollution index method and comprehensive water quality identification index method were selected for comprehensive evaluation.The nutritional status of the lake was evaluated according to the nutritional status index，and the seasonal and annual variation were analyzed.The results showed that the COD Mn and total nitrogen levels in Dongping Lake were high，the over standard rate was high，which were the main overstandard factors，while the levels of total phosphorus and ammonia nitrogen were relatively low，and the compliance situation was good.According to the nutrient status index of lakes，most of the sampling times were at the level of mild eutrophication，which was lower in May than in August.Overall，the seasonal difference of water quality was obvious，spring was generally better than summer，and the annual fluctuation was obvious.On the whole，the water quality had a good trend of fluctuation，only the spring water quality in 2018 was level Ⅳ，and the rest of the time was stable at level Ⅲ and above level.

Key words Water quality monitoring;Comprehensive evaluation of water quality;Nutritional status;Seasonal change;Annual change;Dongping Lake

基金项目 山东省现代农业产业体系鱼类创新团队环境调控专家岗位（SDAIT-07）；山东省现代耕作制度技术体系农渔综合种养专家岗位（SDAIT-31-06）。

作者简介 李壮（1991—），男，山东德州人，农艺师，硕士，从事生态渔业研究。*通信作者，研究员，从事水产技术和渔业生态研究。

收稿日期 2024-04-07

东平湖是山东省第二大淡水湖泊，国家南水北调东线工程的重要枢纽，也是国家级水产种质资源保护区和重要渔业生产基地^［1］。长期以来，由于粗放的生产开发模式，过度捕捞导致自然渔业资源下降，同时受生产生活污水排放、网箱网围养殖、围湖造田等影响，东平湖面临水质恶化、生物多样性减少、水质存在富营养化风险等问题^［2］。从2017年以来，政府连续多年对东平湖进行综合整治，开展网箱网围清理、砂场清理、菹草清理、环湖生态隔离带建设等工作，生态环境已有显著改善。

近年来关于东平湖水质情况分析和多年连续性监测研究鲜见报道。为评估近年来东平湖生态治理效果，探究水环境质量和变化规律，笔者基于2017—2021年东平湖水质的持续监测数据，对水质进行单因子评价、综合评价和综合营养状态评价，分析水质季节、年度变化趋势，以期为东平湖生态系统修复治理工作提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 采样站位和时间

根据东平湖水域形态和水文特征，在全湖选取6个采样站位，采样时间为2017—2021年，每年5月（春季）和8月（夏季）各采样1次。

1.2 样品采集及分析

用YSI-MP556型水质仪现场测定水温、溶解氧等指标；用塞氏盘测定透明度；用5 L有机玻璃采水器采集水面下0.5 m深水样，装瓶固定，实验室检测高锰酸盐指数（COD Mn）、总氮、总磷、氨氮等指标。

1.3 评价方法

按照地表水环境质量标准（GB 3838—2002）^［3］中 Ⅱ 类进行单因子评价；用综合水质标识指数法和水质综合污染指数法进行水质综合评价。水体富营养化状况按照湖泊营养状态指数及分级标准^［4］计算与评价。

1.3.1 综合水质标识指数法。综合水质标识指数^［5］表达式如下：

I=X 1.X 2X 3X 4X 5

X 1.X 2=（P 1+P 2+…+P i）/i

P i=X 1i.X 2i

式中：i为指标数量；X 1i.X 2i为单因子水质标识指数的整数位和一位小数位；X 3为劣于功能区目标的单项指标数量；X 4为劣于目标功能区几个类别；X 5为参加评价的因子数量。综合水质类别判定标准见表1。

1.3.2 水质综合污染指数法。水质综合污染指数计算公式如下：

S ij=C ij/C si

P j=1nn i=1S ij

P=1km jP j

式中：S ij为单项污染指数；i为监测项目；j为站位编号；C ij为站位j物质i的浓度；C si为该物质的评价标准限值；P j为站位j综合污染指数；P为监测水域的平均综合污染指数；k为监测总站位数。综合水质类别判定标准见表1。

1.3.3 综合营养状态指数。综合营养状态指数采用卡尔森指数方法，计算公式如下：

TLI（）=mj=1［W j×TLI（j）］

式中：TLI（∑）为综合营养状态指数；W j为第j种参数的营养状态指数的相关权重；TLI（j）为第j种参数的营养状态指数。

以叶绿素a（chla）作为基准参数，则第j种参数的归一化的相关权重计算公式如下：

W j=r2 ijmj=1r2 ij

式中：r ij为第j种参数与基准参数chla的相关系数；m为评价参数的个数。中国湖泊（水库）的chla、总氮（TN）、总磷（TP）、透明度（SD）、高锰酸盐指数（COD Mn）之间的相关系数（r ij）分别为1、0.82、0.84、-0.83、0.83。单个项目营养状态指数计算公式如下：

TLI（chla）=10×（2.500+1.086lnchla）

TLI（TP）=10×（9.436+1.624lnTP）

TLI（TN）=10×（5.453+1.694lnTN）

TLI（SD）=10×（5.118-1.940lnSD）

TLI（COD Mn）=10×（0.109+2.661lnCOD Mn）

式中：chla单位为mg/m3；SD单位为m；其他指标单位均为mg/L。

采用0～100的一系列连续数字对湖泊营养状态进行分级，包括贫营养、中营养、轻度富营养、中度富营养、重度富营养。综合营养状态指数与营养状态分级、污染程度对应关系见表2。

2 结果与分析

2.1 监测站位达标率及各监测指标均值达标情况分析 从6个采样站位达标率情况统计结果（表3）可以看出，COD Mn和总氮达标率较低，各年度和各季节不同站位普遍超标，表明东平湖的COD Mn和总氮处于较高水平。总磷、氨氮达标率较高，表明此类污染程度较轻。

从各年度东平湖水质监测指标均值及超标情况（表4）可以看出，总氮超标情况最严重，各监测节点均为超标状态，超标倍数为0.60～6.12倍，5年平均超标倍数为2.50倍，是东平湖的主要污染物；其次是COD Mn，常年超标，超标倍数为0.16～0.67倍，5年平均超标倍数为0.42倍；再次是总磷，超标频率较低，超标倍数也较低，2018年5月超标0.80倍，2020年8月超标0.08倍；氨氮超标最轻微，仅2018年5月超标0.48倍；其余监测节点均达标。