吳穎靖 文仕知
摘要:文章通過分析測定鄱陽湖水體水化學參數及其氮、磷含量,對其水化學特征及其氮磷時空分布特征做了系統研究。結果表明,鄱陽湖水體營養鹽含量按照枯水期—平水期—豐水期時間順序呈下降趨勢,鄱陽湖TN、TP的含量明顯高于湖泊富營養化的發生濃度,湖區不同程度地存在富營養問題,且局部區域已具備了發生嚴重富營養化的水文、地理、氣象和水質等基本條件。
關鍵詞:鄱陽湖;營養鹽;分布格局
中圖分類號:X524文獻標識碼:A
文章編號:1674-1145(2009)14-0015-02
一、研究方法
(一)采樣點分布
在流入鄱陽湖各支流的入湖口處設置一個采樣點,以監測入湖口處河流水質,同時在湖體河流匯入處也設了采樣點,以獲得接納河水后湖水水質參數。
(二)采樣頻次的確定
對鄱陽湖湖區及主要支流全年按照豐水期、平水期和枯水期各采樣一次。本次工作樣品采集時間分別為2008年3月、2008年5月和2008年7月。2008年3月為枯水期,2008年5月份處于平水期,2008年7月為豐水期。
(三)樣品采集及處理
河水和湖水表層水的采樣深度為水面0.5m以下,湖體底層水采集距湖底上約1m的水樣。水樣采集后立即取部分當場用針筒過濾器通過0.45um的濾膜過濾,分別盛裝于樣品瓶中密封,用于陰離子Cl-和SO42-測定的水樣不用加保存劑,而用于陽離子測定的水樣則需加入硝酸酸化至pH<2,用于其他成分測定的水樣則加入硫酸酸化至pH<2。
二、結果與討論
(一)各水期湖區的營養鹽分布特征
1.枯水期。2008年3月為枯水期,氣候較為寒冷,為農閑期,流域降水稀少,地表徑流小,泥沙含量少,流域污染主要來自城鎮生活污水和工業廢水,各江河入湖水量銳減,與歷史同期比較偏少8成,鄱陽湖區水體容積較正常年顯著偏小,鄱陽湖出現歷史同期罕見低水位,星子站平均水位7.67m,其中都昌、康山兩站水位創歷史同期最低,與歷史同期均值相比,水位偏低3.24m,相應鄱陽湖水面面積76.9km2,容積2.18億m3。水面面積、容積分別偏小592km2和8.62億m3,因為水量少,鄱陽湖水質較差。鄱陽湖區枯水期總氮(TN)平均值為1.18 mg/L,最高值出現在龍口為2.9mg/L,而且沿水流方向有總體下降的趨勢,在蛤蟆石段為0.71 mg/L,在湖口處有最低值0.62 mg/L。NH+ 4-N與TN有非常相似的變化規律,最高值均出現在龍口;TP以蚌湖段最高,為0.24 mg/L,枯水期湖區的營養鹽分布見圖1:

2.平水期。2008年5月份處于平水期,水位開始上升,污染除城鎮生活污水和工業廢水,也包含部分農業灌溉施肥廢水;各江河入湖水量與歷史同期均值相比偏少3.8成。鄱陽湖受長江水位和五河來水的共同影響,水位變化平穩,捕魚、采砂等活動禁止,鄱陽湖水體水質有所上升。鄱陽湖區平水期TN平均值為1.169mg/L,TP平均值為0.074,均低于枯水期。最高值分別為2.15mg/L、0.12mg/L。鄱陽湖區的TP含量在水流方向上總體呈現遞減趨勢,由于饒河和博陽河的磷輸入,在龍口和蚌湖處TP的含量出現差異,而從星子斷面后湖區的TP值幾乎保持穩定。NH+ 4-N與TN同枯水期一樣仍然具有非常相似的變化規律,但又有些不同,湖區氨氮的平均值為0.1781 mg/L,大大低于枯水期的0.794 mg/L,最高值仍出現在龍口,為0.496 mg/L。龍口段的氮含量呈升高趨勢主要還是與饒河的輸入有關,饒河的TN仍為全流域最大值,為2.1mg/L,這與鄱陽湖發達的漁業有關。據統計,2005年鄱陽縣漁業生產總值高達87 670萬元,魚蝦的養殖將含有大量懸浮物質和營養鹽的水排入河流中,致使河水氮含量明顯偏高。平水期湖區的營養鹽分布見圖2:

3.豐水期。2008年7月為豐水期,鄱陽湖進入主汛期,流域普降大到暴雨,饒河流域發生了1998年以來最大洪水,合成入湖流量大增,受面源污染及湖水沖刷影響,全湖水質并沒有因為水量的大增而轉好。湖區污染物濃度有所降低,農業生產上正值雙搶季節,早稻剛割,晚稻剛栽不久,流域的水量大,泥沙含量較高,污染除城鎮生活污水和工業廢水,也包含部分農業灌溉施肥廢水。鄱陽湖區豐水期TN平均值為1.15mg/L,只略低于平水期,最高值出現在龍口為1.87mg/L,而且沿水流方向有總體下降的趨勢。過星子后TN的含量變化不大。TP平均值為0.033 mg/L,比平水期有所降低,最高值出現在康山、青嵐湖;NH+ 4-N與TN的變化規律與枯水期、平水期不同,整體上變化不大。湖區氨氮的平均值為0.22mg/L,略高于平水期的0.178 mg/L,最高值出現在都昌,為0.569 mg/L。豐水期湖區的營養鹽分布見圖3:

(二)湖區的營養鹽變化趨勢

由表1可以看出枯水期的氮、磷含量平均值均高于豐水期,為三季節中最高。鄱陽湖總氮、總磷的變化趨勢為枯水期>平水期>豐水期,由此可得出,水量是在整體上影響氮、磷含量的主要因素。氨氮的含量同樣為枯水期最高,但豐水期含量高于平水期,這主要是受洪水沖刷的影響,導致大量的農村面源污染物進入水體。鄱陽湖TP含量以豐水期時的最低,而枯水期由于水溫低,水生生物活動受到抑止,加上藻類浮游植物大量死亡水體磷酸鹽含量的增加。再加上在枯水期,鄱陽湖主湖區水位很低,水體交換速度慢,因此水質差。空間變化上鄱陽湖主湖區氮磷含量較低。饒河和信江的輸入是其上游含量高的主要原因,生物降解及其沉降過程是造成湖區中游氮、磷含量降低的主要原因;而下游受贛江、修水的輸入的影響,水體氮磷又呈升高趨勢。各水期營養鹽分布趨勢見圖4。

(三)湖區營養鹽的主要來源
鄱陽湖干流的營養狀態,一方面與入境的水質有關,另一方面也取決于境內污染源的污染物排放負荷大小。因此,弄清境內污染源的排放尤其是氮、磷污染負荷的來源情況,并對其進行預測是鄱陽湖水體富營養化研究的一個重要而基礎的內容。
水體中的氮、磷來源很多,其中有外源性負荷和內源性負荷[2]。外源性的氮磷主要來自面源污染和點源污染。面源污染主要來源于農業,點源污染主要來源于生活污水和工業廢水。內源性氮、磷負荷主要來自沉積物中的釋放、水生動植物新陳代謝以及衰老和死亡的動植物分解等。農業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體。
我國由于經濟以及其他條件的限制,生活污水有很大一部分未經處理便直接排入水體中,其與水體磷含量呈顯著相關。湖區周邊及入湖支流經過的城鎮的生活污水排放也是湖區氮磷營養元素的來源之一。湖區周邊的食品加工企業、化肥生產企業、磷化工行業等工業廢水中也含有大量較高濃度的氮磷,當這些工業廢水不加處理或處理不充分時,都將導致大量的氮磷進入水體,造成嚴重的污染。
參考文獻
[1]蔡海生,趙小敏.鄱陽湖濕地資源現狀分析及其保護對策[J].江西農業大學學報,2003,25(6).
[2]方云英.水體富營養化的現狀、污染物的來源與防治對策[J].上海環境科學.
[3]《鄱陽湖研究》編委會著.鄱陽湖研究[M].上海科學技術出版社,1988.
[4]http://www.gxny.gov.cn/2008/0507/092203-1.html
[5]徐翠蓮.城市生活污水生物脫氮技術[J].福建環境,1998,(10).
作者簡介:吳穎靖(1982- ),女,江西南昌人,中南林業科技大學水土保持與荒漠化防治專業研究生,研究方向:生態工程。