新疆喀什克孜勒河与吐曼河水体中氮磷营养盐含量研究

阿依巧丽，李斯琪，韦良焕，古丽戈娜·阿布都热西提，张文河，曾波

(1.喀什大学化学与环境科学学院，新疆喀什　844006； 2.三峡库区生态环境教育部重点实验室，重庆市三峡库区植物生态与资源重点实验室，西南大学生命科学学院，重庆北碚　400715)



新疆喀什克孜勒河与吐曼河水体中氮磷营养盐含量研究

阿依巧丽1,2，李斯琪2，韦良焕1，古丽戈娜·阿布都热西提1，张文河1，曾波2

(1.喀什大学化学与环境科学学院，新疆喀什844006； 2.三峡库区生态环境教育部重点实验室，重庆市三峡库区植物生态与资源重点实验室，西南大学生命科学学院，重庆北碚400715)

摘要：为调查新疆喀什市境内克孜勒河和吐曼河水体中氮、磷营养盐含量，在该两条河流喀什境内的流域上分别设置了5个采样点，并对每个采样点采集到的水样进行了硝酸盐、氨氮、总氮、磷酸盐及总磷含量测定。实验结果表明：(1)克孜勒河和吐曼河喀什段流域水体中，水体中总氮、总磷分别超过0.2 mg/L和0.02 mg/L，均已超过国际标准。(2)本次调查中，克孜勒河流域发现有排污管直接将未处理的污水排入河流主干道，使得水体中的氮、磷营养盐含量严重超标。这说明对河流环境的检测管理力度不完善，若不及时加以保护与治理，水体质量会更加恶化，并引发一系列的健康问题。

关键词：TN；TP；营养盐；克孜勒河；吐曼河；新疆喀什

近来年，随着我国工农业生产和社会经济的迅猛发展，排入江河、湖泊的废水和生活污水不断增加，而水处理设施建设则严重滞后，引起了部分水域环境的严重污染，富营养化水域日见增多。据预测，我国目前已趋富营养化的湖泊达90%以上[1]，大多数水域的富营养化程度将继续加深[2]。喀什位于我国西部边陲，与中亚各国联系紧密，有六个国家一类口岸对外开放，具有重要的战略区位优势。自改革开放以来，喀什作为新疆南疆地区的重要城市，社会经济得到了很大的发展，人民的生活水平也得到了明显的提高[3]。2010年5月，在中央新疆工作会议上，正式批准喀什设立经济特区。喀什经济特区的设立，对实现喀什地区乃至新疆经济的跨越式发展具有重要意义[4]。

随着城市化进程的加速推进和经济的迅速发展，在人民生活水平逐年提高的同时，喀什面临的生态环境问题也逐渐显现。流经喀什境内主要河流为克孜勒河和吐曼河，此两大河流是喀什用水的主要水源[5- 6]。在喀什成为经济特区后，随之而来的人口增多和产业发展将导致河流生态系统稳定性和河流水体质量受到很大的影响。一般来说，界定天然水体是否处于富营养化状态的氮磷浓度临界值为：总磷浓度0.02 mg/L，总氮浓度0.2 mg/L，一旦超过这一标准则认为水体处于富营养化状态[7]。磷元素相对氮元素来说，对于湖泊富营养化的限制处于相对次要位置[8]。因此，本研究对克孜勒河和吐曼河水体中氮、磷营养盐进行检测，为喀什地区的可持续发展策略的制定提供科学依据。

1材料与方法

1.1水样采集点

于2013年7月对克孜勒河和吐曼河在喀什市境内的河流流域上分别设置了5个采样点进行调查，具体采样点如表1所示。

每个采样点断面分左、中、右三个取水点，用采水器于0.3～0.5 m 水深处取1 L 水样，将水样装于采样瓶中带回实验室用于测定其中氮、磷营养盐含量。

1.2水样中氮、磷营养盐含量的测定

本研究中，水样中的氮、磷营养盐含量的测定采用了连续流动分析仪(FLOWSYS，意大利SYSTEA)。该分析仪通过标准样品校正后，水样自动进样进行检

表1　克孜勒河和吐曼河喀什段水样采样点

测，对其中的硝酸盐、氨氮、总氮、磷酸盐和总磷含量进行测定。

2结果

从本次调查的结果可以看出，克孜勒河和吐曼河水体的氮、磷营养盐含量是不相同的。其中对水体中硝酸盐含量的测定发现，克孜勒河在喀什境内前段水体中的硝酸盐含量均低于1 mg/L，但是在南关桥和央布拉克桥的水体中硝酸盐的含量均超过了前三个采样点水体中的含量，而且在最后一个采样点中的硝酸盐含量超过8 mg/L；吐曼河水体中硝酸盐含量均超过1 mg/L，而且在欧景名苑和东门大桥的采样水体中的硝酸盐含量超过2 mg/L(图1)。本研究中对水体中氨氮含量也进行了检测，其中克孜勒河各采样点水体中氨氮含量变化不大，其值为0.02～0.06 mg/L；而吐曼河各采样点水体中氨氮含量起伏较大，最低值>0.03 mg/L，最大值>0.1 mg/L(图2)。总氮是表征水体质量的一项重要指标。克孜勒河前四个采样点水体中的总氮含量均在1～1.5 mg/L范围内，而最后一个采样点的总氮含量类似硝酸盐及氨氮含量的趋势，其值远高于其他采样点的含量；吐曼河各采样点总氮含量变化不是很大，其值均在2～3 mg/L范围内(图3)。

图1　克孜勒河和吐曼河水体中硝酸盐含量Fig.1　The nitrate contents in Qezel River and Tuman River

图2　克孜勒河和吐曼河水体中氨氮含量Fig.2　The ammonia nitrogen contents in Qezel River and Tuman River

图3　克孜勒河和吐曼河水体中总氮含量Fig.3　The TN contents in Qezel River and Tuman River

图4　克孜勒河和吐曼河水体中磷酸盐含量Fig.4　The phosphate contents in Qezel River and Tuman River

图5　克孜勒河和吐曼河水体中总磷含量Fig.5　The TP contents in Qezel River and Tuman River

水体中磷元素含量常作为检测对象，其被认为是水体发生富营养化的限制因子。在本研究中，克孜勒河前四个采样点水中的磷酸盐含量均在0.05 mg/L左右，但是在最后一个采样点其值超过0.3 mg/L，其显著高于前四个采样点的值；吐曼河各采样点的磷酸盐含量变化幅度不剧烈，其变化范围为0.05～0.1 mg/L(图4)。克孜勒河和吐曼河水体中总磷含量的变化趋势与磷酸盐含量的变化趋势相类似，克孜勒河最后一个采样点的总磷含量高于前四个采样点的含量，同时发现第三个采样点总磷含量显著高于前三个采样点含量。吐曼河各采样点水体中总磷含量波动不大，其变化范围为0.05～0.1 mg/L(图5)。

3讨论

理论上，富营养化在任何水生生态系统内都有可能发生，实际上主要出现在水动力交换条件比较差的湖泊、水库、河口、海湾等较封闭水域。近年来，随着水污染的加剧和水资源短缺，一些河流水体在特定季节也出现富营养化问题。尽管对于不同水域，由于区域地理特点、自然气候条件、水生生态系统结构和水污染特性等存在诸多差异，会出现不同的富营养化表现症状，即出现不同的优势藻类种群，并连带出现各种不同类型水生生物种类的失衡，但是富营养化发生所需的最必要的外力条件基本上是一样的[9]。江河、湖泊水体中的氮、磷等营养成分是否充足是水华暴发的重要因素，也是评价水体富营养化程度的重要指标。一般认为，当水体中总氮和总磷的质量浓度分别达到0.2 mg/L和0.02 mg/L时，从营养盐单因子考虑，就有可能发生藻类疯长的现象[10]。本研究的结果显示，克孜勒河和吐曼河水体中的氮、磷营养盐已远远超过国际规定的氮、磷营养盐的标准，这意味着喀什境内的这两条河流已遭到不同程度的污染，导致此种结果的主要原因可能是该两条河流会流经喀什城郊的农村、农田及人口活动比较密集的城市中央。喀什地区的农民在进行耕作时仍然大量使用化肥以增加农作物产量，农田里残留的化肥极有可能通过地表径流，最后汇入了该两条主要河流；除此之外，喀什地区由中央设立为经济特区之后，人口流动较大，城市发展较快，流入该两条河流的污水及垃圾也大量增加。若水体温度和光照条件适宜，水体中的藻类会出现爆发生长[11- 13]，届时水体质量会更加恶化，会直接影响河流周边地区老百姓的生活取水，同时水体中水生生物的多样性也会遭到胁迫，喀什地区原本脆弱的生态系统稳定性也会受到影响。

本研究也发现，克孜勒河央布拉克桥采样点(即第5个采样点)水体中的氮、磷营养盐含量显著超过其他采样点的含量，其主要原因是距离采样点500 m的上游有一处排污管道，虽然该排污管道口设置在水面以下，但可以清晰地观察到所排出的污水颜色污浊，气味难闻，河流水体颜色就从此点变成墨黑色，与上游的水体颜色形成鲜明的对比。若该污水管道来自附近的工厂，水体中不仅营养盐含量严重超标，很有可能重金属也超标，该河流下游的农民引用下游的河水灌溉农田，想必由水体转移到农作物中的重金属含量也会增加。

结合以上的研究结果及分析可得知，喀什境内的环境(尤其水体环境)保护力度还不够完善，水体污染程度还比较严重。喀什地区在大力推进经济发展的同时，还需注重其对周边环境的影响，吸取其他经济发达地区的前车之鉴，制定一个长远的可持续发展的战略规划。

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Concentration of Nitrogen and Phosphorus Nutritive Salts in Qezel River and Tuman River in Kashgar, Xinjiang

AYI Qiao-li1,2, LI Si-qi2, WEI Liang-huan1, ABUDUREXITI Guligena1, ZHANG Wen-he1, ZENG Bo2

(1.Faculty of Chemistry and Environment Science, Kashgar University, Kashgar 844006, China; 2.Key Laboratory of Eco-environments in the Three Gorge Reservoir Region (Ministry of Education), Chongqing Key Laboratory of Plant Ecology and Resources Research in the Three Gorge Reservoir Region, Faculty of Life Sciences,Southwest University, Chongqing 400715, China)

Abstract:In order to investigate the concentration of nitrogen and phosphorus nutritive salts in Qezel River and Tuman River, water samples were collected from these two rivers respectively. These samples were analyzed to measure the concentration of nitrate, ammonia nitrogen, total nitrogen, phosphate and total phosphorus. The results showed that: (1) In both Qezel River and Tuman River, the concentration of TN and TP exceeded international standard by 0.2 mg/L and 0.02 mg/L respectively. (2) The main reason for high concentration of TN and TP in Qezel River was that the polluted water was directly poured into the river without any purification work. All these results suggest that both rivers were polluted in different degrees, and this requires more attention to protect the river ecological status. Otherwise, it will induce more healthy problems.

Key words:TN; TP; nutritive salts; Qezel River; Tuman River; Kashgar, Xinjiang

收稿日期：2016-02-17

基金项目：国家自然科学基金(31370443)；国家水体污染控制与治理重大科技专项课题(2009ZX07528-03-07)；新疆高校科研计划青年教师科研启动基金(XJEDU2012S035)

作者简介：阿依巧丽(1983—)，女，新疆乌恰人，博士研究生，主要从事环境生态学研究，E-mail：ayiqiaoli@163.com通讯作者：曾波(1972—)，男，重庆涪陵人，教授，博士，主要从事生态学研究，E-mail：bzeng@swu.edu.cn

DOI:10.14068/j.ceia.2016.02.017

中图分类号：X832

文献标识码：A

文章编号：2095-6444(2016)02-0071-04