環(huán)境治理工程對蠡湖氮時空分布及釋放風險評估.pdf

1、湖泊富營養(yǎng)化是目前世界各國正在面臨的重大環(huán)境問題之一。蠡湖位于太湖北部，是梅梁灣伸入無錫市的一個湖灣，是一個小型的城市湖泊，在20世紀后期蠡湖水域由于受人為干擾較為嚴重，同時蠡湖水體自身的交換能力較差更加劇了蠡湖的水體富營養(yǎng)化狀況。蠡湖各環(huán)境介質中過量的營養(yǎng)物質的累積是引起湖泊富營養(yǎng)化的根本原因，尤其是蠡湖水體中氮元素嚴重超標，導致蠡湖的富營養(yǎng)狀況始終無法改善。
　　根據研究發(fā)現，氮是湖泊富營養(yǎng)化的主要限制因素之一，氮在湖泊生態(tài)系

2、統中的遷移轉化具有一定的規(guī)律，水體中的氮元素可以經過一系列的物理、化學或生物作用聚集到沉積物中，而沉積物中的氮元素也可以通過各種途徑釋放到水體中。在一定濃度范圍內，氮元素在沉積物一水界面上始終保持著某種動態(tài)平衡。然而當其濃度超出這個平衡關系的承受能力時，平衡就會被打破。而沉積物作為湖泊的重要組成部分，不斷在“源”和“匯”這兩個角色中來回轉變。
　　本文以蠡湖為研究對象，采用為期一年的現場采樣及野外模擬實驗相結合的方法，研究了蠡湖在

3、2012年夏季到2013春季四個季度中水體及沉積中各形態(tài)氮的空間變化;采用多元統計及聚類分析方法對入湖河流進行了聚類分析和污染等級分級，并估算了沉積物一水界面氨氮及硝氮的擴散通量;利用氮形態(tài)的連續(xù)分級提取法研究了沉積物氮形態(tài)的季節(jié)性變化，并探討了不同季節(jié)各形態(tài)氮的賦存形態(tài);對蠡湖在2012至2013年度中的整個湖區(qū)氮污染的變化進行評估。旨在為蠡湖富營養(yǎng)化治理及其水生態(tài)系統恢復提供理論依據和數據支撐。研究結果表明:
　　(1)在空間

4、分布上，從空間分布上看，蠡湖水體TN濃度在1.38 mg/L，介于0.74～2.43 mg/L之間?？傮w來看，TN濃度自東向西依次遞減，呈現東蠡湖高于西蠡湖，沿岸區(qū)高于湖心區(qū)的趨勢。從季節(jié)分布上看，蠡湖水體中TN季節(jié)性差異顯著，其中TN濃度在春季、夏季、秋季和冬季分別為:1.09、1.19、1.66、和1.26 mg/L，秋季的濃度顯著高于其它季節(jié)。
　　(2)蠡湖沉積物中各形態(tài)氮含量空間差異較大，呈自西向東依次增加。其中C區(qū)南部

5、及D區(qū)東部顯著高于其他區(qū)域，進行大面積生態(tài)重建的B區(qū)水質相對較好，從各種形態(tài)氮含量占TN的比例來看，平均占72.19％;其次是RN，平均占22.91％;EN最小，僅為6.10％。
　　(3)擴散通量計算結果表明，沉積物作為NH4+-N的“源”一直由間隙水向上覆水釋放，蠡湖沉積物中NH4+-N擴散通量空間分布與NO3--N相似均D區(qū)＞C區(qū)＞B區(qū)＞A區(qū)，且NH4+-N擴散通量明顯大于NO3--N。相關分析表明，沉積物中NH4+-N釋放