嘉陵江回水區(qū)水體碳賦存形態(tài)特征及碳酸酐酶活性研究.pdf

1、三峽水庫正常運(yùn)行后，在蓄水期流速緩慢，影響藻類生長的因素，如營養(yǎng)鹽濃度、水溫、碳元素含量、流速流量等均發(fā)生了一定變化，為藻類的大量生長提供了一大重要條件。已有研究顯示，近年來嘉陵江回水區(qū)多次監(jiān)測到水華現(xiàn)象的發(fā)生，因此有必要對(duì)嘉陵江回水區(qū)水環(huán)境指標(biāo)及營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行研究。藻類的瘋長與過剩的氮、磷等無機(jī)營養(yǎng)固然有著密切的關(guān)系，卻不是唯一的原因。很多報(bào)道證實(shí)在氮、磷含量較低的流域仍然有藻華發(fā)生，而碳源作為藻類生長的一大要素，其在自然水體中形態(tài)的變

2、化特征及其對(duì)藻類生長的影響研究也變?yōu)橛葹橹匾?br>　　本文以三峽庫區(qū)支流嘉陵江為研究對(duì)象，對(duì)其回水區(qū)進(jìn)行了為期1年的定位觀測研究（2011.11-2012.11）。得到了以下四方面主要結(jié)論：
　?、倩舅|(zhì)指標(biāo)的變化規(guī)律
　　溫度、流速、pH、DO、N、P等都影響藻類生長，所以檢測其年變化規(guī)律變?yōu)橛葹橹匾焊饔^察點(diǎn)溫度均為2月份水溫最低，夏季水溫最高。3月中旬-5月溫度保持在藻類最易繁殖的20℃上下。兩江交匯口長江段近岸

3、流速明顯較嘉陵江各觀測點(diǎn)的近岸流速要大，藻華發(fā)生概率偏低，嘉陵江段各點(diǎn)近岸流速于雨水量較往年異常增多的春季（3月）與汛期達(dá)到高峰，蓄水期流速有所回落。受溫度、藻類生長、流速綜合影響，五個(gè)觀測點(diǎn)DO均為1月下旬突然上升并于3月下旬開始下降，9月 DO隨溫度下降緩慢回升。長江段 pH略高于嘉陵江段觀察點(diǎn)的pH值，各觀測點(diǎn)變化規(guī)律基本一致，均在冬季出現(xiàn)下降，2月末隨藻密度增加陡然上升，在整個(gè)春、夏季都維持較高的pH值，九月份pH隨溫度極速下降

4、。流速較快的兩江交匯口長江段的藻密度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于嘉陵江各點(diǎn)。2月起嘉陵江重慶主城段水域處于富營養(yǎng)化敏感水體，總藻密度出現(xiàn)快速增長，于3月達(dá)到峰值開始下降，6月進(jìn)入汛期后，雨量增大流速變快導(dǎo)致嘉陵江段藻密度達(dá)到低點(diǎn)，受污染嚴(yán)重的磁器口、化龍橋觀測點(diǎn)總藻密度顯著高于其他樣點(diǎn)，其次是流速較緩的朝天門觀測點(diǎn)。3、4月份，觀測點(diǎn)監(jiān)測發(fā)現(xiàn)TP含量突然升高且略有波動(dòng)，其產(chǎn)生的原因可能是河流受到漁船排污、消落帶污染、農(nóng)家施肥的綜合影響，3、4月份外，嘉陵江

5、各觀察點(diǎn)和兩江交匯口長江段的變化規(guī)律基本一致，都是豐水期的總磷含量明、顯大于其它時(shí)期期，這表明嘉陵江段的磷污染主要為面源污染。嘉陵江各觀察點(diǎn)和兩江交匯口長江段6~9月份（豐水期）與10~2月（枯水期）、5月（平水期）TN濃度差距不大，可推斷除受異常雨量影響的3~4月份波動(dòng)較大外，各觀察點(diǎn)的氮營養(yǎng)鹽受面源污染和點(diǎn)源污染的程度相當(dāng)。
　　②碳元素的賦存形態(tài)特征變化規(guī)律
　　從形態(tài)分布看：各采樣點(diǎn)TC中無機(jī)碳（TIC）占主要比例，

6、平均占TC的88％，而有機(jī)碳（TOC）比例明顯偏小，平均占 TC的12%,其中顆粒有機(jī)碳（POC）含量幾乎可以忽略，占TC的2%。從沿程看：大溪溝、朝天門較磁器口、化龍橋TC含量略有下降，這可能是除餐飲污水外，磁器口、化龍橋還受到生活污水的影響。而兩江交匯口長江段除含量較少的顆粒無機(jī)碳外均顯著低于其他采樣點(diǎn)。從形態(tài)分布來看磁器口、化龍橋、大溪溝、朝天門TC、TIC、PIC、POC含量均表現(xiàn)為豐水期＞平水期＞枯水期，說明TC、TIC、PI

7、C、POC主要受到面源污染影響。DIC由于受藻類吸收影響，除3月初驟降外也大致表現(xiàn)為豐水期＞枯水期的面源污染。TOC除出現(xiàn)異常雨量且變化較快的3、4月份，總體表現(xiàn)為豐水期＞枯水期的面源污染影響。DOC含量豐水期小于枯水期，說明 DOC主要受到點(diǎn)源污染影響。而流速較快藻密度較小的長江段各形態(tài)碳均表現(xiàn)為豐水期大于枯水期，說明其主要受面源污染影響。
　?、厶妓狒富钚匝芯?br>　　從碳酸酐酶的時(shí)間分布來說，磁器口、化龍橋、大溪溝、朝天

8、門無顯著性差異，流速最快的兩江交匯口長江段碳酸酐酶活性明顯小于其它四個(gè)采樣點(diǎn)，從碳酸酐酶的時(shí)間分布來說：磁器口、化龍橋、大溪溝、朝天門、兩江交匯口長江段五個(gè)采樣點(diǎn)在藻華高發(fā)期的碳酸酐酶活性變化趨勢沒有顯著差別，均為進(jìn)入藻類增多的3月，水體中的碳酸酐酶活性迅速增加，于3月中旬達(dá)到峰值。進(jìn)入4月后，五個(gè)采樣點(diǎn)的碳酸酐酶活性開始緩慢下降。從碳酸酐酶活性與水體基礎(chǔ)指標(biāo)分析來說：嘉陵江回水區(qū)碳酸酐酶活性的最適溫度為13℃；酶活隨pH的增加而增加；

9、受HCO3-與溶解性CO2的雙重影響，DIC與碳酸酐酶酶活成反比；藻密度與碳酸酐酶酶活成正比；TN、TP對(duì)酶活的影響不顯著。
　　④相關(guān)性分析
　　從雙變量相關(guān)性分析可得：無機(jī)碳和有機(jī)碳雖然能相互轉(zhuǎn)換，但相互之間沒有明顯的影響。TOC受顆粒碳影響更大。DTC主要受到溶解性無機(jī)碳源的影響。TC、TIC、TOC主要受到河流沖刷帶來的影響。藻細(xì)胞主要吸收的碳源是DTC，通過光合作用轉(zhuǎn)化成有機(jī)碳與氧氣，而較高的溫度不利于藻類生長。影

10、響嘉陵江藻華高發(fā)期碳酸酐酶活性的最主要影響因素為POC、DTC、DIC、藻密度、pH。從偏相關(guān)分析可得：藻密度與PTC、POC成顯著正相關(guān)，與DTC、DIC成顯著負(fù)相關(guān)，與DOC相關(guān)性不變，與TOC由顯著正相關(guān)變?yōu)橄嚓P(guān)性不明顯，說明藻密度主要吸收碳源為溶解性無機(jī)碳，主要生成產(chǎn)物為有機(jī)物，且溶解性有機(jī)碳對(duì)藻類生長有同向作用。而DIC與DO成顯著負(fù)相關(guān)，與溫度呈極顯著負(fù)相關(guān)。刨除其他因素綜合影響，CAA與TIC、DTC、DIC、pH、TN、