漳江水体营养盐含量季节变化特征分析

林永青

(福建省水产研究所，福建省海洋生物增养殖与高值化利用重点实验室，福建 厦门 361013)



漳江水体营养盐含量季节变化特征分析

林永青

(福建省水产研究所，福建省海洋生物增养殖与高值化利用重点实验室，福建 厦门 361013)

漳江；氮磷；营养盐；季节变化

在全球气候变暖与水体富营养化双重影响下，水环境问题日益突出[1]，特别是在中国，几乎所有的江、河、湖、库以及近海水域都面临着富营养化的威胁[2-3]。通常认为，氮、磷的过量输入是导致水体富营养化和有害藻华的重要因素[4]。目前此问题已经引起了世界范围的广泛关注。

漳江是福建南部的主要河流之一，发源于平和县大峰山，自北向南贯穿全县，呈向心状水系，独流入海。多年来漳江为福建省污染最轻的河流之一[5]。为达到蓄水发电、拒咸蓄淡、灌溉供水等目的，沿江陆续增建20多座水闸，使其水流处于相对静止的状态，且随着周边地区工农业发展，生活污水、工业用水、农业灌溉用水等排放的加剧，对漳江水质造成了一定的影响[6]。本文根据2010—2013年丰、平、枯三期对漳江水流断面的水质监测数据，分析该水域营养盐主要形态的含量特征，分析其季节变化规律及污染特性，初步探讨其主要的影响因子和污染来源，这将对有效控制污染、保护环境、维系漳江生态环境和生物资源的可持续利用具有重要的意义。

1　材料与方法

1.1监测站位设置

监测断面设置于云霄县莆美镇高塘渡口(117°21′24.00″ E；23°57′12.00″ N，如图1所示)，根据《江河入海污染物总量监测技术规程》[7]，沿监测断面共布设5个监测点。监测时间为2010—2013年，每年监测3次，分别为2—3月(枯水期)、8月(丰水期)和10月(平水期)。监测断面位于感潮河段，为尽量减小潮汐的影响，选监测当月小潮低潮时采集样品。

1.2采样和分析方法

1.3数据处理

漳江监测断面营养盐含量的均值及范围根据所有监测点监测结果的均值及变化范围值而得。文中采用SPSS 19.0 统计分析软件对监测断面各点进行营养盐因子在不同水期(枯、丰、平水期)含量的差异性分析，对各营养盐因子间进行相关性分析。采用Origin 7.5和Excel软件进行图表制作。

2　结果与分析

2.1漳江营养盐的含量分布

表1　2010—2013年漳江氮、磷的含量分布

漳江TN含量范围为3.40～5.75 mg/L，均值为4.48 mg/L；TP含量范围为0.104～0.379 mg/L，均值为0.190 mg/L。漳江TN、TP的含量均远远高于发生藻类大量生长时的临界值(0.2 mg/L、0.02 mg/L)[9]。特别是TN，其含量在各水期均高于《地面水环境质量标准》[8]中Ⅴ类水(TN<2.0 mg/L)的水质标准，存在明显的污染隐患。

2.2漳江营养盐含量的变化趋势

2.2.1TN、TP变化趋势

图2为漳江2010—2013年期间，枯、平、丰水期时水体TN、TP的含量变化情况。除2010年外，漳江枯水期TN含量与丰水期、平水期皆具有极显著差异(n=20，P<0.01)，呈现出丰水期=平水期>枯水期的变化规律。有研究指出[10]，水体氮磷含量与降雨量的关系可反映其氮磷污染的主要来源。点源污染相对固定，受降雨量的影响较小，河水氮磷含量主要受稀释效应的影响，随着降雨量的增加而减小[11]；面源污染由于受地表径流的冲刷作用，随降雨量的增加而增大，河水氮磷含量同时受冲刷作用和河水稀释效应的影响，当降雨量较小、地表径流冲刷占主导地位时，氮磷含量与降雨量呈正相关，但当降雨量增大到一定程度时则主要受河水稀释效应的影响，氮磷含量随着降雨量的增大而减小[12]。漳江TN含量全年偏高，说明漳江TN受到点源和面源的双重污染。而丰水期=平水期>枯水期的规律，表明其浓度变化受强降水冲刷作用的影响，雨水携带大量农田化肥、家畜粪便等面源污染汇入，使漳江丰水期TN含量增高。可见，漳江沿江一带分布有陶瓷厂、面粉厂、造纸厂、食品厂等乡镇企业，点源污染不可忽视，但在其流域范围内，农业耕作、家畜养殖作为人类的主要活动，农业、城镇径流以及家畜养殖引起的面源污染在漳江氮营养盐污染中占据了主导地位。

漳江TP的变化情况与TN有所区别，其含量在枯水期和丰水期的变化无明显区别(n=20，P>0.05)，高值主要出现在平水期，这说明漳江氮磷污染的来源并不相同。水体中的氮含量受农业活动的影响较大，肥料中的氮元素易溶解于水中顺水输送，流域化肥用量增加直接导致丰水期漳江TN浓度升高(表2)。而农业生产中用作基肥的磷肥的施用次数相对少于氮肥，且磷易被土壤颗粒吸附或与土壤物质作用生成难溶性的磷酸盐[13-14]，因此作物播种生长期间施肥活动对水体TP面源污染的影响比TN相对较小。漳江TP含量在丰水期和枯水期无显著区别，说明漳江TP含量受点源污染与面源污染交互作用。而每年在平水期出现的TP高值可能来源于秋季入河的地面径流中携带的高悬浮物或水底沉积物的再悬浮释放。

表2　2010—2013年漳州农作物播种面积、化肥施用量及其氮磷含量

注：数据来源于《漳州统计年鉴2014》[15]。

Note：Data from statistical yearbook of Zhangzhou City in 2014.

2.2.2溶解态氮磷变化趋势

2.3漳江营养盐因子相关性分析及其污染来源分析

河流水质监测中各指标之间存在一定的相关关系[22]，通过对漳江枯、丰水期水体中各形态氮磷指标的相关性研究，可了解其水质受氮磷污染的特点及各指标之间的影响关系，结果显示漳江水体各营养盐因子在丰水期和枯水期表现出不同的相关性(表3)。

表3　漳江营养盐因子相关性分析

注：**表示在0.01水平上(双侧)显著相关，*表示在0.05水平上(双侧)显著相关。

Notes：**indicated correlation was extremely significant at the 0.01 level(2-tailed)，*indicated correlation was significant at the 0.05 level(2-tailed).

3　结论

2)漳江TN含量全年偏高，丰水期=平水期>枯水期，说明TN受到点源和面源的双重污染，且面源污染占据了主导地位。TP含量在枯水期和丰水期的变化无显著区别，含量受点源污染与面源污染交互作用。

致谢：本研究的外业及实验室工作得到本所质检中心承担“主要江河入海污染物监测”项目的全体同仁的大力支持，文中数据主要为姜双城、蔡玉婷等同志辛苦测定，在此一并表示感谢。

[1]Moss B，Kosten S，Meerhoff M，et al.Allied attack：climate change and eutrophication[J].Inland Waters(Journal of the International Society of Limnology)，2011，1(2)：101-105.

[2]黄文钰，吴延根，舒金华.中国主要湖泊水库的水环境问题与防治建议[J].湖泊科学，1998，10(3)：83-90.

[3]Yan W J，Zhang S，Sun P，et al.How do nitrogen inputs to the Changjiang basin impact the Changjiang River nitrate：a temporal analysis for 1968—1997[J].Global Biogeochemistry Cycles，2003，17(4)：1091.

[4]Conley D J，Paerl H W，Howarth R W，et al.Controlling eutrophication：nitrogen and phosphorus[J].Science，2009，323(5917)：1014-1015.

[5]吴敏兰，吴锦城，谢映勤，等.漳江口红树林湿地自然保护区非点源污染研究[J].集美大学学报(自然科学版)，2013，18(2)：102-108.

[6]黄腾才，林玉满，林少芳，等.漳江水质高锰酸盐指数变化趋势及防治措施[J].福建轻纺，2004，12：11-14.

[7]中华人民共和国国家海洋局.HY/T 077-2005 江河入海污染物总量监测技术规程[S].北京：中国标准出版社，2008.

[8]中华人民共和国环境保护总局，国家质量监督检验检疫总局.GB3838-2002 地面水环境质量标准[S].北京：中国标准出版社，2002.

[9]Thomann R V，Mueller J A.Principles of Surface Water Quality Modeling and Control[M].NewYork：Harper and Row，1987.

[10]李凤清，叶麟，刘瑞秋，等． 三峡水库香溪河库湾主要营养盐的入库动态[J].生态学报，2008，28(5)：2073-2079.

[11]Edwards A C，Withers P J A.Transport and delivery of suspended solids，nitrogen and phosphorus from various sources to freshwaters in the UK[J].Journal of Hydrology，2008，350(3-4)：144-153.

[12]Duan S W，Liang T，Zhang S，et al.Seasonal changes in nitrogen and phosphorus transport in the lower Changjiang River before the construction of the Three Gorges Dam[J].Estuarine，Coastal and Shelf Science，2008，79(2)：239-250.

[13]夏汉平，高子勤.磷酸盐在土壤中的吸附[J].土壤通报，1992，26(3)：283-287.

[14]Bubba M D，Arias C A，Brix H.Phosphorus adsorption maximum of sands for use as media in subsurface flow constructed reed beds as measured by the Langmuir isotherm[J].Water Research，2003，37(14)：3390-3400.

[15]漳州统计局.漳州统计年鉴2014[R].福建漳州：漳州统计局，2014：245-246.

[16]郑丙辉，曹承进，秦延文，等.山峡水库主要入库河流氮磷营养盐特征及其来源分析[J].环境科学，2008，29(1)：1-6.

[17]漳州市人民政府.漳州市2013年环境状况统计公报[EB/OL].http：//www.zhangzhou.gov.cn/cms/siteresource/article.shtml?id=520355616175260006&siteId=630318900937500000.

[18]Schwarz M，Oelmann Y，Wilcke W.Stable N isotope composition of nitrate reflects N transformations during the passage of water through a montane rain forest in Ecuador[J].Biogeochemistry，2011，102(1)：195-208.

[19]吕华庆，常抗美，石钢德.象山港氮、磷营养盐环流和分布规律的研究[J].海洋与湖沼，2009，40(2)：138-144.

[20]胡明辉，杨逸萍，徐春林，等.长江口浮游植物生长的磷酸盐限制[J].海洋学报，1989，11(4)：439-443.

[21]Seitzinger S P，Kroeze C.Global distribution of nitrous oxide production and N input in freshwater and coastal marine ecosystems[J].Global Biongeochemical Cycles，1998，12(1)：93-113.

[22]潘俊，冷特.R型聚类对辽河不同断面水质指标相关性分析[J].环境科学与技术，2012，35(8)：189-192.

[23]俞盈，付广义，陈繁忠，等.水体中三氮转化规律及影响因素研究[J].地球化学，2008，37(6)：565-571.

Seasonal variation characteristics of nitrogen and phosphorous nutrients in Zhangjiang River

LIN Yongqing

(Key Laboratory of Cultivation and High-value Utilization of Marine Organisms in Fujian Province，Fisheries Research Institute of Fujian，Xiamen 361013，China)

Zhangjiang River；nitrogen and phosphorous；nutrient；seasonal variation

2016-07-07

福建省省属公益类科研院所基本科研专项(2016R1003-9)；福建省海洋经济创新发展区域示范项目(2014FJPT01)；厦门南方海洋研究中心项目(14PZY017NF17).

林永青(1987-)，女，研究实习员，主要从事海洋与渔业生态环境研究.E-mail：lyqing19872006@sina.com

X522

A

1006-5601(2016)04-0318-08

林永青.漳江水体营养盐含量季节变化特征分析[J].渔业研究，2016，38(4)：318-325.