長江口徐六涇斷面近10年水質變化分析

張昀哲　李保

摘要：長江是沿江各城市的重要水源，也是流域農業生產、居民生活、工業生產和養殖活動等的廢水最終匯集地。徐六涇斷面是長江入海前的最后一個控制斷面，為了解徐六涇斷面水體營養鹽變化趨勢，選取2009 - 2018年氮磷營養鹽監測資料，結合徑流量數據進行了分析。結果表明：①TN和TP的濃度年際波動較小，并有緩慢下降的趨勢;②TN和TP的濃度枯水期普遍高于豐水期;③由于徐六涇斷面地理位置特殊，受潮汐的影響強烈，營養鹽濃度偶爾會出現豐水期等于或高于枯水期的現象;④TN和TP的入海通量主要受上游來水影響，波動形態基本與凈泄潮量的過程線一致;⑤徐六涇斷面的氮磷比在11- 21之間，適宜浮游植物和藻類的生長。

關鍵詞：水質變化;總磷;總氮;磷氮比;徐六涇;長江口

中圖法分類號：X832

文獻標志碼：A

DOI： 10.15974/j.cnki.slsdkb.2019.10.012

在自然海域，營養鹽的來源主要有陸源輸入，沿岸地下水輸入，沿海養殖、水體中動植物營養鹽的利用與釋放，沉積物對營養鹽的吸收與釋放，海水的交換等，其中陸源輸入為主要來源。人類活動（主要是農業活動與城市污水排放）是河流中氮、磷等元素的主要來源。氮含量的上升主要受到化肥施用量增加和集水處（水庫、湖泊等）大氣沉降的影響，人類生產生活為次要因素，而直接釋放到河流中的磷則是嚴重污染的源頭[1]。近年來，在人類活動和自然因素共同作用下，全球近岸海域營養鹽含量逐年增加，導致出現了不同程度的富營養化問題，并產生赤潮、魚類死亡、貝類毒化、海草和海藻床消失、珊瑚礁破壞等一系列生態環境災害，受到全球廣泛關注[2-5]。

長江口位于內陸河流和海洋的交界處，是一個復雜而又特殊的綜合體，與附近海域的環境變化有著強烈的交互作用。由于特殊的地理位置，河口地區對流域的自然變化和人類活動所產生的變化反應較為敏銳。上游生產、生活所產生的污染最后都匯人了長江，所以長江口的水也被稱為“尾水”，且最后在長江口流人大海。20世紀80年代初，由于全國經濟發展水平較低，長江口附近海域基本無富營養化現象，此后由于經濟發展，污染也隨之而來，水體富營養化程度越來越高，21世紀以來基本處于中度或重度富營養化狀態[6-12]。

徐六涇斷面是長江人海的最后一個控制斷面，且該斷面水質、水文資料成果齊全。本文選取該斷面近10 a的水質水文數據，分析了營養鹽年際和月際變化趨勢，為長江口區環境保護與管理，營養鹽人海通量總量控制等提供基礎數據，并將數據與近海水質變化作比對，為河口海洋的環境治理和綜合保護提供佐證。

1 研究區域概況

長江口地區屬于亞熱帶季風氣候，四季分明、雨量充沛。氣溫年內變化一般在-10℃- 40℃，受海洋影響晝夜溫差變化遠小于內陸地區。每年7-10月是臺風高發期，會帶來大風、暴雨甚至是風暴潮。長江流域的豐水期為每年的5 - 10月，枯水期為每年的11月～次年4月[13-14]。

徐六涇水質監測斷面是國家基本斷面，如圖1所示，位于江蘇省常熟市碧溪新區，為全江斷面。長江口河段原本是平面呈扇形分汊淤積河型，20世紀60 - 70年代，經人工圍墾后徐六涇河寬縮窄至5.7 km。該斷面監測河段為澄通河段下段，上起南通斷面，下接長江口南支河段。左岸有對外開放的南通營船港經濟技術開發區、石化工業區和狼山風景區;右岸有張家港對外開放港口和常熟化工工業園等重要工業園區。該河段河道寬窄相間，河床結構復雜，江心陰沙較多，主流彎曲，受潮汐影響強烈。主要污染源為南通營船港經濟技術開發區、南通石化、大型石化碼頭、南通狼山風景區、常熟國際化學工業園區等。

2 監測概況

2.1 水質監測

嚴格按照SL219-2013《水環境監測規范》的要求，每月至少監測1次，其中3，7，11月每月監測2次，在距河口167.3 km的斷面上布設4條采樣垂線，采集表層（水面下0.5 m處）和底層（水底上0.5 m處）的水樣。2009 - 2018年共計采樣1 200點次。按照GB/T 11894-1989《水質總氮的測定堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法》和GB/T 11893-1989《水質總磷的測定鉬酸銨分光光度法》的要求分別進行總氮（TN）和總磷（TP）分析。

2.2 潮流量監測

徐六涇斷面屬于感潮河段，在漲潮時長江口海水先由北支灌入南支，在匯合了南支正面入侵的海水后向上游倒灌[16-19]。斷面的江面跨度大，兼有上游徑流和潮汐動力的相互作用，水流狀況極其復雜。在潮流量測驗中，首先采用5條代表垂線施測流速，推求出組合流速一斷面平均流速關系曲線。采用多元線性回歸法，利用浮標垂線流速和斷面平均流速計算組合流速（漲落潮合并），再根據潮流量比測定線結果，計算斷面流量[20]。

3 水質趨勢分析

3.1 年際變化趨勢

陸源人海化學物質總量計算方法[21]為：式中，L為江河人海污染物總量，mg;c為第i次監測時段內污染物的平均濃度，mg/L;Q為第i次監測時段江河的平均流量，m3/s; K為單次監測所代表的時段長度，s;m為監測頻次。

由圖2（a）可知，2010，2012，2016年凈泄潮量較大，2009，2011，2013，2018年凈泄潮量較小，其中201 1年為長江特枯水年，2016年為所選時間段凈泄潮量最大的年份，是2011年凈泄潮量的1.5倍。由圖2（b）可知，TP、TN濃度年際變化范圍分別為0.09 - 0.13 mg/L和1.630 - 2.036 mg/L。TP的濃度變化曲線趨于平緩，2009年較低，2014年最高。與TP相比，TN的濃度變化較大，可以明顯看出TN濃度變化的波動曲線與凈泄潮量的波動曲線相反。由圖2（c）可知，TP、TN通量年際變化范圍分別為7.53萬～11.49萬t和139萬- 206萬t。

3.2 月際變化趨勢

選取2011年（枯水年）、2015年（平水年）、2016年（豐水年）這3個典型水平年進行營養鹽濃度和污染物通量月際變化分析。

由圖3可以看出，對于3個典型水平年而言：1，2，11月和12月的凈泄潮量處于最低水平，且差別不是很明顯;6，7，8月的凈泄潮量最大，其中7月到達頂峰。在2016年（豐水年）的7月，凈泄潮量約是2011年（枯水年）的2倍。

TN濃度變化范圍為1.474 - 2.615mg/L，濃度波動較大。最大值出現在2011年的6月，最小值出現在2015年的6月。TN濃度2015年和2016年的5-9月相對較低，3，4，9，10月相對較高;201 1年正相反5-7月相對較低，8-10月相對較高。TN的人海通量月際變化曲線與凈泄潮量月際變化曲線接近。

TP濃度變化范圍為0.09 - 0.14 mg/L，濃度波動較為平緩，絕大部分濃度保持在0.10 - 0.11 mg/L。最大值出現在2011年的5月，最小值出現在2011年的11月。TP的人海通量月際變化曲線幾乎與凈泄潮量月際變化曲線相重合。

3.3 豐枯季變化趨勢

由圖4可以看出，枯水期TN濃度普遍高于豐水期，其中2009， 2011，2016年豐枯水期的濃度比較接近，2010，2012，2014年的差別較大。2011年以前，TP濃度出現了少數豐水期高于枯水期的現象，201 1年以后就都是枯水期高于豐水期，總體起伏變化幅度要小于TN的濃度變化。2011，2015年豐枯水期的濃度比較接近，2014，2017，2018年差別較大。

TN、TP的濃度一般都是枯水期大于豐水期，枯水期的平均濃度大約是豐水期的1.1-1.2倍。但由于豐水期的凈泄潮量遠遠大于枯水期，大約是枯水期的2倍，TN、TP的人海通量豐水期要大于枯水期。

3.4 N/P

N、P等元素為浮游植物生長繁殖的重要營養成分，由于長江口海域營養鹽常年處于較高濃度的狀態，因此對浮游植物生長形成絕對限制的情況很少。但N、P比例失衡將會對浮游植物和藻類的結構和組成造成影響，通常認為，N/P>22，處于潛在磷限制狀態;N/P<10，處于潛在氮限制狀態[22]。

從表1中可以看出，枯水期N/P為15.5-20.5，豐水期為11.6 - 20.1，年均值在14.8-19.9?？菟诘腘/P要大于豐水期，但還是保持著10

4 結語

通過對徐六涇斷面2009-2018年的監測數據分析發現，在一般情況下TN和TP的濃度枯水期高于豐水期，由于受河口潮汐的影響，也會出現營養鹽濃度豐水期高于枯水期的現象。總體來說，TN和TP的濃度波動基本保持平穩狀態，且在緩慢減少。TN和TP的人海通量主要受凈泄量的影響，年內和年際其波動基本與凈泄潮量的過程線相符。徐六涇斷面的TN和TP的濃度不低，N/P比例未超過N、P的絕對營養限制范圍，所以作為陸源輸入，有利于長江口及附近海域的浮游植物和藻類的生長。

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（編輯：李慧）