冉圣宏 杜鵬飛 曾思育 陳吉寧
（清華大學環境科學與工程系，環境模擬與污染控制國家重點聯合實驗室，北京100084）
王志石，鄧宇華
（澳門大學科技學院，澳門）

　　摘要：南灣湖是澳門本島的一個人工湖，未來幾年它將成為澳門的一個旅游觀光熱點，但目前該湖已經面臨湖泊水質變差、富營養化等一系列問題。對南灣湖水質污染物的來源及其污染機理的分析表明，底泥中污染物的重新釋放是影響南灣湖水質的一個重要因素：歷史上南灣湖是一個海灣，澳門本島的污水長期排放到這里，這些污染物中一部分已經降解，而另一部分沉積到底泥中，在適當的條件下可能會溶出而重新進。水體，使得水體一該污染物的濃度偏高，如總磷濃度。因此對南灣湖的底泥進行評價是提出南灣湖生態環境綜合整治措施的基礎之一。
　　關鍵詞：南灣湖，底泥污染，富營養化

　　對南灣湖水質污染物的來源及其污染機理的分析表明，底泥中污染物的重新釋放是影響南灣湖水質的一個重要因素：歷史上南灣湖是一個海灣，澳門本島的污水長期排放到這里，這些污染物中一部分已經降解，而另一部分沉積到底泥中，在適當的條件下可能會溶出而重新進入水體、使得水體中該污染物的濃度偏高，如總磷濃度。因此對南灣湖的底泥進行評價是提出南灣湖生態環境綜合整治措施的基礎之一。

1.底泥評價的依據與方法

　　為了準確地對南灣湖底泥污染狀況進行評價，必須有恰當的評價標準。但目前國家頒布的環境質量標準中尚無湖泊底泥類標準，較常用的評價方法是以當地湖區土壤中相應污染物的自然含量（或背景值）加上兩倍標準差作為標準進行評價。也有一些研究將國家地表水III類標準進行修訂后作為底泥評價標準，或經過毒理實驗確定相應的評價標準。由于各種原因本文沒有對澳門南灣湖底泥元素進行毒理實驗，僅對南灣湖底泥質量作一定性分析 并對其時間與空間的分異情況進行分析。在評價過程中的主要依據是：
　　● 《中國士壤元素背景值》
　　●《中國土壤》
　　●《中國土壤肥力》
　　●《廣東土壤》
　　●《海洋沿岸底質污染物標準》
　　●《土壤環境標準》

2.底泥評價的數據來源及評價依據

　　為了對雨灣湖水質及其底泥進行評價，澳門市政廳專門組織了幾次監測，于2000年2月對南灣湖表層底泥進行了分析，2000年4月-2000年7月對南灣湖水體水質的多項指標進行了監測，2000年12月又委托中科院地球化學研究所（廣州）分別對I湖（東）和II湖（西）的底泥取柱樣進行了分析，本文就是在上述工作的基礎上對南灣湖底泥的污染狀況進行評價的。
　　根據《中國土壤》、《中國土壤元素背景值》以及《廣東土壤》等從土壤類型、行政分區等角度所做的廣泛調查，廣東省北緯21°35′～24°31′之間主要分布赤紅壤類花崗巖赤紅壤亞類土壤、鹽漬水稻士以及濱海鹽士類濱海沼澤鹽士亞類等，廣東珠江三角洲和澳門就屬于該地區，對調查結果進行分析總結，可知廣東珠江三角洲地區土壤的主要理化性質，見表3-J。澳門南灣湖土壤中各元素的背景值即以此為主要依據。

表1 廣東省珠江三角洲土壤中錳元素和有機質的背景值
土層深度（cm） 有機質（％） 全氮（％） 全磷（％） 速效磷（PPm） 錳（mg/kg） 0～16 2.63～3.73 0.146～0.164 0.042～0.186 5.3～18 855（1135）

3.南灣湖底泥總體評價結論

3.1.總體評價
　　表3-2列出了南灣湖底泥2000年2月的監測數據。由于當時沒有監測全氮指標（而是氨氮指標），因此用2000年12月10日監測的全氮指標代替。表中最后兩行是M01、M02兩個柱樣的分析數據，列在這里是用來與其他數據進行比較，說明兩次監測方法的差別。

表3－2南灣湖底泥監測數據
編號 pH 總磷P2O5，mg／kg） 總錳（Mn，mg／kg） 全氮（g／kg，干重） 總氮
（NH3－N，mg／kg） 有機物（％） 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柱樣 1230 4.788 M02柱樣 917 3.343

注：
　　l.全氮指標是2000年12月10日的監測數據，該列括弧中列出的是監測點位置，與2000年2月的監測點位有一定差別。
　　2.兩個柱樣分別取自 2000年 12月 10和 2000年 12月 11日，M01位于 I湖東北部，M02位于 II湖中心。
　　從以上監測數據可以看出，底泥中總磷的污染相當嚴重，平均值達到 1778.6mg／kg，極大 值為 225　0mg／kg，遠遠超過其背景值 700mg/kg；全氮含量的平均值達到 2.016g／kg，極大值為4.788 g／kg，也已超過了其背景值 1.46～1.64 g／kg的范圍，但污染程度比總磷略輕；錳的含量與土壤背景值（約500～1000mg／kg）相當，初步認為南灣湖底泥中的錳含量受人類活動的影響不大。
　　有機質含量也沒有明顯異常，與一般底泥中有機質的背景含量 10g／kg （1.0 ％）相當，但從僅有的8個監測點來看，它具有一定的空間分異規律，南灣湖西部（II湖）的幾個測點略高，可能受到了人為活動的影響。
3.2.底泥中氮磷含量的空間分布
　　2000年12月10日對南灣湖底泥的表層進行了多個采樣，并對樣本中的全氮、全磷以及速效氮的含量進行了分析，如圖1。從圖中可以看出，無論是總磷還是總氮，最大值與最小值的差別均在 1倍左右，由于湖泊的總面積不到 0.6Km²，在這樣小的區域范圍內其總磷和總氮含量的差別如此之大，應認為南灣湖總磷和總氮的污染有明顯的空間變化。

3.3.底泥中氮磷含量的時間分布
　　根據對2000年12月 10日和 11日分別采取的兩個柱樣不同深度的氮磷含量進行分析，可以得到它們的時間變化趨勢，并可據此進一步分析人為活動對湖泊底泥的影響。
　　從對M01柱樣不同深度全氮含量的分析可以看出，全氮在50年代以前基本穩定在Zg／kg左右，此后雖有較大的波動，上升趨勢明顯，目前已達到4.7889／kg；在M02柱樣中，出現異常值21.706g／kg（60年代），全氮含量在近年也有明顯提高，為全氮背景值的300倍左右，表明近年來有含氮污染物排入。

　　對底泥全磷含量的分析表明，M01柱樣表明南灣湖底泥中全磷的含量在90年代中后期有較快的增長，目前全磷含量已達到 1.2g／kg；M02柱樣則顯示自 30年代起底泥中全磷含量即開始波動上升，目前基本穩定在0.8g／kg左右，是全磷含量背景值的200～600倍，底泥中磷的污染已經相當嚴重。

　　對兩個柱樣中速效氮含量的分析也表明它們在近年有所上升，明顯受到人為活動的影響，但上升趨勢不如全氮和全磷明顯，這與排入南灣湖的污染物的組成成分有關。

4.初步結論

　　以上分析表明，南灣湖在開發初期污染嚴重，近幾年仍有上升趨勢，表明人類活動對底泥的影響較大。從總磷與總氮的時間變化趨勢可以看出，人類活動對南灣湖的影響在近幾年尤為明顯，兩個柱樣的分析結果都表明總磷與總氮在90年代都有明顯的增長；從總磷與總氮污染的空間差異也可以看出，湖泊的不同位置受到的影響不完全相同，總磷和總氮都在M25-l監測點達到最大值，最小值分別在點M53-l（該監測點的總氮濃度僅略大于M61-1監測點）和M6l-1取得，這種空間差異可能是由監測點位與排污口距離不同引起，再次表明人類活動的影響明顯。