澳门南湾湖的底泥污染分析

冉圣宏 杜鹏飞 曾思育 陈吉宁
（清华大学环境科学与工程系，环境模拟与污染控制国家重点联合实验室，北京100084）
王志石，邓宇华
（澳门大学科技学院，澳门）

　　摘要：南湾湖是澳门本岛的一个人工湖，未来几年它将成为澳门的一个旅游观光热点，但目前该湖已经面临湖泊水质变差、富营养化等一系列问题。对南湾湖水质污染物的来源及其污染机理的分析表明，底泥中污染物的重新释放是影响南湾湖水质的一个重要因素：历史上南湾湖是一个海湾，澳门本岛的污水长期排放到这里，这些污染物中一部分已经降解，而另一部分沉积到底泥中，在适当的条件下可能会溶出而重新进。水体，使得水体一该污染物的浓度偏高，如总磷浓度。因此对南湾湖的底泥进行评价是提出南湾湖生态环境综合整治措施的基础之一。
　　关键词：南湾湖，底泥污染，富营养化

　　对南湾湖水质污染物的来源及其污染机理的分析表明，底泥中污染物的重新释放是影响南湾湖水质的一个重要因素：历史上南湾湖是一个海湾，澳门本岛的污水长期排放到这里，这些污染物中一部分已经降解，而另一部分沉积到底泥中，在适当的条件下可能会溶出而重新进入水体、使得水体中该污染物的浓度偏高，如总磷浓度。因此对南湾湖的底泥进行评价是提出南湾湖生态环境综合整治措施的基础之一。

1.底泥评价的依据与方法

　　为了准确地对南湾湖底泥污染状况进行评价，必须有恰当的评价标准。但目前国家颁布的环境质量标准中尚无湖泊底泥类标准，较常用的评价方法是以当地湖区土壤中相应污染物的自然含量（或背景值）加上两倍标准差作为标准进行评价。也有一些研究将国家地表水III类标准进行修订后作为底泥评价标准，或经过毒理实验确定相应的评价标准。由于各种原因本文没有对澳门南湾湖底泥元素进行毒理实验，仅对南湾湖底泥质量作一定性分析 并对其时间与空间的分异情况进行分析。在评价过程中的主要依据是：
　　● 《中国士壤元素背景值》
　　●《中国土壤》
　　●《中国土壤肥力》
　　●《广东土壤》
　　●《海洋沿岸底质污染物标准》
　　●《土壤环境标准》

2.底泥评价的数据来源及评价依据

　　为了对雨湾湖水质及其底泥进行评价，澳门市政厅专门组织了几次监测，于2000年2月对南湾湖表层底泥进行了分析，2000年4月-2000年7月对南湾湖水体水质的多项指标进行了监测，2000年12月又委托中科院地球化学研究所（广州）分别对I湖（东）和II湖（西）的底泥取柱样进行了分析，本文就是在上述工作的基础上对南湾湖底泥的污染状况进行评价的。
　　根据《中国土壤》、《中国土壤元素背景值》以及《广东土壤》等从土壤类型、行政分区等角度所做的广泛调查，广东省北纬21°35′～24°31′之间主要分布赤红壤类花岗岩赤红壤亚类土壤、盐渍水稻士以及滨海盐士类滨海沼泽盐士亚类等，广东珠江三角洲和澳门就属于该地区，对调查结果进行分析总结，可知广东珠江三角洲地区土壤的主要理化性质，见表3-J。澳门南湾湖土壤中各元素的背景值即以此为主要依据。

表1 广东省珠江三角洲土壤中锰元素和有机质的背景值
土层深度（cm） 有机质（％） 全氮（％） 全磷（％） 速效磷（PPm） 锰（mg/kg） 0～16 2.63～3.73 0.146～0.164 0.042～0.186 5.3～18 855（1135）

3.南湾湖底泥总体评价结论

3.1.总体评价
　　表3-2列出了南湾湖底泥2000年2月的监测数据。由于当时没有监测全氮指标（而是氨氮指标），因此用2000年12月10日监测的全氮指标代替。表中最后两行是M01、M02两个柱样的分析数据，列在这里是用来与其他数据进行比较，说明两次监测方法的差别。

表3－2南湾湖底泥监测数据
编号 pH 总磷P2O5，mg／kg） 总锰（Mn，mg／kg） 全氮（g／kg，干重） 总氮
（NH3－N，mg／kg） 有机物（％） M1-1 6.4 2070 583 2.183(M22-1) 10 2.1 M1-2 7.4 919 760 2.258(M51-1) 11 1.3 M1-3 7.7 1660 684 1.659(M17-1) 10 0.8 M1-4 7.5 2080 569 2.134(M18-1) 14 1.2 M2-1 7 2250 633 2.616(M25-1) 14 1.9 M2-2 7.6 1330 598 2.189(M52-1) 4.2 0.18 M2-4 7.4 2250 417 1.585(M53-1) 5.9 1.1 M2-6～M2-7 7.5 1670 621 1.502(M61-1) 8.5 0.78 M01柱样 1230 4.788 M02柱样 917 3.343

注：
　　l.全氮指标是2000年12月10日的监测数据，该列括弧中列出的是监测点位置，与2000年2月的监测点位有一定差别。
　　2.两个柱样分别取自 2000年 12月 10和 2000年 12月 11日，M01位于 I湖东北部，M02位于 II湖中心。
　　从以上监测数据可以看出，底泥中总磷的污染相当严重，平均值达到 1778.6mg／kg，极大 值为 225　0mg／kg，远远超过其背景值 700mg/kg；全氮含量的平均值达到 2.016g／kg，极大值为4.788 g／kg，也已超过了其背景值 1.46～1.64 g／kg的范围，但污染程度比总磷略轻；锰的含量与土壤背景值（约500～1000mg／kg）相当，初步认为南湾湖底泥中的锰含量受人类活动的影响不大。
　　有机质含量也没有明显异常，与一般底泥中有机质的背景含量 10g／kg （1.0 ％）相当，但从仅有的8个监测点来看，它具有一定的空间分异规律，南湾湖西部（II湖）的几个测点略高，可能受到了人为活动的影响。
3.2.底泥中氮磷含量的空间分布
　　2000年12月10日对南湾湖底泥的表层进行了多个采样，并对样本中的全氮、全磷以及速效氮的含量进行了分析，如图1。从图中可以看出，无论是总磷还是总氮，最大值与最小值的差别均在 1倍左右，由于湖泊的总面积不到 0.6Km²，在这样小的区域范围内其总磷和总氮含量的差别如此之大，应认为南湾湖总磷和总氮的污染有明显的空间变化。

3.3.底泥中氮磷含量的时间分布
　　根据对2000年12月 10日和 11日分别采取的两个柱样不同深度的氮磷含量进行分析，可以得到它们的时间变化趋势，并可据此进一步分析人为活动对湖泊底泥的影响。
　　从对M01柱样不同深度全氮含量的分析可以看出，全氮在50年代以前基本稳定在Zg／kg左右，此后虽有较大的波动，上升趋势明显，目前已达到4.7889／kg；在M02柱样中，出现异常值21.706g／kg（60年代），全氮含量在近年也有明显提高，为全氮背景值的300倍左右，表明近年来有含氮污染物排入。

　　对底泥全磷含量的分析表明，M01柱样表明南湾湖底泥中全磷的含量在90年代中后期有较快的增长，目前全磷含量已达到 1.2g／kg；M02柱样则显示自 30年代起底泥中全磷含量即开始波动上升，目前基本稳定在0.8g／kg左右，是全磷含量背景值的200～600倍，底泥中磷的污染已经相当严重。

　　对两个柱样中速效氮含量的分析也表明它们在近年有所上升，明显受到人为活动的影响，但上升趋势不如全氮和全磷明显，这与排入南湾湖的污染物的组成成分有关。

4.初步结论

　　以上分析表明，南湾湖在开发初期污染严重，近几年仍有上升趋势，表明人类活动对底泥的影响较大。从总磷与总氮的时间变化趋势可以看出，人类活动对南湾湖的影响在近几年尤为明显，两个柱样的分析结果都表明总磷与总氮在90年代都有明显的增长；从总磷与总氮污染的空间差异也可以看出，湖泊的不同位置受到的影响不完全相同，总磷和总氮都在M25-l监测点达到最大值，最小值分别在点M53-l（该监测点的总氮浓度仅略大于M61-1监测点）和M6l-1取得，这种空间差异可能是由监测点位与排污口距离不同引起，再次表明人类活动的影响明显。