鄱阳湖湖区水体营养盐分布格局研究
2009-06-19吴颖靖文仕知
吴颖靖 文仕知
摘要:文章通过分析测定鄱阳湖水体水化学参数及其氮、磷含量,对其水化学特征及其氮磷时空分布特征做了系统研究。结果表明,鄱阳湖水体营养盐含量按照枯水期—平水期—丰水期时间顺序呈下降趋势,鄱阳湖TN、TP的含量明显高于湖泊富营养化的发生浓度,湖区不同程度地存在富营养问题,且局部区域已具备了发生严重富营养化的水文、地理、气象和水质等基本条件。
关键词:鄱阳湖;营养盐;分布格局
中图分类号:X524文献标识码:A
文章编号:1674-1145(2009)14-0015-02
一、研究方法
(一)采样点分布
在流入鄱阳湖各支流的入湖口处设置一个采样点,以监测入湖口处河流水质,同时在湖体河流汇入处也设了采样点,以获得接纳河水后湖水水质参数。
(二)采样频次的确定
对鄱阳湖湖区及主要支流全年按照丰水期、平水期和枯水期各采样一次。本次工作样品采集时间分别为2008年3月、2008年5月和2008年7月。2008年3月为枯水期,2008年5月份处于平水期,2008年7月为丰水期。
(三)样品采集及处理
河水和湖水表层水的采样深度为水面0.5m以下,湖体底层水采集距湖底上约1m的水样。水样采集后立即取部分当场用针筒过滤器通过0.45um的滤膜过滤,分别盛装于样品瓶中密封,用于阴离子Cl-和SO42-测定的水样不用加保存剂,而用于阳离子测定的水样则需加入硝酸酸化至pH<2,用于其他成分测定的水样则加入硫酸酸化至pH<2。
二、结果与讨论
(一)各水期湖区的营养盐分布特征
1.枯水期。2008年3月为枯水期,气候较为寒冷,为农闲期,流域降水稀少,地表径流小,泥沙含量少,流域污染主要来自城镇生活污水和工业废水,各江河入湖水量锐减,与历史同期比较偏少8成,鄱阳湖区水体容积较正常年显著偏小,鄱阳湖出现历史同期罕见低水位,星子站平均水位7.67m,其中都昌、康山两站水位创历史同期最低,与历史同期均值相比,水位偏低3.24m,相应鄱阳湖水面面积76.9km2,容积2.18亿m3。水面面积、容积分别偏小592km2和8.62亿m3,因为水量少,鄱阳湖水质较差。鄱阳湖区枯水期总氮(TN)平均值为1.18 mg/L,最高值出现在龙口为2.9mg/L,而且沿水流方向有总体下降的趋势,在蛤蟆石段为0.71 mg/L,在湖口处有最低值0.62 mg/L。NH+ 4-N与TN有非常相似的变化规律,最高值均出现在龙口;TP以蚌湖段最高,为0.24 mg/L,枯水期湖区的营养盐分布见图1:
2.平水期。2008年5月份处于平水期,水位开始上升,污染除城镇生活污水和工业废水,也包含部分农业灌溉施肥废水;各江河入湖水量与历史同期均值相比偏少3.8成。鄱阳湖受长江水位和五河来水的共同影响,水位变化平稳,捕鱼、采砂等活动禁止,鄱阳湖水体水质有所上升。鄱阳湖区平水期TN平均值为1.169mg/L,TP平均值为0.074,均低于枯水期。最高值分别为2.15mg/L、0.12mg/L。鄱阳湖区的TP含量在水流方向上总体呈现递减趋势,由于饶河和博阳河的磷输入,在龙口和蚌湖处TP的含量出现差异,而从星子断面后湖区的TP值几乎保持稳定。NH+ 4-N与TN同枯水期一样仍然具有非常相似的变化规律,但又有些不同,湖区氨氮的平均值为0.1781 mg/L,大大低于枯水期的0.794 mg/L,最高值仍出现在龙口,为0.496 mg/L。龙口段的氮含量呈升高趋势主要还是与饶河的输入有关,饶河的TN仍为全流域最大值,为2.1mg/L,这与鄱阳湖发达的渔业有关。据统计,2005年鄱阳县渔业生产总值高达87 670万元,鱼虾的养殖将含有大量悬浮物质和营养盐的水排入河流中,致使河水氮含量明显偏高。平水期湖区的营养盐分布见图2:
3.丰水期。2008年7月为丰水期,鄱阳湖进入主汛期,流域普降大到暴雨,饶河流域发生了1998年以来最大洪水,合成入湖流量大增,受面源污染及湖水冲刷影响,全湖水质并没有因为水量的大增而转好。湖区污染物浓度有所降低,农业生产上正值双抢季节,早稻刚割,晚稻刚栽不久,流域的水量大,泥沙含量较高,污染除城镇生活污水和工业废水,也包含部分农业灌溉施肥废水。鄱阳湖区丰水期TN平均值为1.15mg/L,只略低于平水期,最高值出现在龙口为1.87mg/L,而且沿水流方向有总体下降的趋势。过星子后TN的含量变化不大。TP平均值为0.033 mg/L,比平水期有所降低,最高值出现在康山、青岚湖;NH+ 4-N与TN的变化规律与枯水期、平水期不同,整体上变化不大。湖区氨氮的平均值为0.22mg/L,略高于平水期的0.178 mg/L,最高值出现在都昌,为0.569 mg/L。丰水期湖区的营养盐分布见图3:
(二)湖区的营养盐变化趋势
由表1可以看出枯水期的氮、磷含量平均值均高于丰水期,为三季节中最高。鄱阳湖总氮、总磷的变化趋势为枯水期>平水期>丰水期,由此可得出,水量是在整体上影响氮、磷含量的主要因素。氨氮的含量同样为枯水期最高,但丰水期含量高于平水期,这主要是受洪水冲刷的影响,导致大量的农村面源污染物进入水体。鄱阳湖TP含量以丰水期时的最低,而枯水期由于水温低,水生生物活动受到抑止,加上藻类浮游植物大量死亡水体磷酸盐含量的增加。再加上在枯水期,鄱阳湖主湖区水位很低,水体交换速度慢,因此水质差。空间变化上鄱阳湖主湖区氮磷含量较低。饶河和信江的输入是其上游含量高的主要原因,生物降解及其沉降过程是造成湖区中游氮、磷含量降低的主要原因;而下游受赣江、修水的输入的影响,水体氮磷又呈升高趋势。各水期营养盐分布趋势见图4。
(三)湖区营养盐的主要来源
鄱阳湖干流的营养状态,一方面与入境的水质有关,另一方面也取决于境内污染源的污染物排放负荷大小。因此,弄清境内污染源的排放尤其是氮、磷污染负荷的来源情况,并对其进行预测是鄱阳湖水体富营养化研究的一个重要而基础的内容。
水体中的氮、磷来源很多,其中有外源性负荷和内源性负荷[2]。外源性的氮磷主要来自面源污染和点源污染。面源污染主要来源于农业,点源污染主要来源于生活污水和工业废水。内源性氮、磷负荷主要来自沉积物中的释放、水生动植物新陈代谢以及衰老和死亡的动植物分解等。农业土壤中施入的肥料中氮和磷的量,很大部分都在作物吸收之前流失到水体。
我国由于经济以及其他条件的限制,生活污水有很大一部分未经处理便直接排入水体中,其与水体磷含量呈显著相关。湖区周边及入湖支流经过的城镇的生活污水排放也是湖区氮磷营养元素的来源之一。湖区周边的食品加工企业、化肥生产企业、磷化工行业等工业废水中也含有大量较高浓度的氮磷,当这些工业废水不加处理或处理不充分时,都将导致大量的氮磷进入水体,造成严重的污染。
参考文献
[1]蔡海生,赵小敏.鄱阳湖湿地资源现状分析及其保护对策[J].江西农业大学学报,2003,25(6).
[2]方云英.水体富营养化的现状、污染物的来源与防治对策[J].上海环境科学.
[3]《鄱阳湖研究》编委会著.鄱阳湖研究[M].上海科学技术出版社,1988.
[4]http://www.gxny.gov.cn/2008/0507/092203-1.html
[5]徐翠莲.城市生活污水生物脱氮技术[J].福建环境,1998,(10).
作者简介:吴颖靖(1982- ),女,江西南昌人,中南林业科技大学水土保持与荒漠化防治专业研究生,研究方向:生态工程。