鄱陽湖流域氮磷時空分布及其地球化學模擬.pdf

1、隨著社會和經濟的發(fā)展，人為活動導致的湖泊污染己成為一個嚴重的環(huán)境問題。其中，湖泊富營養(yǎng)化是目前水環(huán)境中一個主要的問題，也是危害最大的環(huán)境問題之一。水體中過量的營養(yǎng)元素是引起富營養(yǎng)化的根本原因，其中氮和磷是主要的影響因素。為了能有效的預防控制湖泊的富營養(yǎng)化，就必須全面的了解湖泊氮磷等營養(yǎng)鹽含量分布特征及其來源，為湖泊富營養(yǎng)化的控制和管理提供科學的理論依據。 鄱陽湖流域位于長江中游南岸，由五大河流(贛江、撫河、修水、饒河和信江)以及

2、鄱陽湖組成。本論文以鄱陽湖及其五大支流為研究對象，通過分析測定水體水化學參數及其氮、磷含量，對其水化學特征及其氮磷時空分布特征進行了系統(tǒng)研究，對鄱陽湖水體富營養(yǎng)化狀態(tài)進行了初步評價。通過測定部分農田水、地下水及城市污水氮磷含量，初步探討了鄱陽湖水體氮磷的來源。同時對鄱陽湖水體的氫氧同位素進行了分析測定，并利用PHREEQC對其元素存在形態(tài)及礦物飽和指數進行模擬計算。得出如下主要結論： 豐水期，鄱陽湖、贛江、撫河、修水和昌江水化學

3、類型屬于[C]Na、CaI型水，而樂安江和信江則屬于[C]CaI 型；平水期，除信江屬于[C]Na、CaI型水外，湖泊及其它河流都屬于[C]NaI型；枯水期，鄱陽湖及各支流都屬于[C]NaI型水；鄱陽湖湖水全年水化學類型為[C]NaI型水，與1988年得出的鄱陽湖水化學類型為[C]CaI型不同，這說明人為輸入對鄱陽湖水質的影響日益顯著。鄱陽湖流域大部分河水組成主要受巖石風化作用的影響。湖水和河水δD和δ<'18>O關系表明鄱陽湖湖水主要

4、來源于各支流水。地下水比河水更富集氫同位素，這也許是地下水與其它類型水(如土壤水)混合作用的結果。 各河流中，修水受氮磷污染最輕，其次是撫河：贛江 NO<,3><'->-N 含量最高；鄱陽縣發(fā)達的水產養(yǎng)殖致使昌江和樂安江NH<,4><'+>-N含量最高；信江TN和TP含量最高。鄱陽湖TN和TP含量明顯高出湖泊富營養(yǎng)化的發(fā)生濃度，水體年平均富營養(yǎng)化指數為 54.9，處于中富營養(yǎng)水平，以往年數據相比，鄱陽湖受氮磷污染趨勢日益加重，正

5、在朝富營養(yǎng)化方向發(fā)展。在不同水期鄱陽湖水體富營養(yǎng)化狀態(tài)也不同，豐水期處于中富營養(yǎng)水平，平水期和枯水期處于富營養(yǎng)水平。 時間變化上，鄱陽湖水體氮磷含量按照枯水期→平水期→豐水期時間順序呈下降趨勢，而贛江 NO<,3><'->-N和NH<,4><'+>-N含量則呈上升趨勢，其它河流NO<,3><'+>-N含量平水期時最低，枯水期時最高。撫河平水期時NH<,4><'+>-N最低，枯水期時最高，其它河流季節(jié)性變化不明顯。昌江和信江平水期

6、TN含量最高，贛江、撫河平水期時TN最低，枯水期最高，修水枯水期時TN含量最高。撫河、信江和樂安江水體TP含量沒有明顯的時間變化特征，修水平水期時的最低，昌江枯水期時的最低，贛江以豐水期時TP含量最高?？臻g變化上，枯水期，各河流中除修水氮含量以上游最高外，其它河流水體氮含量均以下游的最高；各河流TP含量都是下游最高，贛江、撫河和信江中游最低，修水上游和中游TP含量相差不大，而昌江和樂安江則按上、中、下游TP含量升高。平水期，昌江和樂安江

7、沿水流方向氮磷含量遞增，撫河、修水和信江水體NO<,3><'->-N含量中游最低，而贛江按上、中、下游遞增；昌江和樂安江從上游至下游NH<,4><'+>-N含量遞增，其它河流NH<,4><'+>-N含量較低，沒有呈現(xiàn)出明顯的空間變化特征：TN含量除修水以上游最高外，其它河流都以下游最高；除贛江外，其它河流TP都是下游最高。豐水期，各河流水體氮磷含量空間變化特征不明顯。鄱陽湖主航道氮、磷年平均含量都比其它湖域高，上游最高，中游最低。底層沉

8、積有機物的降解和擾動導致鄱陽湖湖體底層水體氮磷含量高于表層。 鄱陽湖水體中主要的氮素形式是 NO<,3><'->-N，贛江是鄱陽湖水體氮素的主要貢獻者。農田水、城市廢水以及地下水氮磷含量較高，這些水體將對鄱陽湖及其五大支流水體的氮磷負荷產生重要的影響。 水體組分存在形式計算表明，鄱陽湖流域水體水化學組分存在形式的百分含量主要受其水體礦化度的影響。其中SO<,4><'2->離子的存在對水中游離ca<'2+>、Mg<'2+>

9、含量的變化有很大的影響。隨著SO<,4><'2->含量的增加，游離Ca<'2+>、Mg<'2+>離子含量逐漸降低，而 CaSO<,4><'0>、MgSO<,4><'0>等絡合組分增多。磷主要的存在形式為 HP0<,4><'2->和H<,2>PO<,4><'->，且與pH值相關性顯著。氮主要存在形式有 NO<,3><'->、NH<,4><'+>、NH<,3>、NO<,2><'->等，模擬計算結果與實驗測試結果非常吻合。 對鄱陽湖及