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1、太湖富營養(yǎng)化主要指標及營養(yǎng)水平變化分析|太湖富營養(yǎng)化
第25卷第4期x年8月
水資源與水工程學報
Journal of Water Resources&Water Engineering
Vol.25No.4Aug .,x
DOI :10.11705L。至1980年,TIN 的濃度升高至0.894mg L[5]。太湖TN 年均值變化(圖2a )顯示,太湖TN 濃度總體呈升高趨勢,其中1996年之前的上升
TN 濃度有趨勢較快,在達到最大值3.88mg /L后,所降低,但濃度仍較高,處于地表水劣V 類水平。
從太湖TN 的月均值變化曲線(圖2b )可以看出,TN 濃度在春末(4月份
2、)達到最大值后開始下降,至秋末(10月份)達到最小值,隨后又開始上升
。
圖2太湖TN 年均值和月均值變化
2.1.2
與TN 的變化過程不
同,可能受當時工農業(yè)發(fā)展影響,太湖水體的
+
N 的變化太湖NH 4-
-x年太湖水質惡化,x年之后,水質逐步好
+
N 的月間變化(圖3b )與TN 的轉。太湖水體NH 4-NH 4+-N 最大值和最小變化趨勢相似,不同點在于,
值出現(xiàn)的時間均比TN 提前一個月。2.1.3
太湖TP 的變化太湖TP 的年均值變化情
況(圖4a )顯示,太湖的TP 整體上呈上升趨勢,最大值在1996年出現(xiàn),隨后開始降低,但仍處于地表
NH 4
3、+-N 在20世紀80年代初期處于較高的水平(圖
3a ),隨后開始下降,經(jīng)過小幅波動后,在21世紀初開始快速上升,在x年達到最大值后又開始快速
[6]
降低。陳潤等在分析太湖x-x年的水質x變化時也發(fā)現(xiàn)x年是水質變化的一個拐點,
IV 類水水平。1996年,江蘇省開始實施《江蘇省太
,湖水污染防治條例》一定程度上控制了氮、磷的入TN 和TP 濃度的年際變化直觀反應了這一措湖量,
施的效果。
由太湖TP 濃度的月間變化曲線(圖4b )可以TP 濃度的最高值出現(xiàn)在3月份,看出,作為淡水藻,較高的TP 濃度對浮游藻類復蘇是非常有利的。隨后,在水生植物的消耗以及類生長的限制因子
TP
4、 濃度開始降低,其他因素的影響下,在7月份達到最小值,在8月份顯著上升達到次大值后再次降低。TP 濃度的年內月間變化具有明顯的雙峰特征。2.1.4太湖COD Mn 的變化作為水體富營養(yǎng)化狀況評價的指標之一,太湖水體的COD Mn 整體上呈現(xiàn)
[7-9]
上升趨勢(圖5a ),在x年達到最大值后,開始
降低。COD Mn 的月間變化顯示出明顯的單峰特征(圖5b ),9、10三個月。且峰形較為平緩,延續(xù)了8、2.1.5太湖Chl-a 的變化Chl-a 是目前表征水體浮游植物現(xiàn)存量的常用指標,也是評價水體富營養(yǎng)
a 在化狀況的重要指標之一。數(shù)據(jù)顯示,太湖Chl-1990和x年出現(xiàn)了較高的濃度
5、(圖6a )。太湖
Chl-a 多年月均值結果(圖6b )表明,9、10湖體8、三個月的藻類現(xiàn)存量較高,最高值出現(xiàn)在9月份;5月份出現(xiàn)一個相對較小的峰值。2.22.2.1
太湖水質營養(yǎng)水平的時空分布特征
太湖富營養(yǎng)水質空間分布在分析太湖富
營養(yǎng)化指標變化的過程中發(fā)現(xiàn),雖然x
年太湖西
圖3
+
N
年均值和月均值變化太湖NH 4-
圖4太湖TP
年均值和月均值變化
圖5
太湖COD Mn
年均值和月均值變化
圖6a 年均值和月均值變化太湖Chl-
4水資源與水工程學報x年
北部湖區(qū)發(fā)生了嚴重的藍藻水華,但是該年全湖的Chl-a 濃度并不是最高的。這主要是因為,
6、太湖的水質存在明顯的分區(qū)特征。分析2002-x年太湖9個湖區(qū)不同營養(yǎng)水平水質出現(xiàn)的頻次(表1)發(fā)現(xiàn),不同湖區(qū)富營養(yǎng)水質出現(xiàn)次數(shù)的高低順序為:梅梁湖、竺山湖>五里湖>湖心區(qū)>東部沿岸區(qū)>貢湖>南部沿岸區(qū)>西部沿岸區(qū)>東太湖。
表1
太湖9個湖區(qū)2002-x年不同
營養(yǎng)水平出現(xiàn)頻次
現(xiàn)頻次顯著降低;五里湖的水質在湖區(qū)生態(tài)修復和
底泥疏浚等工程的作用下,從x年開始改善,尤其是x年以后,富營養(yǎng)水質出現(xiàn)的頻次顯著降
“引江濟太”低;受及其他工程措施的影響,從x年開始,貢湖灣和湖心區(qū)富營養(yǎng)水質出現(xiàn)的頻次也有所降低,但是仍存在回升的趨勢;作為太湖較為封閉的湖灣,梅梁湖和竺山湖的水質在治理工程開展
7、后雖然略有好轉,富營養(yǎng)水質出現(xiàn)的頻次也有所降低,但是沒有西部沿岸區(qū)和五里湖的改善程度明顯,基本維持在原有的水平;南部沿岸區(qū)的富營養(yǎng)水質出現(xiàn)頻次波動較大。
2002-x年期間,東部沿岸區(qū)的水質整體呈x-x
年的水質全部屬于現(xiàn)明顯的惡化趨勢,
x年水質開富營養(yǎng)水平,隨著治理措施的推進,始改善。更為值得關注的是,水質一直較好的東太
湖在x年開始出現(xiàn)富營養(yǎng)水質,且頻次有升高的趨勢,這對于維持太湖東部區(qū)域的生態(tài)系統(tǒng)健康是非常不利的,有可能導致東部湖區(qū)“草型”生態(tài)系統(tǒng)的崩潰,進而轉變成“藻型”生態(tài)系統(tǒng),最終出現(xiàn)類
[10-11]
。似西北部湖區(qū)的藍藻水華危害
不同湖區(qū)水質營養(yǎng)水平年際變化從太
8、湖
9個湖區(qū)2002-x年每年富營養(yǎng)水質出現(xiàn)的頻次(圖7)看,隨著宜興地區(qū)入河污染物控制措施的逐步實施,受其入湖河流水質影響較大的西部沿岸區(qū)的水質自x年開始顯著改善,富營養(yǎng)水質的出
2.2.2
圖72002-x太湖9個湖區(qū)每年富營養(yǎng)水質出現(xiàn)頻次
2.2.3
不同湖區(qū)水質營養(yǎng)水平月間變化圖8為
太湖不同湖區(qū)2002-x年10a 間每個月富營養(yǎng)水質出現(xiàn)的頻次。結果表明,太湖富營養(yǎng)水質出現(xiàn)的月份,隨湖區(qū)變化而變化,五里湖8-11月份富營
2.3分析討論
TN 和NH 4+-N 表現(xiàn)出相似的月間變化特征,均在
秋季出現(xiàn)最低值。這主要是因為,春季出現(xiàn)最高值,
秋季是水生植物(包括大型
9、水生植物和浮游植物)開始衰亡的季節(jié),對營養(yǎng)物質的吸收降低,而其殘體內積蓄的營養(yǎng)物質在微生物的作用下開始向水體釋放,水體的TN 含量開始升高;到了春末,復蘇的水生植物需要消耗大量營養(yǎng)物質進行新陳代謝,水體的氮含TN 的這種月間變化特征也可能量開始下降。此外,
+
N 與TN 的與外源的輸入強度變化有關。雖然NH 4-+
N 極值的出現(xiàn)時間均較TN 但是NH 4-月間變化相似,
提前一個月。這主要是因為,有機體在微生物的作用
養(yǎng)水質出現(xiàn)的頻次較高,以8月份最高,每年均會出
8-11月均常年處于富營現(xiàn);梅梁湖水質1-4月,
養(yǎng)水平;竺山湖水質在10-12月相對較好,富營養(yǎng)
水質出現(xiàn)頻
10、次有所降低;貢湖的富營養(yǎng)水質出現(xiàn)頻次較為分散,相對集中在2-4月份;湖心區(qū)富營養(yǎng)
3、4月份達到第一個峰水質出現(xiàn)頻次呈雙峰特征,
10月份達到第二個峰值,7月份的水質最好,值,富
營養(yǎng)水質出現(xiàn)的頻次最低;東部沿岸區(qū)和西部沿岸區(qū)的富營養(yǎng)水質頻次峰值均發(fā)生在3月份;東太湖的富營養(yǎng)水質集中出現(xiàn)在12月份至翌年的4月份,5月份和7-9但是出現(xiàn)的頻次顯著低于其他湖區(qū),
月,東太湖水質最好,未出現(xiàn)過富營養(yǎng)狀態(tài);南部沿岸區(qū)整體上1-5月份的營養(yǎng)水平較高,富營養(yǎng)水質出現(xiàn)頻次較高。
ON 在氨化細菌下首先向水體釋放的是有機氮(ON ),
++N ,N 向穩(wěn)定態(tài)而NH 4-的作用下很快礦化成NH 4-
11、N 的轉變需要經(jīng)歷亞硝化和硝化過程,NO 3--其中涉
及的影響因素眾多。TN 是表征水中各種形態(tài)氮的綜TN 極值的合指標,受到不同形態(tài)氮之間轉化的制約,
+
N 均有延遲
。出現(xiàn)較NH 4-
圖82002-x太湖9個湖區(qū)每月富營養(yǎng)水平出現(xiàn)頻次
COD Mn 和Chl-a 的月均值表現(xiàn)出顯著的相關性
(r =0.689,p <0.05),8-10月份的濃度值均較雖然COD Mn 是水體富營養(yǎng)化評價的高。這是因為,指標之一,但并不是影響浮游植物生長的主動環(huán)境因素,而被認為是浮游植物生長后反饋給水體的被
[12]
動因素,因而二者之間存在顯著的響應關系。
Chl-a 濃度的年際
12、變化顯示,x年的Chl-a 濃
度并不高。這是因為,文中采用的數(shù)據(jù)是太湖所有測點的監(jiān)測值按照面積加權平均后得到的全湖均值,然后再由每個月的均值計算全年的平均值。x年的藍藻水華主要發(fā)生在西北部湖區(qū)(竺山湖、梅梁湖、五里湖和貢湖),從面積上看,僅約占全
湖面積的14.5%,對整個太湖水體藻類現(xiàn)存量的影響較低。
分析過程中還發(fā)現(xiàn),東太湖自x年開始出現(xiàn)富營養(yǎng)水質,究其原因主要是20世紀80年代開始,東太湖圍網(wǎng)養(yǎng)蟹盛行,到x年,整個湖面幾乎全被圍網(wǎng)占據(jù)。養(yǎng)殖投放的過量餌料腐爛后釋放出大量氮磷營養(yǎng)鹽,導致水質惡化。雖然x年對東太
x年初湖區(qū)內的圍網(wǎng)湖的圍網(wǎng)養(yǎng)殖進行了治理,
基本全部拆除,但是累積
13、在湖底的營養(yǎng)鹽存在緩慢
的釋放過程,短期內尚不能全面恢復湖區(qū)的水質
[11]
有惡化的趨勢。參考文獻:
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。
3結語
本文在現(xiàn)有資料的基礎上分析了太湖1980-x年富營養(yǎng)化水質指標的變化情況,利用水質富營養(yǎng)化評價結果,分析了不同湖區(qū)營養(yǎng)水平的變化特征,得到以下初步結論:(1)1980-x年,TP 濃度總體呈太湖的TN 、
+
N 上升趨勢,最大值均出現(xiàn)在1996年。太湖NH 4-N 具有相似的最高值出現(xiàn)在x年。TN 和NH -N 的極值均比TN 提前的月間變化特征,但是NH 4-a 變化呈顯著正一個月出現(xiàn)。太湖的COD Mn 和Chl-相關,均表現(xiàn)為8-10月份的濃度較高。受統(tǒng)計方x年的Chl-a 濃度并不高。法影響,
(2)太湖水質具有明顯的分區(qū)特征,富營養(yǎng)水質出現(xiàn)的高低順序為:梅梁湖、竺山湖>五里湖>湖心區(qū)>東部沿岸區(qū)>貢湖>南部沿岸區(qū)>西部沿岸區(qū),東太湖富營養(yǎng)水質的出現(xiàn)頻次較低,但x年以來水質呈富營養(yǎng)化趨勢。太湖不同湖區(qū)富營養(yǎng)水質出現(xiàn)頻次的月間變化特征也非常明顯。
(3)隨著湖泊治理工程的推進,西部沿岸區(qū)和五里湖的水質明顯改善,貢湖和湖心區(qū)富營養(yǎng)水質出現(xiàn)的頻次也有所降低。梅梁湖、竺山湖和南部沿岸區(qū)的水質無明顯變化。東部沿岸區(qū)和東太湖水質
+
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