嘉陵江回水區(qū)水體碳賦存形態(tài)特征及碳酸酐酶活性研究.pdf

1、三峽水庫正常運行后，在蓄水期流速緩慢，影響藻類生長的因素，如營養(yǎng)鹽濃度、水溫、碳元素含量、流速流量等均發(fā)生了一定變化，為藻類的大量生長提供了一大重要條件。已有研究顯示，近年來嘉陵江回水區(qū)多次監(jiān)測到水華現(xiàn)象的發(fā)生，因此有必要對嘉陵江回水區(qū)水環(huán)境指標及營養(yǎng)物質(zhì)進行研究。藻類的瘋長與過剩的氮、磷等無機營養(yǎng)固然有著密切的關(guān)系，卻不是唯一的原因。很多報道證實在氮、磷含量較低的流域仍然有藻華發(fā)生，而碳源作為藻類生長的一大要素，其在自然水體中形態(tài)的變

2、化特征及其對藻類生長的影響研究也變?yōu)橛葹橹匾?br>　　本文以三峽庫區(qū)支流嘉陵江為研究對象，對其回水區(qū)進行了為期1年的定位觀測研究（2011.11-2012.11）。得到了以下四方面主要結(jié)論：
　?、倩舅|(zhì)指標的變化規(guī)律
　　溫度、流速、pH、DO、N、P等都影響藻類生長，所以檢測其年變化規(guī)律變?yōu)橛葹橹匾焊饔^察點溫度均為2月份水溫最低，夏季水溫最高。3月中旬-5月溫度保持在藻類最易繁殖的20℃上下。兩江交匯口長江段近岸

3、流速明顯較嘉陵江各觀測點的近岸流速要大，藻華發(fā)生概率偏低，嘉陵江段各點近岸流速于雨水量較往年異常增多的春季（3月）與汛期達到高峰，蓄水期流速有所回落。受溫度、藻類生長、流速綜合影響，五個觀測點DO均為1月下旬突然上升并于3月下旬開始下降，9月 DO隨溫度下降緩慢回升。長江段 pH略高于嘉陵江段觀察點的pH值，各觀測點變化規(guī)律基本一致，均在冬季出現(xiàn)下降，2月末隨藻密度增加陡然上升，在整個春、夏季都維持較高的pH值，九月份pH隨溫度極速下降

4、。流速較快的兩江交匯口長江段的藻密度遠遠低于嘉陵江各點。2月起嘉陵江重慶主城段水域處于富營養(yǎng)化敏感水體，總藻密度出現(xiàn)快速增長，于3月達到峰值開始下降，6月進入汛期后，雨量增大流速變快導(dǎo)致嘉陵江段藻密度達到低點，受污染嚴重的磁器口、化龍橋觀測點總藻密度顯著高于其他樣點，其次是流速較緩的朝天門觀測點。3、4月份，觀測點監(jiān)測發(fā)現(xiàn)TP含量突然升高且略有波動，其產(chǎn)生的原因可能是河流受到漁船排污、消落帶污染、農(nóng)家施肥的綜合影響，3、4月份外，嘉陵江

5、各觀察點和兩江交匯口長江段的變化規(guī)律基本一致，都是豐水期的總磷含量明、顯大于其它時期期，這表明嘉陵江段的磷污染主要為面源污染。嘉陵江各觀察點和兩江交匯口長江段6~9月份（豐水期）與10~2月（枯水期）、5月（平水期）TN濃度差距不大，可推斷除受異常雨量影響的3~4月份波動較大外，各觀察點的氮營養(yǎng)鹽受面源污染和點源污染的程度相當。
　　②碳元素的賦存形態(tài)特征變化規(guī)律
　　從形態(tài)分布看：各采樣點TC中無機碳（TIC）占主要比例，

6、平均占TC的88％，而有機碳（TOC）比例明顯偏小，平均占 TC的12%,其中顆粒有機碳（POC）含量幾乎可以忽略，占TC的2%。從沿程看：大溪溝、朝天門較磁器口、化龍橋TC含量略有下降，這可能是除餐飲污水外，磁器口、化龍橋還受到生活污水的影響。而兩江交匯口長江段除含量較少的顆粒無機碳外均顯著低于其他采樣點。從形態(tài)分布來看磁器口、化龍橋、大溪溝、朝天門TC、TIC、PIC、POC含量均表現(xiàn)為豐水期＞平水期＞枯水期，說明TC、TIC、PI

7、C、POC主要受到面源污染影響。DIC由于受藻類吸收影響，除3月初驟降外也大致表現(xiàn)為豐水期＞枯水期的面源污染。TOC除出現(xiàn)異常雨量且變化較快的3、4月份，總體表現(xiàn)為豐水期＞枯水期的面源污染影響。DOC含量豐水期小于枯水期，說明 DOC主要受到點源污染影響。而流速較快藻密度較小的長江段各形態(tài)碳均表現(xiàn)為豐水期大于枯水期，說明其主要受面源污染影響。
　?、厶妓狒富钚匝芯?br>　　從碳酸酐酶的時間分布來說，磁器口、化龍橋、大溪溝、朝天

8、門無顯著性差異，流速最快的兩江交匯口長江段碳酸酐酶活性明顯小于其它四個采樣點，從碳酸酐酶的時間分布來說：磁器口、化龍橋、大溪溝、朝天門、兩江交匯口長江段五個采樣點在藻華高發(fā)期的碳酸酐酶活性變化趨勢沒有顯著差別，均為進入藻類增多的3月，水體中的碳酸酐酶活性迅速增加，于3月中旬達到峰值。進入4月后，五個采樣點的碳酸酐酶活性開始緩慢下降。從碳酸酐酶活性與水體基礎(chǔ)指標分析來說：嘉陵江回水區(qū)碳酸酐酶活性的最適溫度為13℃；酶活隨pH的增加而增加；

9、受HCO3-與溶解性CO2的雙重影響，DIC與碳酸酐酶酶活成反比；藻密度與碳酸酐酶酶活成正比；TN、TP對酶活的影響不顯著。
　?、芟嚓P(guān)性分析
　　從雙變量相關(guān)性分析可得：無機碳和有機碳雖然能相互轉(zhuǎn)換，但相互之間沒有明顯的影響。TOC受顆粒碳影響更大。DTC主要受到溶解性無機碳源的影響。TC、TIC、TOC主要受到河流沖刷帶來的影響。藻細胞主要吸收的碳源是DTC，通過光合作用轉(zhuǎn)化成有機碳與氧氣，而較高的溫度不利于藻類生長。影

10、響嘉陵江藻華高發(fā)期碳酸酐酶活性的最主要影響因素為POC、DTC、DIC、藻密度、pH。從偏相關(guān)分析可得：藻密度與PTC、POC成顯著正相關(guān)，與DTC、DIC成顯著負相關(guān)，與DOC相關(guān)性不變，與TOC由顯著正相關(guān)變?yōu)橄嚓P(guān)性不明顯，說明藻密度主要吸收碳源為溶解性無機碳，主要生成產(chǎn)物為有機物，且溶解性有機碳對藻類生長有同向作用。而DIC與DO成顯著負相關(guān)，與溫度呈極顯著負相關(guān)。刨除其他因素綜合影響，CAA與TIC、DTC、DIC、pH、TN、