喀斯特山区小流域坞泥河丰-枯水期的氮磷时空动态

李干蓉 张友 方小宁 岳梦溪

摘要：氮磷营养是水环境中生物地球化学循环过程主要物质，且是构成生物体不可缺少的关键性元素之一。本文对喀斯特山区小流域坞泥河水体进行了基本的水化学和TP、TN等分析，并按照地表水环境质量标准（GB3838-2002）进行初步评价。结果表明：（1）坞泥河水体水化学组成表现为：pH值均值为6.8，表明坞泥河水体常年处于中性水平。水体溶解氧7.3～12.5 mg·L-1，均值为10.1 mg·L-1。化学需氧量（COD）在1.18～3.04 mg·L-1之间，均值为1.93mg·L-1。（2）坞泥河营养元素氮磷的时空分布：坞泥河水体中的TP与TN的分布情况可以看出，存在较大的时期差异，其含量表现为枯水期较丰水期高的特点。（3）按照地表水环境质量标准（GB3838-2002）：坞泥河水体TP含量已经达到IV～V 类水质TP含量标准。水体TN与环境质量标准比较，坞泥河水质主要为III～V 类水。

关键词：坞泥河;氮磷;丰-枯水期

自20世纪70年代以来，我国水环境质量的研究领域变得异常活跃。[1]在近年间，我国学者对小流域水环境质量评价进行了积极的研究和探索，并取得了一定的成果。故随着我国城镇化的发展，小流域水质逐渐受到污染，小流域的规划和治理备受关注，故而选取一个合理的评价方法，为城镇建设、经济发展、生态保护提供可靠依据。本文是以坞泥河的铜仁学院到小江河河段为研究对像，对小流域水环境质量进行评价。坞泥河是源江水系中锦江河的一条支流，在铜仁市城镇化的进程中有着重要的影响因素，对坞泥河丰、枯水期氮磷营养元素的时空分布进行分析，为今后铜仁市的城镇规划、城镇建设、城镇管理、经济发展，建设美丽新城区等提供参考资料。

1 材料与分析

1.1 研究区概况及采样图

坞泥河位于贵州省典型的喀斯特农区，发源于铜仁市川硐镇黑冲湾水库，流经教育园区的铜仁学院和铜仁职业技术学院。坞泥河穿过川硐镇后与铜仁市郊区的小江河汇合，并在清水塘处后流入铜仁市，最后汇入源江水系中的一条支流锦江河，是铜仁川硐教育园区和碧江区连接的纽带，其采样点的布设1-麒龙国际，2-铜仁学院，3-铜仁职院，4-袁家寺，5-清水湾，具体如图1所示。

1.2 样品采集与保存

于2017年12月与2018年 6月，利用 GPS 全球定位系统在坞泥河均匀选取5个采样点（图1）。采用专用的5 L有机玻璃采水器采集表层水（0～0.5 m），水样采集后装入冰盒中带回实验室低温保存，测定各项指标。

1.3 样品处理与分析

水样采集后直接用玻璃电极法测定PH值，用高锰酸钾指数法测定化学需氧量（COD），生化需氧量（BOD）采用稀释接种法进行测定，溶解氧（DO）采用碘量法（GB 7489-89）進行测定，氨氮（NH3-N）采用纳氏试剂光度法（GB7479-87）进行测定，亚硝酸盐氮采用N-（1-萘基）-乙二胺光度法（GB 13580.7-92）进行测定，硝酸盐氮采用酚二磺酸光度法（GB 7480-87）进行测定，总磷（TP）采用钼酸铵分光光度法（GB 11983-89）进行测定。以上的水样采集、保存、运输和分析方法均按照《水和废水监测分析方法》（第4版）来进行的。

2 结果与分析

2.1 研究区域内的水体基本理化参数

坞泥河水体的理化参数如下表所示，水体温度（T）年平均值20.5 ℃，呈现出丰水期温度高，枯水期温度低的特点。坞泥河水体pH值均值为6.8，表明坞泥河水体常年处于中性水平。水体溶解氧7.3～12.5 mg·L-1，均值为10.1 mg·L-1。化学需氧量（COD）在1.18～3.04 mg·L-1之间，均值为1.93mg·L-1碳、氮和磷元素是湖泊生态系统中最主要的营养元素，是初级生产力的必需元素。[2]按照地表水环境质量标准（GB3838-2002），坞泥河水体TP含量已经达到IV～V 类水质TP含量标准。水体TN与环境质量标准比较，坞泥河水质主要为III～V 类水。N/P对调控营养状态和指示湿地营养储量都具有重要作用，也可作为预测有机质分解速率和氮、磷养分循环的重要指标。[3]另外N∶P比值在2.09-11.91之间，均值未7.31，研究表明在沿岸水中，[9]通常N∶P比值在5∶1和8∶1之间，但有时可高达25∶1。N/P能反映浮游植物生长的总效应，而在表层水中，有时该比值可接近于零，它就提供了计算再生过程中这些物质需氧量的根据。

2.2 坞泥河营养元素氮磷的时空分布

坞泥河水体中的TP与TN的分布情况从图2可以看出，存在较大的时期差异。其含量表现为枯水期较丰水期高的特点。

氮磷含量时期差异可能受到藻类、水动力条件、动物迁徙、等多方面原因造成的[4，5];首先，藻类等水生生物的生长节律是造成氮磷季节差异的重要原因;春夏季是藻类萌发期和生长期，[6]对氮磷需求大，极大的消耗了水体中氮磷。[7]秋冬季藻类等植物的处于消亡期，藻类的腐烂分解会增加氮磷的含量。[8]其次，温度，光照及其入湖径流等水动力条件也是影响氮磷季节性变化的重要因素。另外因径流量的季节性和短期性变化，营养盐输送量相应出现季节性和短期性变化。[9-11]

3 结论

（1）坞泥河水体水化学组成表现为：pH值均值为6.8，表明坞泥河水体常年处于中性水平。水体溶解氧7.3～12.5 mg·L-1，均值为10.1 mg·L-1。化学需氧量（COD）在1.18～3.04 mg·L-1之间，均值为1.93mg·L-1。

（2）坞泥河营养元素氮磷的时空分布：坞泥河水体中的TP与TN的分布情况可以看出，存在较大的时期差异，其含量表现为枯水期较丰水期高的特点。

（3）按照地表水环境质量标准（GB3838-2002）：坞泥河水体TP含量已经达到IV～V 类水质TP含量标准。水体TN与环境质量标准比较，坞泥河水质主要为III～V 类水。

参考文献：

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课题项目：本论文由贵州省教育厅项目GJZJ-Z2017006和GJZJ-Q2017014;铜仁市科研基础科学研究专项铜市科研（2017）47-103;铜仁职业技术学院院级课题2017-03号所支持，文章来源于《铜仁市园区建设后生态评价及修复建议》项目，项目下达文件号为：黔教社发[2015]218号

作者简介：李干蓉（1982-），女，苗族，副教授，主要从事环境工程与环境生态学教学与科研。