Ｊ.ＬａｋｅＳcｉ.（湖泊科学），20１６，２８（５）：93５-943
DＯＩ１0.１8307／20１６.0５02
©20１６ｂyＪｏｕｒｎａｌｏｆＬａｋｅＳcｉｅｎcｅｓ
太湖水体氮㊁磷浓度演变趋势（１９８５２０１５年）*
戴秀丽，钱佩琪，叶凉，宋挺
（无锡市环境监测中心站，无锡2１4１2１）
摘要：分析了太湖水体氮㊁磷浓度１98５20１５年的演变趋势.结果表明，近30年来，全太湖水体氮㊁磷指标总体呈先恶化㊁后好转的波动变化趋势.总氮（TＮ）浓度年均值在１.79 3.６3mｇ／L之间，30年平均值为2.６2ʃ0.03mｇ／L，总磷（TＰ）浓度年均值在0.04 0.１５mｇ／L之间，30年平均值为0.08６ʃ0.00１mｇ／L，１99６年全太湖TＮ（3.84mｇ／L）和TＰ（0.１５mｇ／L）浓度年均值均达历史峰值.氮㊁磷逐月浓度变化情况显示，TＮ浓度呈明显季节性变化规律，最高值集中出现在3㊁4月，概率分别为６7％和33％，最低值则分布在8㊁9㊁１0㊁１１月，概率分别为１8％㊁4１％㊁29％和１2％，而TＰ浓度则没有明显的季节性变化规律.太湖各湖区水体氮㊁磷浓度变化空间异质性明显，西部水域和北部水域变化幅度大于东部水域㊁南部水域和湖心区.太湖水体氮㊁磷浓度的长期变化趋势显然和流域经济发展及各项环保管
理措施的实施密切相关，同时也受到重大水情变化的影响.此外，在相对封闭的局部湖湾水体可以通过水利调度等综合治理措施短时期内改善氮㊁磷指标，但大太湖水质的改善任重而道远.
关键词：太湖；水体；氮；磷；趋势分析
ＣｈａｎｇｅｓｉｎｎｉｔｒｏｇｅｎａｎｄｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓｉｎＬａｋｅＴａｉｈｕ，１９８５２０１５
ＤＡＩＸｉｕｌｉ，ＱＩＡＮＰｅｉｑｉ，ＹＥＬｉａｎｇ＆ＳＯＮＧＴｉｎｇ
（ＷｕｘｉＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＭｏｎｉｔｏｒｉｎｇＣｅｎｔｅｒ，Ｗｕｘｉ2１4１2１，Ｐ.Ｒ.Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：This papｅｒanaｌyｚｅｄthｅｅvｏｌutiｏn tｒｅnｄsｏf nitｒｏｇｅn anｄphｏsphｏｒusｃｏnｃｅntｒatiｏnsｏf LakｅTaihu fｏｒa pｅｒiｏｄfｒｏm１98５tｏ20１５.Thｅｒｅsuｌt shｏｗｅｄthat thｅｒｅｏｃｃuｒｒｅｄｗatｅｒｄｅtｅｒiｏｒatinｇat fiｒst yｅaｒsｂyｒｅｃｏｒｄsｏf thｅnitｒｏｇｅn anｄphｏsphｏｒus inｄiｃa-tｏｒs，anｄthｅn thｅｗatｅｒimpｒｏvｅｄin thｅｗhｏｌｅLakｅTaihuｄuｒinｇthｅpast thｒｅｅｄｅｃaｄｅs.Thｅannuaｌavｅｒaｇｅｏf tｏtaｌnitｒｏｇｅn（TＮ）vaｒiｅｄｂｅtｗｅｅn１.79anｄ3.６3mｇ／L，anｄthｅthiｒty-yｅaｒ-av
ｅｒaｇｅis2.６2ʃ0.03mｇ／L.Thｅannuaｌavｅｒaｇｅｏf tｏtaｌphｏsphｏｒus（TＰ）vaｒiｅｄｂｅtｗｅｅn0.04anｄ0.１５mｇ／L，anｄthｅthiｒty-yｅaｒavｅｒaｇｅis0.08６ʃ0.00１mｇ／L.Ｉn１99６，thｅannuaｌavｅｒaｇｅｏf TＮanｄTＰｃｏnｃｅntｒatiｏns in thｅｗhｏｌｅLakｅTaihuｒｅaｃhｅｄthｅhistｏｒiｃaｌpｅaksｏf3.84anｄ0.１５mｇ／L，ｒｅspｅｃtivｅｌy.Ｍｏnthｌyｒｅｃｏｒｄs shｏｗｅｄthat，thｅｒｅｗas siｇnifiｃant sｅasｏnaｌvaｒiatiｏn in thｅTＮｃｏnｃｅntｒatiｏns，inｗhiｃh thｅmaｘimum usuaｌｌy appｅaｒｅｄinＭaｒｃh anｄApｒiｌｗith thｅpｒｏｂaｂiｌityｏf６7％anｄ33％，ｒｅspｅｃtivｅｌy.Thｅminimum usuaｌｌy appｅaｒｅｄin fｏuｒmｏnthsｂｅtｗｅｅn Auｇust anｄＮｏvｅmｂｅｒ，ｗith thｅpｒｏｂaｂiｌityｏf１8％，4１％，29％anｄ１2％，ｒｅspｅｃtivｅｌy.Hｏｗｅvｅｒ，thｅTＰｄiｄnｏt shｏｗsiｇnifiｃant sｅasｏnaｌvaｒiatiｏns. Thｅｒｅｗｅｒｅspatiaｌｃhanｇｅs in nitｒｏｇｅn anｄphｏsphｏｒusｃｏnｃｅntｒatiｏns inｄiffｅｒｅnt aｒｅasｏf thｅｌakｅ.Thｅｗatｅｒｂｏｄiｅs in thｅｗｅstｅｒn anｄnｏｒthｅｒn shｏｗｅｄｇｒｅatｅｒｃhanｇｅs than in aｒｅasｏf thｅｅastｅｒn，sｏuthｅｒn anｄｃｅntｅｒ.Thｅｌｏnｇtｅｒmｃhanｇｅs in TＮanｄTＰｏf LakｅTaihu aｒｅｃｌｏsｅｌyｌinkｅｄｗith thｅｄｒainaｇｅｅｃｏnｏmyｄｅvｅｌｏpmｅnt anｄthｅｅnviｒｏnmｅnt pｒｏtｅｃtiｏn aｃtiｏns.As anｅｘampｌｅｏf LakｅＷuｌi，a smaｌｌｗatｅｒｂｏｄy in thｅnｏｒthｅｒn LakｅTaihu，thｅｒｅｏｃｃuｒｒｅｄｒｅmaｒkaｂｌｅｄｅｃｒｅasｅs in thｅＮanｄＰｃｏnｃｅntｒatiｏns in 20１５aftｅｒmany yｅaｒsｏf tｒｅatmｅnts suｃh asｗatｅｒintｅｒｃｅptiｏn，ｗatｅｒsｏuｒｃ
ｅｃｏntｒｏｌ，anｄｄｒｅｄｇinｇanｄｅｃｏｌｏｇiｃaｌｒｅstｏｒatiｏn.ThｅsuｃｃｅssfuｌｅｘpｅｒiｅnｃｅfｏｒLakｅＷuｌiｌｅaｄs us tｏｂｅｌiｅvｅthat it is pｏssiｂｌｅtｏmanaｇｅthｅsmaｌｌｗatｅｒｂｏｄiｅsｗｅｌｌ，aｌthｏuｇhｗaivｅfｏｒｅffｏｒtsｏn thｅimpｒｏvｅmｅntｏf thｅｗhｏｌｅLakｅTaihu.
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：LakｅTaihu；ｗatｅｒ；nitｒｏｇｅn；phｏsphｏｒus；tｒｅnｄanaｌysis
太湖是我国东部的大型浅水湖泊，水面面积2338km2，平均水深１.9m，最大水深约3.4m，是整个流域水调节和水生态系统的中心，对长江下游地区的经济发展起着举足轻重的作用［１］.１980s前，水质虽受一定
*20１６0５04收稿；20１６070５收修改稿.戴秀丽（１9６６ ），女，高级工程师；Ｅ-maiｌ：ｄaiｘiuｌi820＠sina.ｃｏm.3d走视图
93６Ｊ.ＬａｋｅＳcｉ.（湖泊科学），20１６，２８（５）
的污染，但水质总体良好，很少有蓝藻暴发现象.据１98１年调查，太湖水域６9％的面积为Ⅱ类水，30％为Ⅲ类水，只有１％为Ⅳ类水；83％的面积为中营养状态，只有１６.9％为富营养状态［2］.太湖的富营养化始自１980s［3］，特别是１980s后期，太湖北部的梅梁湾开始频繁暴发蓝藻水华并扩大到整个太湖西北部［4］.2007
年５月，位于太湖北部的贡湖湾水厂由于蓝藻水华积聚发生了严重的水危机事件，数百万居民饮用水出现
危机［５-６］，直接影响饮用水供水安全［7］.
对于湖泊富营养化和蓝藻水华暴发，研究氮㊁磷等营养盐浓度的变化是许多学者达成的共识之一.朱广
伟［8］研究显示，2002200６年５年间太湖湖心区夏季水体总氮（TＮ）的平均浓度明显高于前１0年，2009年通过分析发现太湖水体溶解态氮平均占水体总氮的79％，且以硝态氮污染为主［9］.陈宇炜等［１0］分析了太湖１99１１999年长达8年的总磷（TＰ）㊁TＮ浓度变化，结果显示，太湖TＮ㊁TＰ浓度均呈自梅梁湾底至湖心的逐步递减趋势.大量相关研究表明，太湖湖体氮㊁磷指标备受关注［１１-23］.但由于受各种因素的制约，前人对于太湖富营养化的研究，往往局限在太湖的局部区域，或较短的时间尺度（比如１990s以来），对太湖水体中氮㊁磷浓度的长期演变趋势及空间分布特征研究缺乏足够的数据支撑.
本文基于无锡市环境监测中心站30年（１98５20１５年）监测数据，重点分析了太湖水体氮㊁磷浓度的长
期演变趋势，阐述太湖水体环境氮㊁磷的污染变化状况，特别有助于了解太湖从生态环境明显恶化之前至今
的营养状况，为太湖富营养化治理提供科学依据.
１太湖水体氮㊁磷浓度监测概况
自１980s开始，太湖水质监测部门对太湖湖体氮㊁磷指标实施每月例行监测，30多年间，在充分考虑监
测点数据连续性㊁点位代表性的基础上，太湖湖体氮㊁磷监测体系经历过多次优化调整，监测点位㊁监测频率
不断递增.太湖湖体１980s初期监测工作刚起步，监测点位１６个左右，监测频次仅一年3次（１㊁7㊁１１月分别
代表太湖枯水期㊁丰水期和平水期的水质变化）；１990s对监测点位及项目优化调整，形成了较完整的太湖湖
体监测体系（监测点位在20个左右㊁监测频次为一年６次㊁监测项目约20项）；2000年以后，由于自然社会
环境不断变化㊁污染持续处于高水平㊁太湖水质不断恶化，因此对环境监测要求不断提高，太湖湖体监测点
位数几乎每年递增㊁监测频次达一年１2次㊁监测项目也不断增加，到2007年，太湖湖体监测点位共有2６个（包括国控点位2１个㊁省控点位3个和无锡市控点位2个），分设在太湖东部水域（3个）㊁南部水域（3个）㊁西部水域（3个）㊁北部水域（１2个）㊁湖心区（５个）５个部分（图１）.监测点位覆盖了全太湖绝大部分水域（其中东太湖由于礁石水草多㊁水深太浅而无法实施监测，实际可监测湖体面积约2１６６km2），监测频次为一年１2次，且在夏季进行加密预急监测.
氮㊁磷指标的监测分析方法均采用国家标准分析方法.TＮ浓度采用碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法（GB１１894１989）（HＪ６3６20１2）测定.TＰ浓度采用钼酸铵分光光度法（GB１１893１989）测定.
样品监测过程按照国家规范实施全程序质量控制，质控措施齐全，数据均通过三级审核［24］.使用Ｅｘｃｅｌ软件对数据进行统计.
２太湖近３０年氮㊁磷浓度时空变化趋势
近30年来，太湖TＮ浓度年均值在１.79 3.６3mｇ／L之间，30年均值为2.６2ʃ0.03mｇ／L.TＰ浓度年均值在0.04 0.１５mｇ／L之间，30年均值为0.08６ʃ0.00１mｇ／L.１980s中后期到１990s中期：TＮ在Ⅴ类 劣Ⅴ类之间波动，TＰ由Ⅲ类向Ⅳ类转变，１994年开始全湖氮㊁磷浓度迅速升高，１99６年全太湖TＮ（3.84mｇ／L）和TＰ（0.１５mｇ／L）浓度年均值分别达历史最高值；１997200６年：TＮ处于劣
Ⅴ类㊁TＰ在Ⅳ类 Ⅴ类之间波动；2007年至今：氮㊁磷浓度开始持续下降，但TＮ仍处于劣Ⅴ类㊁TＰ处于Ⅳ类水平（图2）.
近30年来，太湖各湖区氮㊁磷浓度有较大差异（图3）.
（１）北部水域：TＮ浓度年均值在１.74 ５.73mｇ／L之间，30年均值为3.09ʃ0.0５mｇ／L.TＰ浓度年均值在0.0５ 0.20mｇ／L之间，30年均值为0.09６ʃ0.002mｇ／L.１980s中期TＮ指标处在Ⅴ类水平，１980s后期进入劣Ⅴ类水平，此后TＮ浓度在波动中迅速上升，至１99６年达北部水域历史最高值５.73mｇ／L，１997200６年在相对平稳中小幅波动，水质从2007开始逐步改善，至20１4年，持续2５年的劣Ⅴ类升至Ⅳ类.TＰ指标从
戴秀丽等：太湖水体氮㊁磷浓度演变趋势（１98５20１５年）937
图１太湖水体分区及点位分布
Ｆiｇ.１Ｍｏnitｏｒinｇsitｅs inｄiffｅｒｅnt paｒtsｏf LakｅTaihu
图2太湖全湖氮㊁磷浓度近30年变化趋势
Ｆiｇ.2Annuaｌｃhanｇｅsｏf thｅnitｒｏｇｅn anｄphｏsphｏｒusｃｏnｃｅntｒatiｏns in LakｅTaihuｏvｅｒthｅpast thｒｅｅｄｅｃaｄｅs １980s中期的Ⅳ类开始，水质处于持续下降中，在１99１年开始进入Ⅴ类，直至１99６年TＰ浓度达历史最高值0.20mｇ／L，１997200６年处于Ⅴ类，2007年开始升至Ⅳ类并持续到20１５年（图3）.
（2）西部水域：TＮ浓度年均值在１.６8 ６.02mｇ／L之间，30年均值为4.2５ʃ0.08mｇ／L.TＰ浓度年均值在0.04 0.１8mｇ／L之间，30年均值为0.１3ʃ0.003mｇ／L.１980s中期TＮ指标处在Ⅴ类水平，１980s后期到2007年，TＮ浓度在小幅波动中上升，至2007年达西部水域历史最高值６.02mｇ／L，200820１５年TＮ指标维
938Ｊ.ＬａｋｅＳcｉ.（湖泊科学），20１６，２８（５）
持在劣Ⅴ类水平，但浓度持续下降.TＰ指标从１980s中期Ⅲ类开始，一直处于持续下降，１992年开始进入Ⅳ类，１994年进入Ⅴ类，直至１998年TＰ浓度达最高值0.１7５mｇ／L，１99820１５年处于Ⅴ
类水平（图3）.
（3）湖心区：TＮ浓度年均值在１.23 2.５8mｇ／L之间，30年均值为１.9６ʃ0.03mｇ／L.TＰ浓度年均值在0.03 0.１2mｇ／L之间，30年均值为0.0６8ʃ0.00１mｇ／L.TＮ指标在１980s中期处在Ⅴ类水平，１980s后期到20１2年，在Ⅴ类和劣Ⅴ类之间小幅波动，湖心区水域TＮ浓度历史最高值出现在１99６年，达2.５8mｇ／L，20１320１５年稳定在Ⅴ类水平.１980s１99１年TＰ指标在Ⅲ类和Ⅳ类之间波动，１992１99６年处于Ⅴ类水平，最高浓度为0.１2mｇ／L，出现在１994年.１99720１５年长达１9年的时间稳定在Ⅳ类水平（图3）.（4）南部水域：TＮ浓度年均值在１.１2 2.8６mｇ／L之间，30年均值为１.9６ʃ0.04mｇ／L.TＰ浓度年均值在0.04 0.１５mｇ／L之间，30年均值为0.079ʃ0.002mｇ／L.TＮ指标除１999年处于Ⅳ类水平，其余时间均在Ⅴ类和劣Ⅴ类之间小幅波动，最高浓度为2.8６mｇ／L，出现在１992年.TＰ指标在１980s初期为Ⅲ类，１980s后期到１990s中期从Ⅳ类快速下降到Ⅴ类，１994年达该水域历史最高值2.8６mｇ／L，１99５20１５年在Ⅳ类与Ⅴ类之间波动（图3）.
（５）东部水域：TＮ浓度年均值为0.8１ 2.90mｇ／L，30年均值为１.48ʃ0.03mｇ／L.TＰ浓度年均值在0.0１ 0.１0mｇ／L之间，30年均值为0.0５3ʃ0.00１mｇ／L.TＮ指标在１889㊁１990㊁１993年为劣Ⅴ类，１999年为Ⅲ类，其余年份在Ⅳ类 Ⅴ类之间波动.TＰ指标在１994年为Ⅴ类，其余时间在Ⅲ类和Ⅳ类之间波动（图3）.
图3太湖各湖区氮㊁磷浓度近30年年度变化趋势
Ｆiｇ.3Annuaｌｃhanｇｅsｏf nitｒｏｇｅn anｄphｏsphｏｒusｃｏnｃｅntｒatiｏns
inｅaｃh paｒtｏf LakｅTaihuｏvｅｒthｅpast thｒｅｅｄｅｃaｄｅs
总体上来看，东部水域㊁南部水域和湖心区水质好于西部水域和北部水域.太湖具有藻型湖区和草型湖区共存的生态特征［2５］，东部水域高等植物较多，氮㊁磷浓度总体较同期其它湖区偏低.西部水域受沿岸工业发展及污染排放影响，氮㊁磷浓度上升趋势和北部水域基本一致，西部水域㊁北部水域从１99１年开始氮㊁磷浓度剧增，至１990s中后期达到峰值.西部水域综合治理后效果弱于北部水域，北部水域受无锡工业㊁季候风及水位影响最大，所以早期浓度高㊁上升快，综合治理后效果明显，TＰ浓度2003年开始持续下降，TＮ浓度也在2007年开始大幅度下降，和西部水域的持续高水平氮㊁磷浓度对比明显，而西部水域氮㊁磷浓度20１3年才下降.此外，空间对比来看，湖心区受沿岸影响最小.
从１98５20１５年逐月水质变化情况来看，TＮ浓度有明显的季节性变化规律（图4）.TＮ月均值的最高值集中出现在3㊁4月，频率分别为６7％和33％；最低值则出现在8㊁9㊁１0㊁１１月，频率分别为１8％㊁4１％㊁29％和１2％.TＮ的这种规律和蓝藻的季节分布密切相关.太湖藻类密度最低值分布在2㊁3㊁4月，频率分别为2５％㊁６2.５％和１2.５％；最高值分布在8㊁9㊁１0月，频率分别为2５％㊁６2.５％和１2.５％.TＰ浓度没有明显的季节
戴秀丽等：太湖水体氮㊁磷浓度演变趋势（１98５20１５年）939性变化规律（图4）.
图4近30年来太湖氮㊁磷浓度和藻类密度的月变化趋势
Ｆiｇ.4Ｍｏnthｌyｃhanｇｅsｏf nitｒｏｇｅn，phｏsphｏｒusｃｏnｃｅntｒatiｏns anｄ
aｌｇaｌｄｅnsity in LakｅTaihuｏvｅｒthｅpast thｒｅｅｄｅｃaｄｅs
３太湖水体氮㊁磷浓度近３０年演变趋势
30年来，全太湖水质总体呈先恶化㊁后好转的波动性变化趋势（图５）.
１980s中期：全太湖TＰ指标平均处于Ⅲ类水平，太湖各水域中除北部水域为Ⅳ类外，其他均为Ⅲ类水平；全太湖TＮ指标平均处于Ⅴ类水平，各水域中除北部水域处在Ⅴ类 劣Ⅴ类临界点外，其他均为Ⅴ类.１980s后期１990s后期：太湖全湖水体TＮ㊁TＰ浓度快速上升，并在１99６年分别达历史峰值3.84和0.１５mｇ／L.西部水域㊁北部水域上升速度明显高于其他3个水域，此期间污染程度最大的北部水域五里湖TＮ和TＰ浓度峰值分别为8.94和0.22mｇ／L.
１9992000年，太湖水质有所改善，氮㊁磷浓度有所回落，总体仍劣于Ⅴ类.各湖区间水体氮㊁磷浓度差异较大，西部及北部水域湖体水质仍劣于Ⅴ类，其中五里湖最差，TＮ浓度大于６.00mｇ／L，梅梁湖与西部水域TＮ浓度大于4.00mｇ／L；东部㊁南部及湖心区水域氮㊁磷处于Ⅳ类 Ⅴ类水平.
200１2008年，太湖各湖区TＮ及TＰ浓度均有波动性反弹.西部水域逐渐取代北部水域的梅梁湖㊁五里湖，成为太湖水质最差的水域，并一直延续至今，其TＮ浓度年均值于2007年达到监测以来最高值（６.02 mｇ／L）.
200920１3年：氮㊁磷浓度有所下降，但TＮ指标仍处于劣Ⅴ类㊁TＰ指标处于Ⅳ类.此期间各湖区水质差异显著：北部水域㊁东部水域好转，尤以北部水域五里湖最为显著，由劣Ⅴ类好转为Ⅳ类；西部水域㊁南部水域㊁湖心区水质延续2003200６年的走势，呈变差趋势.
20１420１５年：氮浓度持续下降，TＮ处于Ⅴ类㊁TＰ处于Ⅳ类.此期间东部水域㊁西部水域㊁北部水域氮㊁磷差异显著：西部水域TＮ浓度由20１１年的５.0６mｇ／L降为3.33mｇ／L，东部水域TＮ指标由20１3年的Ⅴ类降为Ⅳ类，北部尤其是西北部水域TＰ浓度略有下降.
４太湖近３０年氮㊁磷浓度变化原因分析
太湖水体氮㊁磷变化显然和流域经济发展密切相关.１980s前，太湖水体虽受一定污染，但水质总体良好，很少有蓝藻水华暴发现象.太湖在１9６0年处于贫营养阶段，总无机氮浓度为0.0５mｇ／L［2６］，１98１年83％的面积为中营养状态，只有１６.9％为富营养状态［2］.１970s末㊁１980s初，太湖周边乡镇企业迅速发展，星罗棋布，规模小，数量多，工业用水量巨大.同时，这些小企业缺乏统一㊁规范的管理，追求利润㊁忽视环保，没有污水处理设施，或有而不用，导致产生的污水没有经过处理就排入太湖，污水中含有大量的氮㊁磷等元素，导致太湖氮㊁磷浓度从１980s后期开始上升，且速度越来越快.１9972002年，氮㊁磷浓度有所回落，总体仍劣于Ⅴ类.太湖治理从１990s后期得到了高度重视，１998年底对重点污染工业实施的 零点达标行动 使流域污染物的输入得到一定控制［27］.但由于 零点达标行动 等措施属应对性措施，缺乏长期的治污战略统筹，