鄱陽湖流域氮磷時(shí)空分布及其地球化學(xué)模擬.pdf

1、隨著社會和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人為活動導(dǎo)致的湖泊污染己成為一個嚴(yán)重的環(huán)境問題。其中，湖泊富營養(yǎng)化是目前水環(huán)境中一個主要的問題，也是危害最大的環(huán)境問題之一。水體中過量的營養(yǎng)元素是引起富營養(yǎng)化的根本原因，其中氮和磷是主要的影響因素。為了能有效的預(yù)防控制湖泊的富營養(yǎng)化，就必須全面的了解湖泊氮磷等營養(yǎng)鹽含量分布特征及其來源，為湖泊富營養(yǎng)化的控制和管理提供科學(xué)的理論依據(jù)。 鄱陽湖流域位于長江中游南岸，由五大河流(贛江、撫河、修水、饒河和信江)以及

2、鄱陽湖組成。本論文以鄱陽湖及其五大支流為研究對象，通過分析測定水體水化學(xué)參數(shù)及其氮、磷含量，對其水化學(xué)特征及其氮磷時(shí)空分布特征進(jìn)行了系統(tǒng)研究，對鄱陽湖水體富營養(yǎng)化狀態(tài)進(jìn)行了初步評價(jià)。通過測定部分農(nóng)田水、地下水及城市污水氮磷含量，初步探討了鄱陽湖水體氮磷的來源。同時(shí)對鄱陽湖水體的氫氧同位素進(jìn)行了分析測定，并利用PHREEQC對其元素存在形態(tài)及礦物飽和指數(shù)進(jìn)行模擬計(jì)算。得出如下主要結(jié)論： 豐水期，鄱陽湖、贛江、撫河、修水和昌江水化學(xué)

3、類型屬于[C]Na、CaI型水，而樂安江和信江則屬于[C]CaI 型；平水期，除信江屬于[C]Na、CaI型水外，湖泊及其它河流都屬于[C]NaI型；枯水期，鄱陽湖及各支流都屬于[C]NaI型水；鄱陽湖湖水全年水化學(xué)類型為[C]NaI型水，與1988年得出的鄱陽湖水化學(xué)類型為[C]CaI型不同，這說明人為輸入對鄱陽湖水質(zhì)的影響日益顯著。鄱陽湖流域大部分河水組成主要受巖石風(fēng)化作用的影響。湖水和河水δD和δ<'18>O關(guān)系表明鄱陽湖湖水主要

4、來源于各支流水。地下水比河水更富集氫同位素，這也許是地下水與其它類型水(如土壤水)混合作用的結(jié)果。 各河流中，修水受氮磷污染最輕，其次是撫河：贛江 NO<,3><'->-N 含量最高；鄱陽縣發(fā)達(dá)的水產(chǎn)養(yǎng)殖致使昌江和樂安江NH<,4><'+>-N含量最高；信江TN和TP含量最高。鄱陽湖TN和TP含量明顯高出湖泊富營養(yǎng)化的發(fā)生濃度，水體年平均富營養(yǎng)化指數(shù)為 54.9，處于中富營養(yǎng)水平，以往年數(shù)據(jù)相比，鄱陽湖受氮磷污染趨勢日益加重，正

5、在朝富營養(yǎng)化方向發(fā)展。在不同水期鄱陽湖水體富營養(yǎng)化狀態(tài)也不同，豐水期處于中富營養(yǎng)水平，平水期和枯水期處于富營養(yǎng)水平。 時(shí)間變化上，鄱陽湖水體氮磷含量按照枯水期→平水期→豐水期時(shí)間順序呈下降趨勢，而贛江 NO<,3><'->-N和NH<,4><'+>-N含量則呈上升趨勢，其它河流NO<,3><'+>-N含量平水期時(shí)最低，枯水期時(shí)最高。撫河平水期時(shí)NH<,4><'+>-N最低，枯水期時(shí)最高，其它河流季節(jié)性變化不明顯。昌江和信江平水期

6、TN含量最高，贛江、撫河平水期時(shí)TN最低，枯水期最高，修水枯水期時(shí)TN含量最高。撫河、信江和樂安江水體TP含量沒有明顯的時(shí)間變化特征，修水平水期時(shí)的最低，昌江枯水期時(shí)的最低，贛江以豐水期時(shí)TP含量最高?？臻g變化上，枯水期，各河流中除修水氮含量以上游最高外，其它河流水體氮含量均以下游的最高；各河流TP含量都是下游最高，贛江、撫河和信江中游最低，修水上游和中游TP含量相差不大，而昌江和樂安江則按上、中、下游TP含量升高。平水期，昌江和樂安江

7、沿水流方向氮磷含量遞增，撫河、修水和信江水體NO<,3><'->-N含量中游最低，而贛江按上、中、下游遞增；昌江和樂安江從上游至下游NH<,4><'+>-N含量遞增，其它河流NH<,4><'+>-N含量較低，沒有呈現(xiàn)出明顯的空間變化特征：TN含量除修水以上游最高外，其它河流都以下游最高；除贛江外，其它河流TP都是下游最高。豐水期，各河流水體氮磷含量空間變化特征不明顯。鄱陽湖主航道氮、磷年平均含量都比其它湖域高，上游最高，中游最低。底層沉

8、積有機(jī)物的降解和擾動導(dǎo)致鄱陽湖湖體底層水體氮磷含量高于表層。 鄱陽湖水體中主要的氮素形式是 NO<,3><'->-N，贛江是鄱陽湖水體氮素的主要貢獻(xiàn)者。農(nóng)田水、城市廢水以及地下水氮磷含量較高，這些水體將對鄱陽湖及其五大支流水體的氮磷負(fù)荷產(chǎn)生重要的影響。 水體組分存在形式計(jì)算表明，鄱陽湖流域水體水化學(xué)組分存在形式的百分含量主要受其水體礦化度的影響。其中SO<,4><'2->離子的存在對水中游離ca<'2+>、Mg<'2+>

9、含量的變化有很大的影響。隨著SO<,4><'2->含量的增加，游離Ca<'2+>、Mg<'2+>離子含量逐漸降低，而 CaSO<,4><'0>、MgSO<,4><'0>等絡(luò)合組分增多。磷主要的存在形式為 HP0<,4><'2->和H<,2>PO<,4><'->，且與pH值相關(guān)性顯著。氮主要存在形式有 NO<,3><'->、NH<,4><'+>、NH<,3>、NO<,2><'->等，模擬計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)測試結(jié)果非常吻合。 對鄱陽湖及