喀斯特山區小流域塢泥河豐-枯水期的氮磷時空動態

李干蓉 張友 方小寧 岳夢溪

摘要：氮磷營養是水環境中生物地球化學循環過程主要物質，且是構成生物體不可缺少的關鍵性元素之一。本文對喀斯特山區小流域塢泥河水體進行了基本的水化學和TP、TN等分析，并按照地表水環境質量標準（GB3838-2002）進行初步評價。結果表明：（1）塢泥河水體水化學組成表現為：pH值均值為6.8，表明塢泥河水體常年處于中性水平。水體溶解氧7.3～12.5 mg·L-1，均值為10.1 mg·L-1。化學需氧量（COD）在1.18～3.04 mg·L-1之間，均值為1.93mg·L-1。（2）塢泥河營養元素氮磷的時空分布：塢泥河水體中的TP與TN的分布情況可以看出，存在較大的時期差異，其含量表現為枯水期較豐水期高的特點。（3）按照地表水環境質量標準（GB3838-2002）：塢泥河水體TP含量已經達到IV～V 類水質TP含量標準。水體TN與環境質量標準比較，塢泥河水質主要為III～V 類水。

關鍵詞：塢泥河;氮磷;豐-枯水期

自20世紀70年代以來，我國水環境質量的研究領域變得異常活躍。[1]在近年間，我國學者對小流域水環境質量評價進行了積極的研究和探索，并取得了一定的成果。故隨著我國城鎮化的發展，小流域水質逐漸受到污染，小流域的規劃和治理備受關注，故而選取一個合理的評價方法，為城鎮建設、經濟發展、生態保護提供可靠依據。本文是以塢泥河的銅仁學院到小江河河段為研究對像，對小流域水環境質量進行評價。塢泥河是源江水系中錦江河的一條支流，在銅仁市城鎮化的進程中有著重要的影響因素，對塢泥河豐、枯水期氮磷營養元素的時空分布進行分析，為今后銅仁市的城鎮規劃、城鎮建設、城鎮管理、經濟發展，建設美麗新城區等提供參考資料。

1 材料與分析

1.1 研究區概況及采樣圖

塢泥河位于貴州省典型的喀斯特農區，發源于銅仁市川硐鎮黑沖灣水庫，流經教育園區的銅仁學院和銅仁職業技術學院。塢泥河穿過川硐鎮后與銅仁市郊區的小江河匯合，并在清水塘處后流入銅仁市，最后匯入源江水系中的一條支流錦江河，是銅仁川硐教育園區和碧江區連接的紐帶，其采樣點的布設1-麒龍國際，2-銅仁學院，3-銅仁職院，4-袁家寺，5-清水灣，具體如圖1所示。

1.2 樣品采集與保存

于2017年12月與2018年 6月，利用 GPS 全球定位系統在塢泥河均勻選取5個采樣點（圖1）。采用專用的5 L有機玻璃采水器采集表層水（0～0.5 m），水樣采集后裝入冰盒中帶回實驗室低溫保存，測定各項指標。

1.3 樣品處理與分析

水樣采集后直接用玻璃電極法測定PH值，用高錳酸鉀指數法測定化學需氧量（COD），生化需氧量（BOD）采用稀釋接種法進行測定，溶解氧（DO）采用碘量法（GB 7489-89）進行測定，氨氮（NH3-N）采用納氏試劑光度法（GB7479-87）進行測定，亞硝酸鹽氮采用N-（1-萘基）-乙二胺光度法（GB 13580.7-92）進行測定，硝酸鹽氮采用酚二磺酸光度法（GB 7480-87）進行測定，總磷（TP）采用鉬酸銨分光光度法（GB 11983-89）進行測定。以上的水樣采集、保存、運輸和分析方法均按照《水和廢水監測分析方法》（第4版）來進行的。

2 結果與分析

2.1 研究區域內的水體基本理化參數

塢泥河水體的理化參數如下表所示，水體溫度（T）年平均值20.5 ℃，呈現出豐水期溫度高，枯水期溫度低的特點。塢泥河水體pH值均值為6.8，表明塢泥河水體常年處于中性水平。水體溶解氧7.3～12.5 mg·L-1，均值為10.1 mg·L-1。化學需氧量（COD）在1.18～3.04 mg·L-1之間，均值為1.93mg·L-1碳、氮和磷元素是湖泊生態系統中最主要的營養元素，是初級生產力的必需元素。[2]按照地表水環境質量標準（GB3838-2002），塢泥河水體TP含量已經達到IV～V 類水質TP含量標準。水體TN與環境質量標準比較，塢泥河水質主要為III～V 類水。N/P對調控營養狀態和指示濕地營養儲量都具有重要作用，也可作為預測有機質分解速率和氮、磷養分循環的重要指標。[3]另外N∶P比值在2.09-11.91之間，均值未7.31，研究表明在沿岸水中，[9]通常N∶P比值在5∶1和8∶1之間，但有時可高達25∶1。N/P能反映浮游植物生長的總效應，而在表層水中，有時該比值可接近于零，它就提供了計算再生過程中這些物質需氧量的根據。

2.2 塢泥河營養元素氮磷的時空分布

塢泥河水體中的TP與TN的分布情況從圖2可以看出，存在較大的時期差異。其含量表現為枯水期較豐水期高的特點。

氮磷含量時期差異可能受到藻類、水動力條件、動物遷徙、等多方面原因造成的[4，5];首先，藻類等水生生物的生長節律是造成氮磷季節差異的重要原因;春夏季是藻類萌發期和生長期，[6]對氮磷需求大，極大的消耗了水體中氮磷。[7]秋冬季藻類等植物的處于消亡期，藻類的腐爛分解會增加氮磷的含量。[8]其次，溫度，光照及其入湖徑流等水動力條件也是影響氮磷季節性變化的重要因素。另外因徑流量的季節性和短期性變化，營養鹽輸送量相應出現季節性和短期性變化。[9-11]

3 結論

（1）塢泥河水體水化學組成表現為：pH值均值為6.8，表明塢泥河水體常年處于中性水平。水體溶解氧7.3～12.5 mg·L-1，均值為10.1 mg·L-1。化學需氧量（COD）在1.18～3.04 mg·L-1之間，均值為1.93mg·L-1。

（2）塢泥河營養元素氮磷的時空分布：塢泥河水體中的TP與TN的分布情況可以看出，存在較大的時期差異，其含量表現為枯水期較豐水期高的特點。

（3）按照地表水環境質量標準（GB3838-2002）：塢泥河水體TP含量已經達到IV～V 類水質TP含量標準。水體TN與環境質量標準比較，塢泥河水質主要為III～V 類水。

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課題項目：本論文由貴州省教育廳項目GJZJ-Z2017006和GJZJ-Q2017014;銅仁市科研基礎科學研究專項銅市科研（2017）47-103;銅仁職業技術學院院級課題2017-03號所支持，文章來源于《銅仁市園區建設后生態評價及修復建議》項目，項目下達文件號為：黔教社發[2015]218號

作者簡介：李干蓉（1982-），女，苗族，副教授，主要從事環境工程與環境生態學教學與科研。