北京大學(xué)燕園校區(qū)水質(zhì)分析與校園水環(huán)境保護(hù)

劉雪蕾， 李恩敬， 陳 倩， 劉克新

（北京大學(xué)實(shí)驗(yàn)室與設(shè)備管理部，北京100871）

0 引 言

校園環(huán)境是一流大學(xué)建設(shè)的重要依托，優(yōu)美的校園環(huán)境是文化的傳承也是精神的依托，能夠陶冶學(xué)人的情操、啟迪智慧、規(guī)范行為、完善人格。六朝古都北京獨(dú)特的水文環(huán)境為世界所矚目，燕園校區(qū)是古都北京西部水系的組成部分，經(jīng)歷了歷史的變遷、城市的改造，燕園的自然環(huán)境依舊如故，為更好地保護(hù)北京的歷史文化遺產(chǎn)，學(xué)校環(huán)境保護(hù)辦公室多年來對(duì)燕園校區(qū)水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測，通過對(duì)飲用水檢測點(diǎn)、景觀水取水點(diǎn)、污水排放口水質(zhì)的檢測，對(duì)水體實(shí)際狀況有了定性的判斷，并根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行了定量分析，再通過與相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)參考對(duì)比，確定水體的現(xiàn)狀。水質(zhì)監(jiān)測是了解燕園區(qū)域水體狀況、人員健康、環(huán)境安全及環(huán)境污染情況的重要手段，對(duì)燕園校區(qū)整體環(huán)境、安全和健康管理具有一定的意義。

1 燕園校區(qū)的水體情況

1.1 燕園水體的組成

古都北京西部水系上起玉泉山，入昆明湖后經(jīng)萬泉河向東流入蔚秀園、未名湖、清華大學(xué)、大石橋匯入清河，全長9.5 km［1］。早在順治年間北大西門外南行大約七八十步，是婁兜橋的舊址，橋下有水東流，注入北大校園，1959年起，北大在西門內(nèi)開鑿了第一眼自流井，噴水甚旺，因此將婁兜橋下的水道填塞。后來，北大又在附近的池塘中陸續(xù)開鑿了幾口同樣的自流井，可是現(xiàn)在已經(jīng)全不見當(dāng)初“噴水甚旺”的情景了［2］。隨著城市人口的增多，萬泉河風(fēng)光不再，古有“海淀一勺”的勺園，曾以細(xì)流瀠洄，湖泊連屬，岡巒起伏、林木幽深著稱，多年來流水和湖泊面積也不斷縮減。近年來，由于未名湖水位連年下降，萬泉河水質(zhì)受到生活用水的污染，1998年學(xué)校實(shí)施了未名湖治理工程，將未名湖區(qū)域水體自循環(huán)，并進(jìn)行了清淤疏通，未名湖水的補(bǔ)給主要來源是自然降水和人工補(bǔ)給。近年來，未名湖水域面積一直保持在約86 520.6 m2，平均水深1 m，蓄水量為86 520.6 m3。燕園校區(qū)的未名湖、鳴鶴園湖、朗潤園湖和蔚秀園湖組成了北京大學(xué)優(yōu)美的自然水文環(huán)境［3］。

學(xué)校自建校以來基本沿用了燕京大學(xué)美國設(shè)計(jì)師墨菲的校園規(guī)劃［4］，現(xiàn)代的燕園校區(qū)從使用功能上分東部教學(xué)區(qū)、東部科研區(qū)、南部生活區(qū)、西部辦公區(qū)、西部住宅區(qū)和燕北園住宅區(qū)等，根據(jù)各自區(qū)域的功能選取了相應(yīng)的飲用水、景觀水和排污口取水點(diǎn)。

1.2 依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)與評(píng)價(jià)指標(biāo)

景觀水的水質(zhì)受區(qū)域周圍生態(tài)環(huán)境和入水口水質(zhì)的影響，水體中氮、磷營養(yǎng)元素長期積累易使水體富營養(yǎng)化［5］。一般用作景觀水的水質(zhì)根據(jù)《中華人民共和國地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）需達(dá)到地表水水質(zhì)的IV類標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于再生水用于景觀水的水質(zhì)監(jiān)測一般參考《城市污水再生利用景觀環(huán)境用水水質(zhì)》（GB／T 18921-2002）［6］。學(xué)校環(huán)境保護(hù)辦公室自2002年起，連續(xù)16年依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)燕園景觀水的水質(zhì)情況進(jìn)行了監(jiān)測，監(jiān)測指標(biāo)包括：色、渾濁度、肉眼可見物、pH、總硬度（CaCO3）、鐵、錳、銅、鋅、揮發(fā)酚類、硫酸鹽、氯化物、溶解性總固體、氟化物、氰化物、砷、硒、汞、鎘、鉻、鉛、銀、硝酸鹽等。

飲用水安全事關(guān)每個(gè)人的切身利益，2015年4月國務(wù)院發(fā)布《水污染防治行動(dòng)計(jì)劃》，提出我國在飲用水方面的工作目標(biāo)是到2020年，飲用水安全保障水平持續(xù)提升。目前，中國的飲用水安全保障體系以《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB5749-2006）為依據(jù)，以世界衛(wèi)生組織《飲用水水質(zhì)準(zhǔn)則》為基礎(chǔ)，并參考了美國和歐盟等國家和地區(qū)的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)修訂，對(duì)飲用水檢測指標(biāo)的設(shè)定、監(jiān)測技術(shù)與方法均有明確修訂［7］。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了生活飲用水水質(zhì)衛(wèi)生要求、水源水質(zhì)衛(wèi)生要求、集中式供水單位要求、二次供水衛(wèi)生要求、涉及生活飲用水衛(wèi)生安全產(chǎn)品要求、水質(zhì)監(jiān)測和水質(zhì)檢驗(yàn)方法。該標(biāo)準(zhǔn)適用于城鄉(xiāng)各類集中式供水的生活飲用水，也適用于分散式供水的生活飲用水。學(xué)校環(huán)境保護(hù)辦公室自2002年起，連續(xù)16年每年2次對(duì)燕園校區(qū)水塔泵、43號(hào)樓泵、五四井、暢春園、燕北園等區(qū)域的飲用水進(jìn)行檢測，檢測指標(biāo)主要包括：砷、鎘、鉻、鉛、汞、硒、氰化物、氟化物、硝酸鹽、亞氯酸鹽、氯酸鹽、色度、渾濁度（NTU）、臭和味、肉眼可見物、pH、鋁、鐵、錳、銅、鋅、氯化物、硫酸鹽、溶解性總固體、總硬度（CaCO3）、耗氧量、揮發(fā)酚類、陰離子合成洗滌劑［8］。

根據(jù)《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 8978-1996），學(xué)校環(huán)境保護(hù)辦公室自2012年起，連續(xù)6年對(duì)對(duì)燕園校區(qū)中關(guān)園北門污水出水口、中關(guān)園一公寓污水出水口、物理大樓污水出水口、邱德拔體育館污水出水口、西門污水出水口、暢春新園污水出水口、48號(hào)樓側(cè)污水出水口的關(guān)鍵性指標(biāo)進(jìn)行檢測，檢測指標(biāo)項(xiàng)包括：pH、化學(xué)需氧量、懸浮物、SS、氨氮、總氮、總磷［9］。

1.3 檢測方法與儀器

各項(xiàng)指標(biāo)的檢測依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)方法，使用的儀器主要包括：METTLER TOLEDO FE20 pH計(jì)、島津UV-1800紫外可見分光光度計(jì)、電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（美國Perkin-Elmer Sciex ELAN DRC II）、Milli-Q 純水機(jī)、酸蒸餾裝置、渦旋振蕩器等。

2 檢測結(jié)果與分析

2.1 未名湖水質(zhì)檢測情況

近年來，在學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)和各部門的積極配合下，未名湖實(shí)現(xiàn)了湖水自循環(huán)，湖區(qū)出入水口首尾相接、自成體系，封閉循環(huán)，受光照、風(fēng)力影響不大，受自然降水影響較大，無排污口，水中微生物種群較為健康，湖底微生物多樣性與TN正相關(guān)，藻類的固氮作用可能是未名湖氮素的主要來源［3］。

監(jiān)測因子重點(diǎn)考察水中的理化性質(zhì)和污染物指標(biāo)，檢測項(xiàng)目有pH值、溶解氧、含氮化合物、耗氧量CODMn、溶解性總固體和氰化物等基本指標(biāo)，以及硫酸鹽、氯化物…氟化物、鎘、鉻、鉛等污染物指標(biāo)。檢測時(shí)間連續(xù)16年，每年夏秋二季各采樣一次；采樣布點(diǎn)和取樣方法采用環(huán)境監(jiān)測中湖泊水質(zhì)檢測方法中采樣布點(diǎn)方法要求結(jié)合實(shí)際情況布點(diǎn)，取水地點(diǎn)為未名湖東岸和西門內(nèi)眼鏡湖南側(cè)。

常規(guī)檢測因子數(shù)據(jù)顯示，連年來未名湖pH穩(wěn)定在7.66～8.44。整個(gè)水域監(jiān)測點(diǎn)的化學(xué)需氧量（COD）值呈現(xiàn)連年下降趨勢（見圖1），數(shù)據(jù)顯示2002～2005年平均CODMn值高于25 mg／L，主要原因是早年學(xué)校未名湖水沒有完全自循環(huán)，注入的萬泉河水質(zhì)較差、地下水注入量不足、自循環(huán)中水處理系統(tǒng)凈化程度不夠等。此后該平均值穩(wěn)定在9～10 mg／L之間，水質(zhì)接近與I類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

圖1 未名湖水質(zhì)·CODMn連年監(jiān)測圖

未名湖水質(zhì)的特征影響因子主要考察重金屬離子的鎘、鉻、鉛以及硝酸鹽（以氮計(jì)）等無機(jī)陰離子的含量。［10］通過連年數(shù)據(jù)監(jiān)測，重金屬鎘平均值小于0.3 μg／L，六價(jià)鉻和總鉻平均值小于0.000 2 mg／L，重金屬鉛平均值小于2.6 μg／L，水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)高于國家規(guī)定的景觀湖水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)［11］。

2.2 飲用水符合衛(wèi)生規(guī)范

選取燕園校區(qū)的5～6個(gè)取水點(diǎn)的水質(zhì)連年進(jìn)行檢測，按照《生活飲用水衛(wèi)生規(guī)范》和《北京市生活飲用水衛(wèi)生監(jiān)測管理辦法》進(jìn)行檢測和評(píng)價(jià)。取水點(diǎn)包括：水塔泵、43號(hào)樓泵、五四井、暢春園、燕北園、萬柳等。自2002年以來，共監(jiān)測水樣180余件，合格率100%。

2.3 污水排放達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)

學(xué)校連續(xù)5年對(duì)燕園校區(qū)中關(guān)園北門污水出水口、中關(guān)園一公寓污水出水口、物理大樓污水出水口、邱德拔體育館污水出水口、西門污水出水口、暢春新園污水出水口、48號(hào)樓側(cè)污水出水口的關(guān)鍵性指標(biāo)進(jìn)行檢測。根據(jù)《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918-2002）和《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 8978-1996）的規(guī)定，我們對(duì)各排水口的pH、SS、氨氮、總氮、總磷進(jìn)行監(jiān)測［12］。自2012年以來，共檢測水樣35余件，合格率100%。

3 燕園校區(qū)的景觀水環(huán)境保護(hù)

未名湖的歷史可以追述到明朝歷史，曾經(jīng)海淀一帶的皇家園林和濕地風(fēng)景在如今依然可以在燕園找到昔日的風(fēng)采，而未名湖和博雅塔也滋潤著一代又一代的北大學(xué)子攀登知識(shí)的高峰，燕園的景觀暈染著北大特有的人文情懷和學(xué)術(shù)氛圍。學(xué)校1 km2的彈丸之地尚且維系著山水交接，見證著禽獸繁衍生息，這一片雜草灌叢不被人為地休整，流出連貫的河湖讓濕地植物自由生長。這一切會(huì)賦予學(xué)校更持久的生命力。未名湖養(yǎng)育著燕園的師生，也養(yǎng)育著生長在其中上百種的動(dòng)植物［13］。

1998年北京大學(xué)實(shí)施了未名湖治理工程，將未名湖區(qū)域水體自循環(huán)，并進(jìn)行了清淤疏通；2015年北京大學(xué)實(shí)施了未名湖北側(cè)的后湖區(qū)域的清淤改造，并重新打造了后湖區(qū)域的生態(tài)景觀，將常年封閉、年久失修的院落開放，進(jìn)行整體園林綠化；2017年北京大學(xué)實(shí)施了西校門外蔚秀園湖區(qū)的清淤改造，實(shí)現(xiàn)了整體湖區(qū)的灌溉。

（1）規(guī)范水事秩序，加強(qiáng)巡查保護(hù)。為消除未名湖水體環(huán)境遭到破壞的隱患，北京大學(xué)實(shí)施了未名湖區(qū)域晝夜巡查，禁止私自垂釣、捕魚和放生等破壞水質(zhì)的行為，有計(jì)劃的實(shí)施清淤和捕撈工作，并在湖區(qū)增設(shè)24h電子監(jiān)控，控制水質(zhì)因環(huán)境因素遭到污染。

（2）加強(qiáng)監(jiān)督力度，定期采樣檢查。未名湖是自循環(huán)湖，受周圍流域水質(zhì)環(huán)境、光照和風(fēng)力等影響較小，湖水水質(zhì)變化主要受自然降水和人工注水量的影響。連續(xù)多年對(duì)固定區(qū)域的水質(zhì)進(jìn)行檢測，一般在初夏和初冬季節(jié)進(jìn)行。

（3）清淤治理推進(jìn)生態(tài)保護(hù)。采取生物調(diào)節(jié)技術(shù)對(duì)水質(zhì)進(jìn)行凈化，于春季投放草魚、鰱魚等魚苗，通過生態(tài)鏈對(duì)湖區(qū)水質(zhì)進(jìn)行改善。在湖區(qū)周圍實(shí)施綠化，擴(kuò)大綠化面積，通過湖水和岸邊二個(gè)層面的綜合治理，提高水體自凈能力。

4 結(jié) 語

學(xué)校環(huán)境保護(hù)辦公室定期對(duì)全校各區(qū)域飲用水、景觀水和排放污水的水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測，密切關(guān)注各項(xiàng)指標(biāo)的變化，通過常年的監(jiān)測結(jié)果發(fā)現(xiàn)，燕園校區(qū)飲用水指標(biāo)達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)，各管線運(yùn)行良好，不存在飲用水健康安全風(fēng)險(xiǎn)；通過多年的未名湖區(qū)治理和改造，燕園校區(qū)的景觀水質(zhì)優(yōu)于國家標(biāo)準(zhǔn)，營造了良好的校園環(huán)境；燕園校區(qū)的污水排放指標(biāo)達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)，但部分排水口數(shù)值偏高，在現(xiàn)有的條件下盡量減少指數(shù)偏高的排水口附近的用水設(shè)計(jì)規(guī)劃，科學(xué)減少污水排放，從源頭控制污水產(chǎn)量［15］。學(xué)校將繼續(xù)通過維護(hù)和打造良好的校園環(huán)境，將環(huán)境保護(hù)和人員健康防護(hù)作為建設(shè)世界一流大學(xué)的有力支撐。