武汉市沙湖水环境现状调查(定稿)

武汉市沙湖水环境现状调查武汉大学水利水电学院1 前言1.1 沙湖概况沙湖位于武汉市武昌东北部，东邻中北路，南至小龟山，西抵武昌至大冶的铁路线，北达徐东路。清末修筑的粤汉铁路穿湖而过，路西为小沙湖又名内沙湖，现已近乎湮没；路东为大沙湖又名外沙湖，即现在的沙湖。按武汉市水务局最新公布的测量数据，内沙湖现实有面积0.134平方公里，外沙湖现实有面积3.197平方公里，是武汉市仅次于东湖的第二大城中湖，也是武汉市区内环线内唯一的湖泊。现已经建立两所沙湖公园：沙湖公园和内沙湖公园。沙湖边高楼林立，现在大小已经比十年前小一倍是大规模填湖的恶果。图1是沙湖地理位置图。图11.2 气候条件武汉属亚热带季风性湿润气候，有雨量充沛、日照充足、夏季酷热、冬季寒冷的特点。一般年均气温15.8-17.5，一年中，1月平均气温最低，0.4；7、8月平均气温最高，28.7。夏季极长达135天，因武汉地处北纬30度，夏季正午太阳高度可达38，又地处内陆、距海洋远，地形如盆地，故集热容易散热难；河湖多，故夜晚水汽多，加上城市热岛效应和伏旱时副高控制，十分闷热，是中国四大火炉之一，夏天普遍高于37，极端最高气温44.5。初夏梅雨季节雨量集中，年降水量为1100毫米，年无霜期240天，年日照总时数2000小时。2.2 污染源去年，沙湖周边有8个较明显的入湖排污口，其中5个主要的日排入污水总量达1026万方，若不计降雨汇入湖中的水量，沙湖全年纳入城市废污水量至少可达3745万方，每年排入沙湖的固体污染物达到17万吨。其中排污量最大的为彩电中心排污口，日污水排入量838万方。三角路混合排污口为第二大排污口。沙湖水体已严重富营养化，水质属劣五类，人体不可直接接触。由于污染严重，沙湖水已不适合养鱼，多数鱼种不能在湖中存活，死鱼现象经常发生。2000年沙湖全年鱼产量仅有40万公斤，而未污染前年均鱼产量曾达到200万公斤左右。3.1 现状调查3.1.1 主观看法水较浑浊，有少许漂浮物，有些许异味。水面被沙湖大桥一分为二，岸边有明显的建筑废料遗弃的痕迹，同时湖周围还在施工。附近没有大型工厂，主要污水来源为生活污水。靠近湖畔，能够看到大量的水生植物和生活垃圾。在靠近一个工地排污口的地方能看到漂浮着几条死鱼。3.1.2 走访在调研的过程中，我们随机采访了几位正在湖边垂钓的老者。据他们透露，自从把东湖和沙湖贯通之后，沙湖的水质有了明显的改善。2007年时沙湖因为水质太差，已经禁止养鱼。现在仍能看到湖面上漂浮着死鱼。其次，湖边堆放着各类垃圾，包括生活垃圾及建筑废料，而且造成污染的原因主要是附近没有经过处理的生活污水。3.1.3 网上收集一百年前，我国最大的城中湖武汉东湖与原本相通的沙湖隔离开了。而近日完工的武汉最长人工河楚河，成功地将东湖水注入沙湖，使两者再次相连通。2009年，武汉市开始规划总投资158亿元的东湖、沙湖、杨春湖等六湖的连通工程。其中，连通东湖沙湖的楚河，可促进两湖水体流动，形成动态水网，从而提升大东湖生态水环境综合处理功能。同时，与周边的滨水商业、高级酒店、高档写字楼等相得益彰，形成“东方威尼斯”的景象。而填湖是几十年以来造成沙湖日渐枯萎的罪魁祸首。有资料显示，1936年时，沙湖面积仍有7725亩。八年抗战期间，大量逃难的外来人口使沙湖周边居民骤增，人口的增长势必影响到人们的衣食住行等基本生活条件，于是人们纷纷围湖造田、建房，内沙湖和外沙湖面积也开始大幅萎缩。沙湖正是在一车又一车建筑与生活垃圾的疯狂倾倒中不断缩小。与其它湖泊不同，沙湖没有化工、重金属污染，周边众多学校、办公楼、住宅楼排放的生活垃圾，成为沙湖的主要污染源。据武汉市水务局工作人员介绍，过去前往沙湖倾倒垃圾的各种大小车辆，最多的时候一天有近百辆。填湖几十年，加上城市生活垃圾，沙湖自然生态平衡遭严重破坏，早已失去湿地的特征和价值，不仅过去常见的多种珍稀鸟类一去不复返，水质早已成为非人体接触的劣五类，而曾经可以养鱼种藕谋生计、钓鱼游泳的沙湖早已成为记忆。随着人口的滚动增加和进一步的填湖，至1960年末，沙湖水域总面积减少到3200亩左右。上世纪七十年代，武汉市委市政府支持余家湖村投资兴建了两处保水闸，将沙湖周边的农田淹没，使沙湖水域总面积增至6000亩左右。到了90年代，为了修建长江二桥而拓宽中北路、徐东路，部分沙湖水面被填。进入本世纪，据测量沙湖湖床平均抬升1米左右，除去湖底淤泥，沙湖平均水位不到1.5米。现今，沙湖（含内沙湖）面积约为4600亩，湖底的淤泥约为550万立方米。沙湖被填，尤以内沙湖的缩减则最为明显，其原面积约为1275亩，1994年还有600余亩，但是现在水面面积仅剩11985亩。3.2补充分析3.2.1检测方法在强酸性溶液中，加入一定量重铬酸钾作氧化剂，在专用复合催化剂存在下，于165恒温加热消解水样10min，重铬酸钾被水中有机物质还原为三价铬，在波长610nm处，测定三价铬离子。根据三价铬离子的量换算成水样的质量浓度。 郎伯比尔定律：吸光度（A） A=-lgT 水中的化学需氧量同消解后样品吸光度存在一定线性关系，y=b*x+a 。通过最小二乘法原则确定待测液浓度。分光光度法：分光光度法是利用分光光度计来进行测定的，其利用光电池或光电管测量透射光的强度（I），从而测定有色溶液的吸光度及其浓度。3.2.2 取样经过集体讨论分析，我们在沙湖取了六个水样。取水点靠近排污口，分布如图3.2.2所示。图21号取样点：湖北大学附属小学附近2号取样点：沙湖大桥北桥头3号取样点：近友谊大道处4号取样点：近公正路处5号取样点：沙湖大桥南桥头6号取样点：近秦园路、中北路交界处3.2.3 实验室分析实验步骤：1标准曲线的绘制（1）取专用反应管6只做好标记，分别加入0，0.1，0.5，1.0，2.0，3.0ml邻苯二甲酸氢钾标准溶液，相应COD理论值为0，40，200，400，800，1200mg/l（2）用纯水将各反应管依次补足至3ml；（3）每支反应管加氧化剂1ml；（4）各反应管垂直快速加入配制后催化剂5.0ml，如发现溶液上下液色不均匀，可加盖摇匀，否则将引起加热过程溅飞！（5）将反应管置入仪器加热，温度升至164.5按下消解键；(消解指示灯亮)。10min恒温消解，仪器发出蜂鸣，指示水样已消解充分；（6）取出水样，置于试管架上1-2min后放入冷水盆中冷却至室温；（7）每支反应管加入纯水3.0ml盖塞摇匀，操作完成后，冷却至室温，准备进行光度测定；2待测样（1）吸取3ml混合均匀的水样（或适量水样稀释至3ml）置于专用反应管中，加入1ml专用氧化剂，摇匀；垂直快速加入5ml催化剂，消解过程同上。3光度测定波长610nm处，30mm比色皿，以水为参比液，测定吸光度并做空白校正。实验数据表格：COD测量结果CACACA00.0020-0.00100400.0133400.025400.0412000.12732000.1262000.2934000.23414000.2524000.4638000.35298000.5038000.85312000.526812000.70612000.969水样10.0566水样30.03水样50.192水样20.0689水样40.086水样60.143表1注：C的单位为mg/L经计算与对照国家标准，得出如下结果:表2根据地面水环境质量标准中CODcr值得要求，并对照我们所取水样的实验结果，我们可以看出，沙湖水样的CODcr值远超于40mg/L，所以沙湖水属于劣五类，即为水质极差。地面水环境质量标准GB3838-88水质分类类类类类类CODcr15以下15203040表33.3 误差分析1取样误差：1）由于条件有限，不能到达湖中间，取样点均在湖边，所选取样点可能不够有代表性，2）取样多用工具为干燥、洁净矿泉瓶，非专业取样器3）取样后赶回实验室，不是当场测量2实验误差1）仪器误差：由于测量仪器不够精确而引起误差2）试剂误差：试剂由其他组同学配置，浓度可能有偏差3）操作误差：加入试剂读数时偏高或偏低；仪器使用不当，如没有归零；消解不完全。4 评价鉴于沙湖的现状，我们提出以下几点环保建议：1、进行底泥处理，把几十年来淤积在湖底的底泥挖出；2、加强环保力度，减少或从根本上消除排污源；3、 禁止在湖边堆放垃圾及其他污染物质，周边工地施工时严禁向湖中排放污水。5 后记本次的调查活动，我觉得是很有意义的，因为我们对于书本上的知识有了一个更具体的认识。当我站在沙湖边上，觉得对于一个水环境的调查是困难而繁琐的，但是因为有前人的努力，我们有了可依循的方法和步骤，这让我们显得更为从容。但由于沙湖太大且湖岸正在大面积的施工，我们没有办法绕湖走一圈，无法更好地进行现场的观察。而且我们对于系统的调查没有什么确切的概念，也没有任何经验可言，所以虽然我们也花了时间和精力，但是没有得到太大的收获，我们只是简单地取了6个样。客观来说，这6个样的取样点不能全面的反应沙湖的情况，所以我们的调查以及数据缺乏了可信度；最后一点就是，由于时间的不足，我们没能更好地分工，更细致地调查，手上掌握的资料和信息太少，难以概括沙湖的情况。虽然调查只有两次，很仓促地结束了，但是这次活动让我们对水质调查和分析有了一个从无到有的概念，也的确是难能可贵的经历。没有这次实践，我们就永远不会知道，书本上这么枯燥乏味的东西其实也能妙趣横生，而书本上简简单单的条条框框凝聚了如此之多的智慧。书本上的东西总是一成不变，而现实则是无时无刻不在改变的，现实远比理想状况复杂的多，也难以控制的多，因而，我们要学习的还有很多很多，需要体验和经历的还有很多很多，更多的参与此类的调查活动，对我们是大有裨益的。自古以来，人类的生存和发展就离不开水，今后也将同样依赖水来生存下去。水是