粪大肠菌群在洱海水体中的变化趋势研究

赵汝丽

（大理州环境监测站，云南大理671000）

粪大肠菌群在洱海水体中的变化趋势研究

赵汝丽

（大理州环境监测站，云南大理671000）

采集了2010—2014年洱海中粪大肠菌群监测数据，以MPN（最可能数）值分析出粪大肠菌群的月份、季度、年度、不同断面的变化趋势，得出月均值和季均值高的月份与丰水期有关，低的月份与枯水期有关；2010年MPN年均值最高，2011年最低；监测断面MPN均值总体上北部＞南部＞中部（湖心）。对这些变化趋势进行了原因分析，提出相关建议和措施。

粪大肠菌群；MPN值；MPN变化趋势；污染原因；洱海

粪大肠菌群属于总大肠菌群的一个亚种，是生长于人和温血动物肠道中的一组肠道细菌，随粪便排出体外，属于肠道排泄物。这类菌群普遍存在于受粪便污染的水体、土壤中。粪大肠菌群作为粪便污染指示菌，此指示菌在水中的数量与水体受粪便污染的程度呈正相关，该菌群的检出表示水体已被粪便污染。作为大理人民的母亲湖，洱海承载着大理市主要的生活用水和农业灌溉用水。洱海80%的来水发源于洱源境内。近年来随着大理州畜牧业的发展，奶牛养殖已成为洱海流域农业、农村经济发展和农民增收的重要产业。洱海源头畜牧养殖业的快速发展造成畜禽粪便急剧增加，沿湖产生的部分畜禽粪便随地表径流进入主要入湖河流，最终流入洱海。粪大肠菌群在水体中聚集到一定程度，会导致水体严重富营养化，甚至水体生态功能丧失，故粪大肠菌群的监测分析已成为评价洱海水质污染的一项重要指标。

1 采样分析概况

1.1 监测部门

大理州环境监测站。

1.2 采样点布设

依据国家、省、州环境保护部门对采样断面布设及采样点的要求：洱海属于典型的湖泊类型，全湖从南向北布设4个取样断面，每一个断面从东向西分别设置3条垂线，在每条垂线上各布设一个采样点位，全湖共布设12个采样点位。

1.3 采样频率及分析方法

采样按照国家环境保护总局颁布的 《水和废水监测分析方法》（第四版增补版）及《HJ494-2009水质采样技术指导》采样规范要求进行，在洱海全湖每月取水样1次，全年取样12次。粪大肠菌群的测定分析方法采用《HJ／T 347-2007水质粪大肠菌群的测定多管发酵法》（试行）。

2 粪大肠菌群MPN值统计

2.1 监测数据采集

引用2010—2014年5年常规监测数据分析。

2.2 数据处理和报告结果

水体中的粪大肠菌群数是以最可能数（most probable number）简称MPN值（个／L）来表示结果。根据采样断面和取样点位的设置，洱海在2010—2014年，12个监测点位每月取水样1次，全年共取水样12次，以5年中获取的720个监测数据作为本文的基础数据：全湖月均值以12个监测点的算术平均值计算，5年得出60组MPN值；季度均值以月均值为基础，得出20组MPN值；年均值以全年12个月的月均值的算术平均值计算，得出5组MPN年均值；断面年度监测均值以每一个断面上3个采样点的算术均值计算，得出20组MPN值。

3 粪大肠菌群变化趋势及变化原因分析

3.1 粪大肠菌群MPN月均值变化趋势

2010—2014年洱海水中粪大肠菌群MPN月均值见表1，变化趋势见图1。

表1 粪大肠菌群MPN月均值 （个／L）

从表1和图1可以看出：2010—2014年，洱海中粪大肠菌群MPN月均值总体上在1—3月变化不大，3月份开始出现上升趋势，8、9月份达到最高，10月份开始减少，至次年的1、2月份数量达到最少；全湖MPN月均值高的月份集中出现在每年的7—9月（丰水期），MPN月均值变化范围为140～590个／L，MPN月均值低的月份出现在1、2月（（枯水期），MPN月均值变化范围为10～57个／L；2010年整年间MPN月均值均高于其它年份的月均值；其中MPN最高月均值590个／L出现在2012年的9月份。

原因分析：粪大肠菌群作为肠道细菌的一类，其在水体和土壤中的最佳适宜生存温度为25～37.5℃，近几年间洱海水温总体上从3月开始回升，7—9月达到最高温，10月气温开始下降至次年2月，且7—9月是大理的雨季，适宜的水温和降雨导致洱海面源污染物增加；2012年9月份出现5年中最大的降雨量，仅单点暴雨就达到200.7mm，洱海周边大量畜禽粪便和生活污水冲入洱海，导致水体中菌群数量大量增加，MPN月均值也达到了最高。

3.2 粪大肠菌群MPN均值季度变化趋势

2010—2014年洱海水中粪大肠菌群季度监测MPN均值变化见表2。对5年的季度监测MPN均值进行了线状绘制，变化趋势见图2。

表2 粪大肠菌群季度监测MPN均值 （个／L）

从表2和图2可以看出：在2010—2014年的季度变化中，洱海粪大肠群菌MPN均值高的时段集中出现在每一年的第三季度 （丰水期），均值低的时段均出现在每一年的第一季度 （枯水期）。洱海全湖粪大肠菌群MPN均值随季度变化趋势为：三季度＞二季度＞四季度＞一季度。

原因分析：洱海流域的降水主要出现在每年的第三季度（丰水期），其降水量占全年雨量的85%以上，充沛的雨水使洱海周边牧草生长旺盛，此季节农户饲养的奶牛处于大范围放养状态，畜禽排泄物及周边的生活污水在大量雨水的淋洗、冲刷下，随地表径流进入洱海，导致洱海水体中的粪大肠菌群出现短暂大规模聚集，故MPN值较高；到了四季度和一季度（枯水期），随着雨季的减弱，随着地表径流流入洱海的地表粪便污染物减少、水体自净作用恢复和粪大肠菌群适宜生存条件的改变，洱海水体中的粪大肠菌群数量明显降低，处于全年最低水平。

3.3 粪大肠菌群MPN年均值变化趋势

2010—2014年洱海水中粪大肠菌群MPN年均值见表3，变化趋势见图3。

表3 粪大肠菌群MPN年均值 （个／L）

从表3和图3可以看出：2010—2014年，2010年洱海中粪大肠菌群MPN年均值最高，最高值为224个／L，2011年MPN年均值最低，最低值为83个／L；从2012年开始MPN年均值呈现明显的下降趋势。

原因分析：2011年洱海流域出现最少降雨，雨量仅423.4mm，随地表径流进入洱海的畜禽粪便和生活污水减少，MPN年均值出现最低；2010年出现严重干旱，气温总体偏高，水体中粪大肠菌群的自我繁殖能力增强，粪大肠菌群MPN年均值处于5年中最高水平。从2012年开始在洱海流域周边相继建成了大理顺风生物有机肥厂和大理九园生物有机肥厂，利用畜禽粪便生产生物有机肥，每年可收集加工畜禽粪便14万m3（17万t鲜粪），使沿湖畜禽粪便得到了有效的利用，洱海水质明显改善。

3.4 监测断面粪大肠菌群MPN均值变化趋势

根据采样断面和采样点位的设置，洱海布设4个采样断面，每个采样断面上从东至西垂直设置1个取样点，共设置12个取样点。全湖从北至南采样断面布设为：631（桃源）—632（湖心0）—633（双廊），280（喜洲）—281（湖心1）—282（康廊），283（龙龛）—284（湖心2）—285（塔村），286（小关邑）—287（湖心3）—288（石房子）。

2010—2014年洱海监测断面粪大肠菌群MPN均值见表4，变化趋势见图4。

表4 监测断面粪大肠菌群MPN均值（个／L）

从表4和图4可以看出：2010—2014年，洱海水中粪大肠菌群MPN均值从北至南随监测断面变化趋势是：631（桃源）—632（湖心0）—633（双廊）监测断面的粪大肠菌群MPN均值明显高于其它3个监测断面；286（小关邑）—287（湖心3）—288（石房子）监测断面的MPN均值高于283（龙龛）—284（湖心2）—285（塔村）监测断面；280（喜洲）—281（湖心1）—282（康廊）监测断面的MPN均值整体处于最低水平；其中MPN均值最高值732个／L出现在631（桃源）—632（湖心0）—633（双廊）监测断面，MPN均值最低值36个／L出现在280（喜洲）—281（湖心1）—282（康廊）监测断面；全湖粪大肠菌群MPN均值总体上北部＞南部＞中部 （湖心1和湖心2）。

原因分析：洱海主要入湖河流弥苴河 （来水占洱海入湖总径流量的50%以上）、罗时江、永安江等均集中在北部，且近年来随着双廊旅游业的兴起，沿海酒店、农家乐相应增多，北部受到沿岸生活污水及入湖河流带来的大量面源污染物的影响，出现631（桃源）—632（湖心0）—633（双廊）监测断面MPN均值较高；南部286（小关邑）—287（湖心3）—288（石房子）监测断面距离旅游船只停靠的大理港码头较近，部分生活污水对南部水域有相应影响。

4 结论

（1）洱海粪大肠菌群MPN月均值及季度均值变化趋势：2010—2014年，洱海中粪大肠菌群MPN月均值和季均值高的月份集中出现在每年的7—9月 （丰水期），均值低的月份集中出现在每年的1、2月 （（枯水期）。洱海流域丰水期出现较大降雨量，畜禽排泄物及沿湖生活污水随地表径流进入洱海，导致洱海水体中的菌群大范围聚集，加之适宜的水温使得菌群繁殖能力增强，出现粪大肠菌群数量大幅度增加；枯水期降雨量减少，随地表径流进入洱海的污染物减少，水体自净能力恢复及菌群适宜生存条件改变，洱海水体中粪大肠菌群数量相应降低。

（2）洱海监测断面粪大肠菌群MPN均值变化趋势：2010—2014年，洱海水质中粪大肠菌群MPN均值631（桃源）—632（湖心0）—633（双廊）监测断面＞286（小关邑）—287（湖心3）—288（石房子）监测断面＞283（龙龛）—284（湖心2）—285（塔村）监测断面＞280（喜洲）—281（湖心1）—282（康廊）监测断面，洱海全湖监测断面粪大肠菌群MPN均值总体上北部＞南部＞中部 （湖心）。洱海北部村落密集，随着畜牧养殖业的发展和沿湖旅游业的兴起，受到沿岸生活污水及入湖河流带来大量面源污染物的影响，北部水质较差。

（3）洱海粪大肠菌群MPN年均值变化趋势：2010—2014年，2010年MPN年均值最高，达到224个／L；2011年最低，为83个／L；从2012年开始粪大肠菌群MPN年均值呈逐年下降趋势。随着对洱海流域农业面源污染的重视、整治、沿湖小型村落污水处理厂的投产使用及洱海源头利用畜禽粪便生产生物有机肥技术的推广，沿湖面源污染物得到有效控制，洱海水质出现明显改善。

5 措施和建议

（1）利用现代技术，减少污染源。畜禽养殖污染治理是洱海农业面源污染治理的重要内容，建议在洱海流域的邓川、右所、上关等奶牛养殖重点镇推广规模奶牛养殖场粪便收集发酵处理循环利用技术及加强推广利用畜禽粪便生产生物有机肥技术，有效降低洱海流域养殖业面源污染。为了方便粪便的集中收集和处理，建议奶牛养殖以规模圈养为主，尽量减少户外大范围放养。

（2）推广食用菌试验示范项目。根据 《洱海流域农业面源污染防治重点项目实施意见》，应加快推广开展循环利用牛粪种植双孢菇等食用菌试验示范项目，利用牛粪制作菇床，收菇后基质料成为改善土壤结构、增加土壤有机质的优质有机肥，实现牛粪的循环利用，实现畜禽粪便 “零排放”。

（3）实施清水入湖工程。减少湖泊流域污水流入量，即减少地表径流和地下渗漏量，减少农田排水，进行流域水土保持和其它生态治理。第一，要对洱海周边入水口、排污口进行认真调查摸底，要求各部门制定排污口截污方案，最终实现入湖排污口全部截断。特别在丰水期，要适时地截留、分流。第二，利用洱海流域周边建成的小型村落污水处理厂对生活污水进行处理，有效降低污染物的排放量。

（4）加强监测力度。特别是在MPN均值高的月份、季度、洱海北部断面等加强监测，以期得到最有效的监测数据，以便适时地调整防治措施。

［1］本书编委会编.水和废水监测分析方法：第四版增补版［M］.北京：中国环境出版社，2002.

［2］环境保护部环境工程评估中心.环境影响评价技术方法［M］.北京：中国环境科学出版社，2014.

［3］HJ／T 347-2007水质粪大肠菌群的测定多管发酵法（试行）［S］.

［4］2010—2014年大理州环境监测站年鉴报表［Z］.

Research on Changes of the Amount of Fecal Coliform in the W ater Body of Erhai Lake

ZHAO Ru-li
（Dali Environmental Monitoring Station，Dali Yunnan 671000，China）

Themonitoring data of fecal coliform from the year of 2010 to 2014 in Erhai Lake were used to analyze itsmonthly，seasonally，and yearly changes in differentmonitoring sites based upon the MPN value.The results showed that the high monthly average and seasonally average had close relationship with high flow period.The low average was correlated to low water period.The highest yearly MPN value occurred in 2010 and the lowestwas in 2011.The average MPN in the north was higher than that in the south and the center.The drivers of these changes were explored.The countermeasureswere put forward on fecal coliform control.

fecal coliform；MPN values；MPN trend；pollution sources；Erhai Lake

X52

A

1673-9655（2015）05-0039-05

2015-03-07