珊溪水庫(kù)的氮磷時(shí)空分布特征研究.pdf

1、最近幾年來(lái)，多數(shù)城市主要供水水源湖庫(kù)的水質(zhì)問(wèn)題已顯現(xiàn)，水體富營(yíng)養(yǎng)化成為最突出的問(wèn)題之一。許多研究表明，氮和磷是水環(huán)境中被人們廣受關(guān)注的重要污染物，是水體富營(yíng)養(yǎng)化的限制性營(yíng)養(yǎng)元素。而且氮、磷是水域生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)的重要元素，其含量和比例的變化會(huì)影響水體浮游植物的群落結(jié)構(gòu)及生長(zhǎng)，影響底質(zhì)營(yíng)養(yǎng)鹽分布和積累，而且對(duì)生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)和轉(zhuǎn)化也會(huì)造成影響。一直以來(lái)學(xué)術(shù)界和管理部門(mén)都重點(diǎn)關(guān)注地表徑流中含有的大量氮、磷及其他無(wú)機(jī)鹽等植物營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)對(duì)飲用型水

2、庫(kù)造成的水體富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題，而對(duì)于內(nèi)源釋放來(lái)源污染的研究相對(duì)少，特別是對(duì)底層厭氧水體中釋放的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)能否及如何影響上層水質(zhì)了解不多。此外，對(duì)不同氣象、水文、地質(zhì)特征條件下?tīng)I(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律的了解仍很有限。本研究以亞熱帶河道型深水飲用水水庫(kù)——珊溪水庫(kù)作為研究對(duì)象，于2014年2月至2015年7月期間進(jìn)行每月一次的定點(diǎn)和走航監(jiān)測(cè)，對(duì)水文和氮磷指標(biāo)在水平和垂直方向上的分布狀況進(jìn)行全面的監(jiān)測(cè)。主要結(jié)果如下:
　　1.水質(zhì)指標(biāo)相關(guān)性分析

3、得出，各采樣點(diǎn)NO3--N與PO43-、TN與PO43-、TP與PO43-、TP與NO3--N彼此都有顯著的相關(guān)性，A5點(diǎn)相關(guān)性不是很明顯。這可能是由于不同采樣點(diǎn)水動(dòng)力學(xué)及外界的環(huán)境因子變化，導(dǎo)致水庫(kù)生態(tài)系統(tǒng)特征帶來(lái)改變。
　　2.珊溪水庫(kù)含氮量與含磷量的比值是營(yíng)養(yǎng)鹽結(jié)構(gòu)的主要指標(biāo)，珊溪水庫(kù)在2014年7月、8月、11月，2015年3月、6月、7月N/P在8～30，一共6個(gè)月處在最適合浮游生物生長(zhǎng)的Redfield比值范圍，具有發(fā)

4、生水華的營(yíng)養(yǎng)條件。水庫(kù)局部水域曾出現(xiàn)藻類(lèi)異常增殖現(xiàn)象。這說(shuō)明珊溪水庫(kù)氮磷營(yíng)養(yǎng)鹽含量都較高，水庫(kù)水質(zhì)呈現(xiàn)富營(yíng)養(yǎng)化的趨勢(shì)。珊溪水庫(kù)作為飲用水水源地，水質(zhì)的下降以及藻類(lèi)增殖現(xiàn)象還是應(yīng)該引起廣泛的關(guān)注和適當(dāng)?shù)闹卫怼?br>　　3.珊溪水庫(kù)氮、磷元素在不同調(diào)查站位的季節(jié)分布特征不一致，珊溪水庫(kù)的季節(jié)性分布呈現(xiàn)出春夏季濃度高于秋冬季，這很大程度上與降雨量有關(guān)，梅雨季多發(fā)生在春夏季節(jié)，雨水中沉降、水庫(kù)周邊山上土壤中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)以及周邊的城鎮(zhèn)和農(nóng)村的生活、

5、餐飲、建筑垃圾、污水的流入，使得水庫(kù)中外源性輸入較多，秋冬季降雨少，主要來(lái)源是自身水質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)鹽的轉(zhuǎn)化，使得水體中總的氮磷含量基本穩(wěn)定。磷元素含量變化相對(duì)穩(wěn)定，基本在一個(gè)含量附近上下波動(dòng)。
　　4.珊溪水庫(kù)的空間分布，氨氮呈現(xiàn)水面上層濃度低，下層濃度高的趨勢(shì)。水體上下層除了自身內(nèi)部交換上層主要的輸入方式是雨水和地表水，水面下層氨氮的主要輸出形式是沉積物釋放。氨氮下層濃度高于上層，說(shuō)明底層沉積物的釋放是水庫(kù)富營(yíng)養(yǎng)化的一個(gè)主要影響因素。

6、而且總磷在A1、A2、A3支流的分布符合此規(guī)律，也驗(yàn)證了這一點(diǎn)。另一條支流表層濃度比底層濃度大，這可能與支流沉積物中釋放量有關(guān)，底層沉積物可能釋放條件不是很充足。有文獻(xiàn)表明，pH為酸性、厭氧環(huán)境下，磷的釋放量最大。硝氮濃度的空間變化總體雖說(shuō)差不多，但在水深較深的A3、A4點(diǎn)還是有上低下高的垂直分布趨勢(shì)，而且反硝化作用在缺氧條件才可以使硝氮脫氮，這說(shuō)明中層、下層溶解氧是比較低的。
　　5.珊溪水庫(kù)主庫(kù)水體夏季長(zhǎng)期存在熱分層現(xiàn)象。秋冬

7、季30 m以上水體有垂直水層間的傳質(zhì)交換，40～50 m以下水體保持分層現(xiàn)象，且常年處于缺氧狀況。庫(kù)底水體及沉積物中的缺氧、厭氧環(huán)境有利于有機(jī)物的厭氧分解，并在底層水體中累積形成高于表層水體的氮、磷濃度。水庫(kù)秋冬季降雨少，且伴隨水庫(kù)季節(jié)性的蓄、放水，水庫(kù)水體的水位總體比雨季低很多。在局部季節(jié)更迭所產(chǎn)生氣溫驟變能夠促使表、底層水體產(chǎn)生交換，從而打破熱分層，即發(fā)生局部的“翻湖”現(xiàn)象。這種垂向上的水體交換一方面能夠改善沉積物表面及底層水體中的