南沙濕地公園水化學特征及其時間變化研究

陳洲 李軍 甘興花

摘要：水資源是人類賴以生存和發展的基本保障，流域水化學研究可以反映流域的水體化學組成成分、地質巖性、大氣降水、氣候以及人類活動等重要因素對流域的影響。隨著人類社會經濟的逐步發展，水質受到各種自然和人為因素的交互作用，尤其人為因素的影響越來越強烈。南沙濕地公園的水質調查表明，總溶解固體（TDS）含量都大于525ppm-812ppm之間，從pH值來看，濕地公園的水質呈現出偏堿性的特征，最低的pH值都是7.90。從電導率來看，南沙濕地公園水質電導率較高，數值從1556——2215之間其水質已被氧化。溶解氧的差距比較大。鹽度都在1ppt以下，均屬于正常范圍。南沙濕地公園水體透明度較差，結果顯示都較為渾濁，透明度不到1米。流速較穩定并且平穩，這與南沙濕地公園處于珠江口的平原地形有關。由于處于夏季，所以整個南沙濕地公園在測試期間觀測到水量都較大，水位較高。

關鍵詞：水資源;南沙濕地公園;水化學特征;水體水質;季節變化

中圖分類號：TB文獻標識碼：Adoi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2019.02.097

1引言

水資源是人類賴以生存和發展的基本保障，水資源的合理開發和充分利用是人類永久性的目標（李清艷，2011）。流域水化學研究可以反映流域的水體化學組成成分、地質巖性、大氣降水、氣候以及人類活動等重要因素對流域的影響（胡春華等，2011;翟大興等，2012;蒲燾等，2012），還可以獲得有關流域盆地化學風化、氣候、上地殼的平均化學和同位素組成，以及化學元素在大陸——河流——海洋系統中外生循環過程的重要信息（萬洪濤等，1999;李甜甜等，2007;葉宏萌等，2010;張紅波等，2012;溫小虎等，2004;韓貴琳等，2005），對流域的水質評價、利用方式和生態環境保護和建設都有重要的意義（謝麗純，2011;王亞平，2010;張利田，1999）。對水體離子化學含量特征的研究可以用來確定河流水化學離子來源與區域自然條件的關系，以及確定區域化學風化作用與水文地球化學特征的關系，還可以確定控制河水地球化學組成變化的多種因素。

同時隨著人類社會經濟的逐步發展，水質受到各種自然和人為因素的交互作用，尤其人為因素的影響越來越強烈。人為影響下的污染物在隨地表徑流遷移過程中會受到包括氣候、土壤、地質、水文、地形、工農業活動和城市化過程等因素的綜合作用，這些因素的影響實際上反映了大尺度的景觀進程（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）。本文以廣州南沙濕地公園流域為研究區，從流域尺度上探討土地利用類型分布特征、人類活動對流域水化學的影響，從而為當地政府部門的決策提供相應的理論依據。

2南沙濕地公園概況

南沙地區位于廣東省廣州市南端，瀕臨珠江口。南沙紅樹林濕地公園位于南沙區萬頃沙鎮19涌東西圍，北、西江約16條干支流流經境內，加上東北部、西南部和中部的虎門、洪奇門和蕉門等四大口門，區域水資源總量達76.9m3/s，664萬m3/d。年降水量1542mm，多年平均豐水年降水量為2035mm，多年平均枯水年降水量1095mm，多年平均徑流量10.51億m3，濕地蓄水約11億m3。（宋焱等，2016;李英華等，2004）。

南沙濕地地區地處北回歸線以南，屬于亞熱帶海洋性季風氣候，全年雨量充沛，氣候條件溫和，通過多年觀測，平均氣溫值約為21.9℃ ，平均降水量在1582mm左右，在農業和漁業生產方面，能夠提供良好生態環境和氣候條件。該地區季風變化特別明顯，夏季主要以東南風為主導風向，冬季主要以北風為主導風向，年平均風速2m/s。臺風等自然災害多頻發在夏季和冬季（王東秀等，2017;邱霓等，2017;李晶等，2007）。

3南沙濕地公園水質分析

3.1水樣采集與分析方法

3.1.1水樣的采集

2017年的7月28日研究小組一行7人前往南沙濕地公園進行水質采樣。由于南沙濕地公園水道復雜，且沒有租用船只，不能深入濕地公園內部，因此水質樣品采樣點主要在南沙濕地公園外圍進行，共選擇了四個采集點進行水質樣品的采集﹙見圖1﹚。水質采樣器由一根長繩和一個純凈水瓶組成。水樣采集之前，先在瓶內灌入半瓶大理石子，以保證能夠順利沉入水下采集水樣，大理石子用濕地公園的水清洗十遍左右，保證大理石子不會對水樣產生較大影響。每個采樣點采集水樣前，也會事先用采樣點的水清洗采樣器四遍，以保證分析的水樣水質不會受到其他采樣點的水樣的影響，而對水質結果產生影響。每個采樣點的分析指標都會單獨采集水樣進行分析，以保證水樣在采集器中停留的時間不會過長而影響水質結果。

3.1.2水質分析方法

研究小組共采集了南沙濕地公園四個點共四個水樣進行分析。絕大多數水質指標采用多參數水質分析儀進行分析和檢測，多參數水質分析儀從網上專業水質儀器生產公司購買，在購買水質分析儀的同時還購買了檢測試劑，進行現場水質指標分析。在采取水樣的同時，還現場分析pH 值、電導率值、鹽度值和溶解氧，所用儀器為便攜式pH 計、電導率/鹽度儀和溶解氧測定儀?，F場采用溫度計測定氣溫和水溫值。本文所涉及的分析項目包括總溶解固體（TDS）、礦物質、余氯、鹽度、溶解氧、pH、重金屬、鋅、抗氧化性、活性、軟硬度。在分析水樣的同時，觀測南沙濕地水環境中的透明度、流速、流量、測定水溫和氣溫。所測定指標見圖2。

3.2南沙濕地公園水質分析

南沙濕地公園四個水樣中，總溶解固體（TDS）含量都大于525ppm-812ppm之間，表明南沙濕地公園水質總體上礦化度較高，水質總體上較硬，從軟硬度指標也進一步印證了這個結果。四個采水點的余氯含量數值較小，說明水質污染并不嚴重。余氯是指氯投入水中后，除了與水中細菌、微生物、有機物、無機物等作用消耗一部分氯量外，還剩下了一部分氯量，這部分氯量就叫作余氯。水中余氯有總余氯、游離余氯和化合余氯三種存在形式。從結果看，南沙濕地公園水質余氯含量較樂觀，總體上沒有對水質產生較大影響。重金屬含量也較樂觀，雖然只有一個水樣測定結果顯示不含有重金屬，但其余三個水樣指標都不是特別高，在可控制范圍內，進一步表明濕地公園水質總體良好。從水質活性來看，四個采樣點所測定的結果都顯示為原生態水?？寡趸詠砜?，結果不是特別理想，四個采樣點測定結果都顯示已被氧化。從pH值來看，濕地公園的水質呈現出偏堿性的特征，最低的pH值都是7.90。從電導率來看，南沙濕地公園水質電導率較高，導電性較好，數值從1556——2215之間，也說明其水質確實已經被氧化，電導率較高也是很正常的。溶解氧的差距比較大，在我們認為的建筑物比較多的采樣點3（十八涌上游）反而溶解氧含量最高，而綠色植被非常豐富的采樣點2（木棧道）溶解氧含量最低，這也給我們研究小組提出了考驗，并且還要進一步獲取資料才能解釋其原因。鹽度都在1ppt以下，均屬于正常范圍。南沙濕地公園水質中含有鋅，由于儀器精密度有限，不能測定其具體數值，但是值得我們進一步去思考。從觀測結果看，南沙濕地公園水體透明度較差，四個采樣點觀測結果都顯示為較為渾濁，透明度不到1米，主要原因可能是跟季節有關。采集水樣時正是盛夏季節，氣溫較高，水體內生物活躍程度高，水生生物也較多，各種各樣浮游生物以及枯枝落葉也較多，長時期在水體內存在導致水體透明度較差。南沙濕地公園水體流速較穩定并且平穩，這與南沙濕地公園處于珠江口的平原地形有關，地形起伏很小，而且水域相對較封閉，因此水流速度平穩，水面較靜。由于處于夏季，所以整個南沙濕地公園在測試期間觀測到水量都較大，水位較高。

3.3南沙濕地公園水質討論

3.3.1南沙濕地公園水質結果討論

研究小組經過一年的準備，整整一天進行水樣的采集，得到了相當滿意的結果，對南沙濕地公園水體水質有了感性和理性多方面的認識，也對南沙濕地公園水體水質有了深刻的探討和理解。通過多參數水質分析儀以及便攜式pH計、便攜式電導率/鹽度儀器和便攜式溶解氧儀等工具和手段，收集測定了該水體多個水質指標。但是這僅僅是我們研究小組唯一一次的樣品采集和分析，采集點只有四個，相對來說，樣本容量和樣本信度、效度都較差，這樣而得來的結果肯定不能全方面的涵蓋南沙濕地公園水體水質的全部狀況，尤其是只有一次采集樣品，各種水質指標沒有季節差異的對比，因此降水量、氣溫、植被、土地利用、人類活動對水質的影響就沒有對比研究，也就對結果造成了極大的影響。

針對個別指標的內部差別，研究小組在有限的資源和條件下，不能正確的解釋其原因，也找不到合理的解決方案，還有待進一步加強研究和調研。溶解氧值差距特別大，在植被覆蓋度較高的木棧道和原野步行區，其溶解氧值反而是最低的，所測試的水樣，木棧道使用采集的水樣測定時甚至顯示溶解氧為0.1，幾乎為0，而建筑物密度較大和植被覆蓋度較差的十八涌中游和上游，反而溶解氧值非常高，達到7左右，接近飽和狀態。這是我們研究小組不能解決的問題，還有待進一步的測試和采樣分析。

四個采樣點的水質數據也有差距，包括總溶解固體（TDS）、pH、鹽度和電導率差別明顯，而四個采樣點水質數據的差別是否受到水流過程中上下游關系的影響還不得而知，這主要是對于南沙濕地公園水體的出入口還不明確有關，四個水質采樣點的相互影響關系并不明確，也就不能對其水質數據的內部差別做出精確而科學的解釋，原因就更加不能明確的得出，這就對后期采樣分析工作提出了更大的挑戰。另一方面，四個采樣點水質數據的內部差別除了受到上下游關系、氣溫、植被覆蓋度、降水量等自然因素的影響外，人類活動的影響機制完全沒有一個參考方案。而人類活動應該是影響南沙濕地公園水體水質最大的因素，包括生活污水、工業廢水、生活垃圾固體廢棄物、旅游污染、汽車尾氣等，這些因素對南沙濕地公園水質的影響應該是巨大的，但是找不到這些因子對水質產生影響的突破口，也就無法做出相應科學精準的判斷，研究的意義也會大打折扣，對南沙濕地公園的保護和進一步開發的決策也會產生巨大影響。

3.3.2南沙濕地公園水質政策討論

現在的南沙濕地公園是一個全面向外開放的公眾旅游區，公園內面臨游客眾多、汽車等交通工具橫行、旅游業方興未艾、生活污水和生活垃圾規模越來越龐大，景區建設和進一步開發等問題。公園游客在未來數年內必然會成規模的增長，這就必然帶來交通工具的增多，旅游業進一步發展，景區必然擴大規模和加強開發，這些方面都是牽一發而動全身的影響，一旦一個方面把控不好，其他方面必然受到巨大的影響，對于南沙濕地公園水質來說，隨著產業規模越來越大，污水和廢棄物排放量必然增加，這必然降低其水質質量，本身南沙濕地公園水體水質現狀并非絕對的樂觀，如何解決以及未來如何發展，完全取決于相關部門和政府的決策。未來政策如何決策以及其走向如何，這不是我們研究小組，以及個別公眾能決定和解決的，而對于南沙濕地公園來說，到底是繼續擴大開發規模，加強開發深度，進一步加強旅游業等第三產業的發展，還是保護性開發，甚至對濕地公園采取嚴格的保護制度，都應該要經過嚴密而周到的部署和研究，才能最終定下決策基調，而其方向必須是保護南沙濕地公園，進一步改善其水質，改善其生態系統，力求能增加濕地公園的生物多樣性，這才是大眾和政府相關部門面對南沙濕地公園應有的態度和目標，也才是現代社會正確的價值觀導向。

參考文獻

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