环太湖不同类型河流水体营养盐形态的时空发布特征研究

来源 :中国科学院研究生院 中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ouerfadaide
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环太湖工业、生活、农业的发展对湖泊富营养化进程的加快起到了推波助澜的作用,然而很少有研究对环太湖河流进行分类、细化研究其水体中的营养盐形态。本文对环太湖河流的水质背景进行了分区研究,然后又从分类角度在太湖周边选取受工业、生活和农业影响河流,对其中不同形态营养盐浓度的时空变化进行了研究,试图将不同类型入湖河流水体中主要形态的营养盐浓度作为一个更为清晰量化的东西呈现出来供流域管理部门和湖泊富营养化的研究者参考。本文对不同类型河流水体的磷储备库可酶解磷的含量以及有机磷的矿化速率也进行了研究。最后利用稳定碳、氮同位素手段对太湖不同湖区水体中的有机质进行溯源研究,将工业、生活、农业这些湖泊外源与湖泊内源即相应湖区的表层沉积物对水体有机质的贡献进行量化,对流域管理具有借鉴意义。   2008年丰水期对环太湖河流水质背景分区研究结果表明:望虞河水环境综合治理实施之前,该河的总氮(TN)、溶解性总氮(DTN)、总无机氮(TIN)、总磷(TP)、溶解性总磷(DTP)、反应性活性磷(SRP)以及悬浮物(SS)浓度都是最高的。太湖北部入湖河流水体中有机污染最严重,其TN、TP浓度也很高,仅次于望虞河。太湖东边河流的水质相对来讲最好,除TN外的其它指标均满足Ⅱ~Ⅲ类水质。太湖南边入湖河流的水质仅次于东边,除TN之外的其它指标也基本满足Ⅱ~Ⅲ水质,但其水体中悬浮物的含量较高,水比较浑浊。太湖西部入湖河流的水质稍好于北部,但劣于东部和南部,河流的氮含量很高,除TN外,NH4+-N也为劣Ⅴ类,宜兴有很多河流水体中NO2--_N浓度异常高,可能与该地区的工业发展有关。研究结果显示太湖西部很多河流在本次调查之前被污染,污染已开始分解但现在仍有新污染产生。   太湖西部入湖河流水体中氮的浓度远高于对应湖区,河流水体中TN、DTN和TIN分别为对应湖区的1.5~2.6倍、2.4~3.4倍、3.8~5.2倍,河流水中TP、DTP或SRP与对应湖区的差异不明显甚至低于湖区水体,因此对西部湖区入湖河流水质的治理要特别注重对氮的限制。北部入湖河流水体中的氮、磷以及有机污染物质都远高于湖泊,河流水体中TN、TP、CODMn分别为对应湖区的2.0~3.2倍、1.7~4.2倍、1.6~2.3倍。故对北部河流要对氮、磷同时限制,否则该区的河流入湖将加剧太湖水体的富营养化程度。   2009年枯、平、丰水期对受工业、生活、农业影响较大的入湖河流上、中、下游水体形态磷、形态氮的时空变化进行了研究。三类河流对湖泊水体TP浓度的影响:工业废水最大,其次是农业尾水,最后是生活污水。受农业影响河流水体中磷主要以颗粒态输移,三类河流对湖泊输入即时可利用磷SRP浓度比较则是受工业影响河流最大,其次是生活,农业影响最小。三类河流水体中EHP浓度随枯水期、平水期、丰水期逐渐升高,受工业影响河流水体中EHP浓度高于受生活影响河流水体中EHP浓度,农业水体中EHP浓度相对较低。枯水期河流水体中SRP占总磷的比例高于EHP在总磷中的比例,平水期两者大致相当,丰水期则EHP在总磷中的比例较高。   枯水期入湖河流的TN、DTN浓度明显大于相应湖区,但在平水期和丰水期,湖泊的内源问题则凸显出来,尤其是DTN浓度几乎都高于河流水体的。受生活影响河流水体中NH4-N的平均浓度最高,受农业影响河流水体中NO3--N的平均浓度最高,受工业影响河流水体中NO2--N的平均浓度及河流入湖处的NO2--N浓度较其它两类高。   环湖河流水体中有机磷的矿化速率较小,水体中EHP平均浓度处于0.011mg/1~0.113mg/L,其磷周转时间约需要半周到一周,特殊情况下周转时间可达十多天。   枯水期太湖北部湖区水体DOM受生活污水和农业尾水影响较大,比例参半:西南部湖区水体DOM受生活污水和农业尾水影响较大,其中生活影响约占57%,农业影响约占43%;东部湖区水体DOM受工业废水和表层沉积物的影响较大,其中工业影响占88%,表层沉积物影响占12%。   枯水期太湖水体POM主要受工业废水和再悬浮表层沉积物影响严重,其中再悬浮的表层沉积物对北部湖区、东部湖区及西南部湖区水体中POM的比例分别达到31%、32%、35%。可见除了严格控制外源之外,在太湖进行生态修复,恢复水生植被以固持湖泊沉积物,防止沉积物发生再悬浮也很重要。
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