原生態(tài)塘富營養(yǎng)化狀態(tài)跟蹤調(diào)查及分析

【摘 要】2008年6月-10月，對泉州迎賓館一個自然形成的水塘進行了采樣檢測，采用綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法，對水體的富營養(yǎng)化狀態(tài)變化進行了跟蹤評價。結(jié)果表明，1）水塘大多處于中營養(yǎng)狀態(tài)，在有大量外源污染進入的情況下表現(xiàn)出了輕度富營養(yǎng)； 2）總氮、總磷的含量與葉綠素a呈正相關(guān)關(guān)系；3）此自然形成的生態(tài)系統(tǒng)對外來的N、P污染具有很強的抗沖擊能力。

【關(guān)鍵詞】 原生態(tài)水塘 富營養(yǎng)化 正相關(guān)

【Abstract】 From June to October 2008，we samplinged and checked a natural pond at Yingbin Hotel Quanzhou. Also we inspected and evaluated the status change of the eutrophicated water by analyzed the integrated trophic state index of the water. As the result of this test： 1） most of the pond is in nutritional status， they will change to be in a mild eutrophication when much exogenous pollution come into the circumstances ； 2） the relationship of total nitrogen 、total phosphorus and chlorophyll-a is direct proportion； 3） this natural ecosystems has excellent anti- impactive power to the exogenous pollution of N and P.

【Key words】 original pond、 eutrophication、direct proportion

2008年5月份，泉州迎賓館建筑工地附近堆放了大量建渣，雨季時于低洼處積累大量雨水后形成一個面積約300平米左右，最大水深約1.2米，平均水深0.8米，總水量約為240m3的水塘。岸坡種植了草皮，塘里長有綠金魚藻、浮葉眼子菜和小茨藻等，為純生態(tài)自然生長，沉水植物的生長面積占總水面面積的1/3-1/2，塘內(nèi)有少量的螺螄和野雜魚，故稱之為原生態(tài)塘。外源污染主要來自于雨水。8月份有大量的高爾夫湖水進入到塘內(nèi)，造成了短時間的污染。本文以6月10號到10月10號對水體進行的富營養(yǎng)化采樣檢測的數(shù)據(jù)為依據(jù)，采用綜合應(yīng)用狀態(tài)指數(shù)法，對水體的富營養(yǎng)化水平進行了評價，并分析了其對污染的耐沖擊能力，同時為城市景觀微型淺水湖泊的設(shè)計思路、水質(zhì)管理和營養(yǎng)化控制提供理論基礎(chǔ)。

1 檢測與分析、評價方法

1.1 檢測布點

2008年6月10號-10月10號對水體開展了手工采樣檢測，選取湖中心為采樣點，在0.5米左右深處采集亞表層水樣，采樣頻率為每半個月一次，采樣時間為每月的10號和25號。

1.2 檢測項目與分析方法

重點選取了與水體富營養(yǎng)化密切相關(guān)的檢測項目：總氮（TN）、氨氮（NH4）、總磷（TP）、葉綠素（Chl.a）。

葉綠素a的測定：取適量水樣，倒入抽濾器中抽濾（濾膜孔徑為0.45？m）；將帶有浮游植物的濾膜放入冰箱中低溫干燥6-8h后，放入均漿器中，加入2-3ml90%丙酮溶液、少量的碳酸粉末，充分研磨提取；將提取液置于離心管中，離心10min，將上清液倒入10ml容量瓶中，重復1-2次，直至沉淀物不含綠色，最后將上清液定容到10ml，搖勻。在分光光度計上用1cm光程比色皿，分別讀取750nm、663nm、645nm、630nm波長的吸光度，并以90%的丙酮作為空白吸光度測定，對樣品吸光度進行校對。

其他檢測項目檢測方法按照《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》（GB3838-2002）中要求的方法測定。

1.3 評價方法[1]

湖泊富營養(yǎng)化程度的綜合評價是對湖泊富營養(yǎng)化發(fā)展過程中某一階段營養(yǎng)狀態(tài)的定量描述。其主要目的是通過對具體湖泊富營養(yǎng)化代表性指標的詳細調(diào)查，判斷該湖泊的營養(yǎng)狀態(tài)，了解其富營養(yǎng)化進程及預測其發(fā)展趨勢，為湖泊水質(zhì)管理及富營養(yǎng)化的控制提供科學依據(jù)。

目前我國湖泊富營養(yǎng)化評價的基本方法主要有營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法（卡爾森營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)（TSI）、修正的營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)、綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)（TLI））、營養(yǎng)度指數(shù)法和評分法。 以上幾種方法在實際工作中都被采用， 其中營養(yǎng)度指數(shù)法計算步驟繁瑣、耗時長， 不如綜合營養(yǎng)指數(shù)法簡便易行； 評分法在實際應(yīng)用過程中， 受人為因素的干擾較多， 影響結(jié)果的準確性。 因此， 本文選取相關(guān)加權(quán)綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法評價目標水體的富營養(yǎng)化程度，該方法以chl的狀體指數(shù)TLI（chl）為基準，再選擇2個與基準狀態(tài)指數(shù)TLI（chl）比較接近（指絕對偏差較小）的參數(shù)同基準參數(shù)進行相關(guān)加權(quán)。

評價項目選取了反映水體營養(yǎng)程度的主要指標： 葉綠素a （Chl.a）、總磷（TP）、總氮（TN），則綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)為：

式中： TLI（Σ）為綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)； Wj 為第j 種參數(shù)的營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)的相關(guān)權(quán)重； TLI（j）為第j 種參數(shù)的

營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)。

以Chl.a 作為基準參數(shù)， 則第j 種參數(shù)的歸一化的相關(guān)權(quán)重計算公式為：

式中： rij 為第j 種參數(shù)與基準參數(shù)Chl.a 的相關(guān)系數(shù)； m 為評價參數(shù)的個數(shù)。

各項目營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)計算公式為：

TLI（ Chl.a）=10（ 2.5+1.086lnChl.a）；

TLI（ TP）=10（ 9.436+1.624lnTP）

TLI（ TN）=10（ 5.453+1.694lnTN）；

采用0-100 的一系列連續(xù)數(shù)字對湖泊營養(yǎng)狀態(tài)進行分級： TLI（Σ）＜30 為貧營養(yǎng)； 30≤TLI（Σ）≤50 為中營養(yǎng)； TLI（Σ）>50 為富營養(yǎng)， 其中50＜TLI（Σ）≤60 為輕度富營養(yǎng)， 60＜TLI（Σ）≤70 為中度富營養(yǎng)，TLI（Σ）>70 為重度富營養(yǎng)。

2 評價結(jié)果

2.1 湖泊富營養(yǎng)化總體狀況和分析

經(jīng)過4個月的檢測調(diào)查，湖泊富營養(yǎng)化評價結(jié)果可以看出（表1），八次采樣中只有一次數(shù)據(jù)表示出輕度富營養(yǎng)狀態(tài)，其他均為中營養(yǎng)水平。

2.2 對外源污染耐受性分析

水塘的外源污染主要來自于地表徑流，經(jīng)檢測，水塘接收來自道路的地表徑流污染物含量分別為：總磷TP平均為0.05mg/l，總氮TN平均為4.37 mg/l，分別是水體中總磷、總氮平均值的3倍和6.7倍。

8月份有大量的高爾夫湖水進入到原生態(tài)塘，持續(xù)了幾個星期，大約進入80m3污水，經(jīng)過化驗外源污染的污染物含量為總磷TP為0.16mg/l，總氮TN為2.26 mg/l，葉綠素Chl.a為80mg/m3，TSI為69，中度富營養(yǎng)化。水流的沖擊致使水體渾濁發(fā)黑，透明度降為20公分，水塘達到輕度富營養(yǎng)化（見圖1）。以占主導地位的評價因子葉綠素a的量的變化使原生態(tài)塘的富營養(yǎng)化特征變得更加明顯（見圖2）。輸入的營養(yǎng)鹽逐漸被沉水植物所消耗，營養(yǎng)鹽進入水生植物以另一種狀態(tài)繼續(xù)起來，同時沉水植物的競爭作用也抑制了浮游植物的生長[2]。

圖2 葉綠素a含量逐月變化情況

Fig.2 Situation of chlorophyll a content month by month changes

由于高爾夫湖水收集了幾乎所有球道、草坪的雨水，所以湖水富含肥料和有機農(nóng)藥，來自于雨水徑流以及農(nóng)用化肥的氨氮是原生態(tài)塘氮元素的主要來源（見圖3），在微生物的作用下，經(jīng)過氨化-硝化-反硝化過程，部分化合態(tài)氮變成氮氣釋放到了空氣。

2.3 水體中總氮、總磷的含量與葉綠素a的相關(guān)性分析

不考慮8月份那次外源污染涌入的意外事件，對其他數(shù)據(jù)進行分析可知總氮、總磷的含量與葉綠素a呈正相關(guān)關(guān)系（見圖4）

3 討論

水塘形成初期，塘底全部是黃泥，沒有任何植物生長。水體由貧營養(yǎng)型向富營養(yǎng)型發(fā)展是湖泊自然演變的過程，沉水植物的出現(xiàn)是湖泊富營養(yǎng)化發(fā)展過程中自然選擇的結(jié)果[5]。

塘內(nèi)長有大量的綠金魚藻、浮葉眼子菜和小茨藻等水生高等植物，其整個植株都可以吸收底泥和水中的營養(yǎng)鹽，并分泌產(chǎn)生他感物質(zhì)抑制浮游植物生長[3]。在沒有人類活動的干擾下，穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)具有自我維持、自我修復的能力，對外來污染也具有一定的抗沖擊能力。即使突然發(fā)生外源污染的涌入，只要還在健康水生態(tài)系統(tǒng)的耐受閥值內(nèi)，基本上都會逐漸實現(xiàn)自凈。

4 結(jié)論

1、水塘大多處于中營養(yǎng)狀態(tài)，在有大量外源污染進入的情況下表現(xiàn)出了輕度富營養(yǎng)；

2、此自然形成的生態(tài)系統(tǒng)對外來的N、P污染具有很強的抗沖擊能力。

3、總氮、總磷的含量與葉綠素a呈正相關(guān)關(guān)系，并且總磷與葉綠素a 的相關(guān)性更加顯著，N/P>7，磷是限制性營養(yǎng)鹽[4]；

4、對于城市潛水湖泊，建設(shè)時要采用泥底，堅決杜絕水泥硬底，增大吸污能力強的沉水植物的種植面積，削減入湖外源污染負荷，以生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系為依據(jù)，構(gòu)建較為完整的生態(tài)系統(tǒng)。

參考文獻

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