天津市5個水體鈣、鎂、鈉、鉀離子含量與污染狀況分析

楊靜慧，朱 逴，龔無缺，張偉玉，張 超，李金龍

（1.天津農學院 園藝園林學院，天津300384；2.天津農學院 機電工程學院，天津 300384；3.天津朔方綠色科技發展有限公司，天津300384；4. 天津逸駕新游科技有限公司，天津 300000）

天津市5個水體鈣、鎂、鈉、鉀離子含量與污染狀況分析

楊靜慧1，朱 逴1，龔無缺1，張偉玉2，張 超3，李金龍4

（1.天津農學院 園藝園林學院，天津300384；2.天津農學院 機電工程學院，天津 300384；3.天津朔方綠色科技發展有限公司，天津300384；4. 天津逸駕新游科技有限公司，天津 300000）

通過了解天津市水體中主要陽離子含量來為水體合理利用提供技術依據。通過原子吸收光譜法分別對武清大黃埔濕地、官港濕地、海河、七里海濕地和西青荷花池5個水中的Ca2+、Mg2+、K+、Na+濃度進行了分析。結果顯示：Ca2+濃度和Na+濃度分別為1.42～2.82 mg·L-1和3.46～5.16 mg·L-1，即5個水體的Ca2+和Na+含量均在正常范圍內；Mg2+濃度均超標，七里海濕地最高為4.30 mg·L-1，市區海河水最低為3.20 mg·L-1，其余介于兩者之間；K+濃度差異較大，七里海濕地污染較重為4.18 mg·L-1，其次是官港濕地，其余水體含量低，屬正常范圍。總之，七里海水質較差，其中Mg2+、K+濃度高；官港濕地、西青和武清水質中等，均為Mg2+濃度較高；市區的海河水水質最好，僅Mg2+濃度略高。

天津；水體；陽離子；污染

隨著人們環保意識的不斷增強，人們對水體污染問題也越來越重視[1]。隨著工業化強度不斷提高，水域附近人口的大幅增加，工業廢水和生活污水成為了水質惡化的驅動力；城市化過程和農村社會經濟發展對水體污染物濃度水平的影響也非常顯著[6]。目前，不少學者對各地區的水環境狀況[7-11]，水體的N、P的富營養化研究較多[12-15]，但關于鈣、鎂、鈉、鉀等金屬元素對水體的污染問題研究則較少。

鈣、鎂、鈉、鉀對生物有較大的影響。人高血鎂中毒時,可產生四肢軟弱無力及心律紊亂等癥狀,重者昏迷[16]。鈣在人體內的平衡若被破壞，則會影響骨骼、牙齒的發育和結構,并會導致相關的40多種疾病[17]。飼料中鎂水平的升高，可使鱸魚增重率（WGR）和特定生長率（SGR）下降[18]。Ca2+濃度是影響凡納濱對蝦增重和成活的主要因子，Ca2+濃度和Mg2+濃度的交互作用極顯著地影響凡納濱對蝦M3育成P10的成活率[19]。鈣鎂離子含量的增加可以促進藍藻的生長[20]，加速藍藻對水體的污染。人類鹽的攝入量與高血壓關系密切，高血壓患者會出現鈉水潴留、低鉀血癥等臨床表現[21]。鉀對維護人體心臟的正常功能、維持細胞的新陳代謝有重要作用，鉀有助于人體神經傳導功能的正常運行,它與鈉共同作用可調節人體內液體的酸堿度；人體缺鉀或鉀過量都對健康有影響[22]。因此，研究水體中的鈣、鎂、鈉、鉀離子的含量和污染程度，對水體的開發利用和保護有重要的指導意義。

1 材料和方法

試驗地點分別選在天津寧河七里海濕地公園、濱海新區官港濕地東北側、武清大黃埔濕地（大黃埔路附近）、市區海河（海河東路段）、天津農學院東校區荷花池。在水體邊緣1～3 m處使用S型3點取樣法取水，水樣貯于聚乙烯瓶中，用硝酸調制pH值<2，低溫儲存。用0.5%優級純硝酸溶液作稀釋劑，稀釋標準溶液成標準系列，用鉀、鈉、鈣、鎂的空心陰極燈作光源，用PerkinElmer AAnalyst 400火焰原子吸收光譜儀進行各地區樣品中鈣離子、鈉離子、鎂離子、鉀離子含量測定[23]。每處理3次重復。

2 結果與分析

2.1 天津市5個水體中Ca2+濃度分析

由圖1可以看出，5個水體Ca2+濃度有明顯差異。大黃埔濕地、官港濕地，市區海河、七里海濕地、西青地區的Ca2+濃度分別是：1.87，1.42，2.76，2.82，2.19 mg·L-1，其中七里海的最高，市區次之，官港最低。據劉其霞[24]的研究報道，輕度污染的人工濕地中Ca2+濃度為67.44 mg·L-1。因此，本試驗中5個水體的Ca2+濃度均在安全范圍內,水體未被Ca2+污染。

圖1 天津市不同地區水體中Ca2+濃度

2.2 天津市不同地區水體中Mg2+濃度分析

由圖2可以看出，5個水體Mg2+濃度有明顯差異。武清大黃埔濕地、官港濕地、市區海河、七里海濕地、西青地區的Mg2+濃度分別是：3.77，3.90，3.20，4.30，3.62 mg·L-1。根據劉其霞[24]的研究報道，輕度污染的人工濕地中Mg2+濃度為2.27 mg·L-1。因此，供試5個水體的Mg2+濃度均超過了輕度污染程度，水環境污染較為嚴重。根據污染程度可以確定七里海為重度污染，官港、西青和武清為中度污染，市區為輕度污染。七里海污染重，可能與七里海周邊的工業區較多有關。市區的海河污染相對較輕與其海河保護，周邊污水排放較少有關。

圖2 天津市不同地區水體中Mg2+濃度

2.3 天津市5個水體中K+濃度分析

由圖3可以看出，5個水體中K+濃度有明顯差異。武清大黃埔濕地、官港濕地、市區海河、七里海濕地、西青荷花池水中的K+濃度分別是：0.395，1.71，0.78，4.18，0.396 mg·L-1。據劉其霞[24]的研究報道，輕度污染的人工濕地中K+濃度為1.70 mg·L-1。因此，七里海污染較重，是官港濕地的2.44倍。官港濕地為輕度污染，市區、西青、武清地區含量較低，屬于正常的、沒有被污染的水體。七里海濕地的K+濃度高可能與七里海周邊存在漁場有關，因為魚類飼料中含有較多的營養元素K+。

圖3 天津市不同地區水體中K+濃度

2.4 天津市5個水體中Na+濃度分析

由圖4可以看出，5個水體的Na+濃度差異較小。武清大黃埔濕地、官港濕地、市區海河水、七里海濕地、西青地區的K+濃度分別是：4.54，4.67，3.46，5.16，4.54 mg·L-1。據劉其圖4 天津市不同地區水體中Na+濃度霞[24]的報道，輕度污染的人工濕地中Na+濃度為5.18 mg·L-1。因此，供試5個水體的Na+濃度基本屬于正常范圍。

圖4 天津市不同地區水體中Na+濃度

3 結 論

天津市5個水體的Ca2+濃度為七里海最高，官港濕地最低，市區海河、西青、武清介于兩者之間，但均在正常范圍；Mg2+濃度均超標，七里海濕地含量最高，官港、西青和武清居中，市區含量最低，均為輕度污染；K+濃度差異較大，七里海污染較重，官港濕地為輕度污染，市區、西青、武清水體含量屬于正常范圍；各水體的Na+濃度基本屬正常范圍。總體上看，七里海水質較差，其中Mg2+、K+濃度高；官港濕地、西青和武清水質中等，均為Mg2+濃度較高；市區的海河水水質最好，僅Mg2+濃度略高。

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1002-0659（2016）06-0005-03

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2016-04-20

天津市農委項目“彩葉樹優良品種繁殖、栽培技術示范與推廣”（201502100）；天津市科技成果轉化及產業化

推進計劃項目“優質彩葉北美海棠新品種種苗的規模化繁育”（14ZXNZNC0040）

主要作者簡介:楊靜慧（1961-）,女,教授,博士,主要從事園藝植物栽培、抗逆生理和分子育種研究。

試驗研究