天津市5个水体钙、镁、钠、钾离子含量与污染状况分析

杨静慧，朱 逴，龚无缺，张伟玉，张 超，李金龙

（1.天津农学院 园艺园林学院，天津300384；2.天津农学院 机电工程学院，天津 300384；3.天津朔方绿色科技发展有限公司，天津300384；4. 天津逸驾新游科技有限公司，天津 300000）

天津市5个水体钙、镁、钠、钾离子含量与污染状况分析

杨静慧1，朱 逴1，龚无缺1，张伟玉2，张 超3，李金龙4

（1.天津农学院 园艺园林学院，天津300384；2.天津农学院 机电工程学院，天津 300384；3.天津朔方绿色科技发展有限公司，天津300384；4. 天津逸驾新游科技有限公司，天津 300000）

通过了解天津市水体中主要阳离子含量来为水体合理利用提供技术依据。通过原子吸收光谱法分别对武清大黄埔湿地、官港湿地、海河、七里海湿地和西青荷花池5个水中的Ca2+、Mg2+、K+、Na+浓度进行了分析。结果显示：Ca2+浓度和Na+浓度分别为1.42～2.82 mg·L-1和3.46～5.16 mg·L-1，即5个水体的Ca2+和Na+含量均在正常范围内；Mg2+浓度均超标，七里海湿地最高为4.30 mg·L-1，市区海河水最低为3.20 mg·L-1，其余介于两者之间；K+浓度差异较大，七里海湿地污染较重为4.18 mg·L-1，其次是官港湿地，其余水体含量低，属正常范围。总之，七里海水质较差，其中Mg2+、K+浓度高；官港湿地、西青和武清水质中等，均为Mg2+浓度较高；市区的海河水水质最好，仅Mg2+浓度略高。

天津；水体；阳离子；污染

随着人们环保意识的不断增强，人们对水体污染问题也越来越重视[1]。随着工业化强度不断提高，水域附近人口的大幅增加，工业废水和生活污水成为了水质恶化的驱动力；城市化过程和农村社会经济发展对水体污染物浓度水平的影响也非常显著[6]。目前，不少学者对各地区的水环境状况[7-11]，水体的N、P的富营养化研究较多[12-15]，但关于钙、镁、钠、钾等金属元素对水体的污染问题研究则较少。

钙、镁、钠、钾对生物有较大的影响。人高血镁中毒时,可产生四肢软弱无力及心律紊乱等症状,重者昏迷[16]。钙在人体内的平衡若被破坏，则会影响骨骼、牙齿的发育和结构,并会导致相关的40多种疾病[17]。饲料中镁水平的升高，可使鲈鱼增重率（WGR）和特定生长率（SGR）下降[18]。Ca2+浓度是影响凡纳滨对虾增重和成活的主要因子，Ca2+浓度和Mg2+浓度的交互作用极显著地影响凡纳滨对虾M3育成P10的成活率[19]。钙镁离子含量的增加可以促进蓝藻的生长[20]，加速蓝藻对水体的污染。人类盐的摄入量与高血压关系密切，高血压患者会出现钠水潴留、低钾血症等临床表现[21]。钾对维护人体心脏的正常功能、维持细胞的新陈代谢有重要作用，钾有助于人体神经传导功能的正常运行,它与钠共同作用可调节人体内液体的酸碱度；人体缺钾或钾过量都对健康有影响[22]。因此，研究水体中的钙、镁、钠、钾离子的含量和污染程度，对水体的开发利用和保护有重要的指导意义。

1 材料和方法

试验地点分别选在天津宁河七里海湿地公园、滨海新区官港湿地东北侧、武清大黄埔湿地（大黄埔路附近）、市区海河（海河东路段）、天津农学院东校区荷花池。在水体边缘1～3 m处使用S型3点取样法取水，水样贮于聚乙烯瓶中，用硝酸调制pH值<2，低温储存。用0.5%优级纯硝酸溶液作稀释剂，稀释标准溶液成标准系列，用钾、钠、钙、镁的空心阴极灯作光源，用PerkinElmer AAnalyst 400火焰原子吸收光谱仪进行各地区样品中钙离子、钠离子、镁离子、钾离子含量测定[23]。每处理3次重复。

2 结果与分析

2.1 天津市5个水体中Ca2+浓度分析

由图1可以看出，5个水体Ca2+浓度有明显差异。大黄埔湿地、官港湿地，市区海河、七里海湿地、西青地区的Ca2+浓度分别是：1.87，1.42，2.76，2.82，2.19 mg·L-1，其中七里海的最高，市区次之，官港最低。据刘其霞[24]的研究报道，轻度污染的人工湿地中Ca2+浓度为67.44 mg·L-1。因此，本试验中5个水体的Ca2+浓度均在安全范围内,水体未被Ca2+污染。

图1 天津市不同地区水体中Ca2+浓度

2.2 天津市不同地区水体中Mg2+浓度分析

由图2可以看出，5个水体Mg2+浓度有明显差异。武清大黄埔湿地、官港湿地、市区海河、七里海湿地、西青地区的Mg2+浓度分别是：3.77，3.90，3.20，4.30，3.62 mg·L-1。根据刘其霞[24]的研究报道，轻度污染的人工湿地中Mg2+浓度为2.27 mg·L-1。因此，供试5个水体的Mg2+浓度均超过了轻度污染程度，水环境污染较为严重。根据污染程度可以确定七里海为重度污染，官港、西青和武清为中度污染，市区为轻度污染。七里海污染重，可能与七里海周边的工业区较多有关。市区的海河污染相对较轻与其海河保护，周边污水排放较少有关。

图2 天津市不同地区水体中Mg2+浓度

2.3 天津市5个水体中K+浓度分析

由图3可以看出，5个水体中K+浓度有明显差异。武清大黄埔湿地、官港湿地、市区海河、七里海湿地、西青荷花池水中的K+浓度分别是：0.395，1.71，0.78，4.18，0.396 mg·L-1。据刘其霞[24]的研究报道，轻度污染的人工湿地中K+浓度为1.70 mg·L-1。因此，七里海污染较重，是官港湿地的2.44倍。官港湿地为轻度污染，市区、西青、武清地区含量较低，属于正常的、没有被污染的水体。七里海湿地的K+浓度高可能与七里海周边存在渔场有关，因为鱼类饲料中含有较多的营养元素K+。

图3 天津市不同地区水体中K+浓度

2.4 天津市5个水体中Na+浓度分析

由图4可以看出，5个水体的Na+浓度差异较小。武清大黄埔湿地、官港湿地、市区海河水、七里海湿地、西青地区的K+浓度分别是：4.54，4.67，3.46，5.16，4.54 mg·L-1。据刘其图4 天津市不同地区水体中Na+浓度霞[24]的报道，轻度污染的人工湿地中Na+浓度为5.18 mg·L-1。因此，供试5个水体的Na+浓度基本属于正常范围。

图4 天津市不同地区水体中Na+浓度

3 结 论

天津市5个水体的Ca2+浓度为七里海最高，官港湿地最低，市区海河、西青、武清介于两者之间，但均在正常范围；Mg2+浓度均超标，七里海湿地含量最高，官港、西青和武清居中，市区含量最低，均为轻度污染；K+浓度差异较大，七里海污染较重，官港湿地为轻度污染，市区、西青、武清水体含量属于正常范围；各水体的Na+浓度基本属正常范围。总体上看，七里海水质较差，其中Mg2+、K+浓度高；官港湿地、西青和武清水质中等，均为Mg2+浓度较高；市区的海河水水质最好，仅Mg2+浓度略高。

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1002-0659（2016）06-0005-03

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2016-04-20

天津市农委项目“彩叶树优良品种繁殖、栽培技术示范与推广”（201502100）；天津市科技成果转化及产业化

推进计划项目“优质彩叶北美海棠新品种种苗的规模化繁育”（14ZXNZNC0040）

主要作者简介:杨静慧（1961-）,女,教授,博士,主要从事园艺植物栽培、抗逆生理和分子育种研究。

试验研究