南沙湿地公园水化学特征及其时间变化研究

陈洲 李军 甘兴花

摘要：水资源是人类赖以生存和发展的基本保障，流域水化学研究可以反映流域的水体化学组成成分、地质岩性、大气降水、气候以及人类活动等重要因素对流域的影响。随着人类社会经济的逐步发展，水质受到各种自然和人为因素的交互作用，尤其人为因素的影响越来越强烈。南沙湿地公园的水质调查表明，总溶解固体（TDS）含量都大于525ppm-812ppm之间，从pH值来看，湿地公园的水质呈现出偏碱性的特征，最低的pH值都是7.90。从电导率来看，南沙湿地公园水质电导率较高，数值从1556——2215之间其水质已被氧化。溶解氧的差距比较大。盐度都在1ppt以下，均属于正常范围。南沙湿地公园水体透明度较差，结果显示都较为浑浊，透明度不到1米。流速较稳定并且平稳，这与南沙湿地公园处于珠江口的平原地形有关。由于处于夏季，所以整个南沙湿地公园在测试期间观测到水量都较大，水位较高。

关键词：水资源;南沙湿地公园;水化学特征;水体水质;季节变化

中图分类号：TB文献标识码：Adoi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2019.02.097

1引言

水资源是人类赖以生存和发展的基本保障，水资源的合理开发和充分利用是人类永久性的目标（李清艳，2011）。流域水化学研究可以反映流域的水体化学组成成分、地质岩性、大气降水、气候以及人类活动等重要因素对流域的影响（胡春华等，2011;翟大兴等，2012;蒲焘等，2012），还可以获得有关流域盆地化学风化、气候、上地壳的平均化学和同位素组成，以及化学元素在大陆——河流——海洋系统中外生循环过程的重要信息（万洪涛等，1999;李甜甜等，2007;叶宏萌等，2010;张红波等，2012;温小虎等，2004;韩贵琳等，2005），对流域的水质评价、利用方式和生态环境保护和建设都有重要的意义（谢丽纯，2011;王亚平，2010;张利田，1999）。对水体离子化学含量特征的研究可以用来确定河流水化学离子来源与区域自然条件的关系，以及确定区域化学风化作用与水文地球化学特征的关系，还可以确定控制河水地球化学组成变化的多种因素。

同时随着人类社会经济的逐步发展，水质受到各种自然和人为因素的交互作用，尤其人为因素的影响越来越强烈。人为影响下的污染物在随地表径流迁移过程中会受到包括气候、土壤、地质、水文、地形、工农业活动和城市化过程等因素的综合作用，这些因素的影响实际上反映了大尺度的景观进程（Baker A.，2003; Tong S T Y.et al，2002; Ahearn D S.et al，2005; Sliva L.et al，2001; Ngoye E.et al，2004）。本文以广州南沙湿地公园流域为研究区，从流域尺度上探讨土地利用类型分布特征、人类活动对流域水化学的影响，从而为当地政府部门的决策提供相应的理论依据。

2南沙湿地公园概况

南沙地区位于广东省广州市南端，濒临珠江口。南沙红树林湿地公园位于南沙区万顷沙镇19涌东西围，北、西江约16条干支流流经境内，加上东北部、西南部和中部的虎门、洪奇门和蕉门等四大口门，区域水资源总量达76.9m3/s，664万m3/d。年降水量1542mm，多年平均丰水年降水量为2035mm，多年平均枯水年降水量1095mm，多年平均径流量10.51亿m3，湿地蓄水约11亿m3。（宋焱等，2016;李英华等，2004）。

南沙湿地地区地处北回归线以南，属于亚热带海洋性季风气候，全年雨量充沛，气候条件温和，通过多年观测，平均气温值约为21.9℃ ，平均降水量在1582mm左右，在农业和渔业生产方面，能够提供良好生态环境和气候条件。该地区季风变化特别明显，夏季主要以东南风为主导风向，冬季主要以北风为主导风向，年平均风速2m/s。台风等自然灾害多频发在夏季和冬季（王东秀等，2017;邱霓等，2017;李晶等，2007）。

3南沙湿地公园水质分析

3.1水样采集与分析方法

3.1.1水样的采集

2017年的7月28日研究小组一行7人前往南沙湿地公园进行水质采样。由于南沙湿地公园水道复杂，且没有租用船只，不能深入湿地公园内部，因此水质样品采样点主要在南沙湿地公园外围进行，共选择了四个采集点进行水质样品的采集﹙见图1﹚。水质采样器由一根长绳和一个纯净水瓶组成。水样采集之前，先在瓶内灌入半瓶大理石子，以保证能够顺利沉入水下采集水样，大理石子用湿地公园的水清洗十遍左右，保证大理石子不会对水样产生较大影响。每个采样点采集水样前，也会事先用采样点的水清洗采样器四遍，以保证分析的水样水质不会受到其他采样点的水样的影响，而对水质结果产生影响。每个采样点的分析指标都会单独采集水样进行分析，以保证水样在采集器中停留的时间不会过长而影响水质结果。

3.1.2水质分析方法

研究小组共采集了南沙湿地公园四个点共四个水样进行分析。绝大多数水质指标采用多参数水质分析仪进行分析和检测，多参数水质分析仪从网上专业水质仪器生产公司购买，在购买水质分析仪的同时还购买了检测试剂，进行现场水质指标分析。在采取水样的同时，还现场分析pH 值、电导率值、盐度值和溶解氧，所用仪器为便携式pH 计、电导率/盐度仪和溶解氧测定仪。现场采用温度计测定气温和水温值。本文所涉及的分析项目包括总溶解固体（TDS）、矿物质、余氯、盐度、溶解氧、pH、重金属、锌、抗氧化性、活性、软硬度。在分析水样的同时，观测南沙湿地水环境中的透明度、流速、流量、测定水温和气温。所测定指标见图2。

3.2南沙湿地公园水质分析

南沙湿地公园四个水样中，总溶解固体（TDS）含量都大于525ppm-812ppm之间，表明南沙湿地公园水质总体上矿化度较高，水质总体上较硬，从软硬度指标也进一步印证了这个结果。四个采水点的余氯含量数值较小，说明水质污染并不严重。余氯是指氯投入水中后，除了与水中细菌、微生物、有机物、无机物等作用消耗一部分氯量外，还剩下了一部分氯量，这部分氯量就叫作余氯。水中余氯有总余氯、游离余氯和化合余氯三种存在形式。从结果看，南沙濕地公园水质余氯含量较乐观，总体上没有对水质产生较大影响。重金属含量也较乐观，虽然只有一个水样测定结果显示不含有重金属，但其余三个水样指标都不是特别高，在可控制范围内，进一步表明湿地公园水质总体良好。从水质活性来看，四个采样点所测定的结果都显示为原生态水。抗氧化性来看，结果不是特别理想，四个采样点测定结果都显示已被氧化。从pH值来看，湿地公园的水质呈现出偏碱性的特征，最低的pH值都是7.90。从电导率来看，南沙湿地公园水质电导率较高，导电性较好，数值从1556——2215之间，也说明其水质确实已经被氧化，电导率较高也是很正常的。溶解氧的差距比较大，在我们认为的建筑物比较多的采样点3（十八涌上游）反而溶解氧含量最高，而绿色植被非常丰富的采样点2（木栈道）溶解氧含量最低，这也给我们研究小组提出了考验，并且还要进一步获取资料才能解释其原因。盐度都在1ppt以下，均属于正常范围。南沙湿地公园水质中含有锌，由于仪器精密度有限，不能测定其具体数值，但是值得我们进一步去思考。从观测结果看，南沙湿地公园水体透明度较差，四个采样点观测结果都显示为较为浑浊，透明度不到1米，主要原因可能是跟季节有关。采集水样时正是盛夏季节，气温较高，水体内生物活跃程度高，水生生物也较多，各种各样浮游生物以及枯枝落叶也较多，长时期在水体内存在导致水体透明度较差。南沙湿地公园水体流速较稳定并且平稳，这与南沙湿地公园处于珠江口的平原地形有关，地形起伏很小，而且水域相对较封闭，因此水流速度平稳，水面较静。由于处于夏季，所以整个南沙湿地公园在测试期间观测到水量都较大，水位较高。

3.3南沙湿地公园水质讨论

3.3.1南沙湿地公园水质结果讨论

研究小组经过一年的准备，整整一天进行水样的采集，得到了相当满意的结果，对南沙湿地公园水体水质有了感性和理性多方面的认识，也对南沙湿地公园水体水质有了深刻的探讨和理解。通过多参数水质分析仪以及便携式pH计、便携式电导率/盐度仪器和便携式溶解氧仪等工具和手段，收集测定了该水体多个水质指标。但是这仅仅是我们研究小组唯一一次的样品采集和分析，采集点只有四个，相对来说，样本容量和样本信度、效度都较差，这样而得来的结果肯定不能全方面的涵盖南沙湿地公园水体水质的全部状况，尤其是只有一次采集样品，各种水质指标没有季节差异的对比，因此降水量、气温、植被、土地利用、人类活动对水质的影响就没有对比研究，也就对结果造成了极大的影响。

针对个别指标的内部差别，研究小组在有限的资源和条件下，不能正确的解释其原因，也找不到合理的解决方案，还有待进一步加强研究和调研。溶解氧值差距特别大，在植被覆盖度较高的木栈道和原野步行区，其溶解氧值反而是最低的，所测试的水样，木栈道使用采集的水样测定时甚至显示溶解氧为0.1，几乎为0，而建筑物密度较大和植被覆盖度较差的十八涌中游和上游，反而溶解氧值非常高，达到7左右，接近饱和状态。这是我们研究小组不能解决的问题，还有待进一步的测试和采样分析。

四个采样点的水质数据也有差距，包括总溶解固体（TDS）、pH、盐度和电导率差别明显，而四个采样点水质数据的差别是否受到水流过程中上下游关系的影响还不得而知，这主要是对于南沙湿地公园水体的出入口还不明确有关，四个水质采样点的相互影响关系并不明确，也就不能对其水质数据的内部差别做出精确而科学的解释，原因就更加不能明确的得出，这就对后期采样分析工作提出了更大的挑战。另一方面，四个采样点水质数据的内部差别除了受到上下游关系、气温、植被覆盖度、降水量等自然因素的影响外，人类活动的影响机制完全没有一个参考方案。而人类活动应该是影响南沙湿地公园水体水质最大的因素，包括生活污水、工业废水、生活垃圾固体废弃物、旅游污染、汽车尾气等，这些因素对南沙湿地公园水质的影响应该是巨大的，但是找不到这些因子对水质产生影响的突破口，也就无法做出相应科学精准的判断，研究的意义也会大打折扣，对南沙湿地公园的保护和进一步开发的决策也会产生巨大影响。

3.3.2南沙湿地公园水质政策讨论

现在的南沙湿地公园是一个全面向外开放的公众旅游区，公园内面临游客众多、汽车等交通工具横行、旅游业方兴未艾、生活污水和生活垃圾规模越来越庞大，景区建设和进一步开发等问题。公园游客在未来数年内必然会成规模的增长，这就必然带来交通工具的增多，旅游业进一步发展，景区必然扩大规模和加强开发，这些方面都是牵一发而动全身的影响，一旦一个方面把控不好，其他方面必然受到巨大的影响，对于南沙湿地公园水质来说，随着产业规模越来越大，污水和废弃物排放量必然增加，这必然降低其水质质量，本身南沙湿地公园水体水质现状并非绝对的乐观，如何解决以及未来如何发展，完全取决于相关部门和政府的决策。未来政策如何决策以及其走向如何，这不是我们研究小组，以及个别公众能决定和解决的，而对于南沙湿地公园来说，到底是继续扩大开发规模，加强开发深度，进一步加强旅游业等第三产业的发展，还是保护性开发，甚至对湿地公园采取严格的保护制度，都应该要经过严密而周到的部署和研究，才能最终定下决策基调，而其方向必须是保护南沙湿地公园，进一步改善其水质，改善其生態系统，力求能增加湿地公园的生物多样性，这才是大众和政府相关部门面对南沙湿地公园应有的态度和目标，也才是现代社会正确的价值观导向。

参考文献

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