太湖底泥氮污染分布規(guī)律及生態(tài)風險

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1、水利學報2005年8月SHUILIXUEBAO第36卷第8期文章編號：0559-9350(2005)08-0900-06太湖底泥氮污染分布規(guī)律及生態(tài)風險劉凌，崔廣柏，王建中(河海大學水文水資源與水利工程科學國家重點實驗室，江蘇南京210098)摘要：對太湖污染情況進行了調查研究，全面分析了其底泥的氮污染規(guī)律。結果表明，底泥表層受人類活動影響較大，總氮含量總體超標；其第2、3、4、5層，總氮污染程度已大為降低。得出了不同保證率條件下太湖底泥總氮濃度垂向變化規(guī)律，并據(jù)此確定太湖底泥生態(tài)清淤的深度為上層40～50cm。對太湖底泥各層次總氮濃度概率分布的計算發(fā)現(xiàn)，它基本符合隨機對

2、數(shù)正態(tài)分布規(guī)律。提出了太湖底泥氮污染生態(tài)風險分析方法，定義了度量生態(tài)風險的指標，并計算了生態(tài)風險值，計算結果表明，太湖底泥氮污染生態(tài)風險程度較高的區(qū)域依次是五里湖、東太湖、梅梁湖南區(qū)等，此為生態(tài)清淤重點區(qū)域。關鍵詞：太湖；底泥；總氮；富營養(yǎng)化；生態(tài)風險中圖分類號：X52文獻標識碼：A近20年來，隨著太湖流域經(jīng)濟高速發(fā)展，太湖受人類活動干擾和影響較大，水質級別由原來的Ⅱ類水下降到現(xiàn)在以Ⅳ類水為主，富營養(yǎng)化水平也由20世紀80年代初期的中營養(yǎng)—中富營養(yǎng)，上升到目[1][2]前以富營養(yǎng)為主。太湖底泥內源污染物釋放是導致水體富營養(yǎng)化的原因之一，太湖是一個淺水湖，氮是太湖底泥中常見

3、的污染物質，太湖底泥雖然較薄，但對氮的吸附、聚集能力較強，風浪會導致底泥擾動，底泥中的氮有可能在合適的條件下釋放到水中，引起水體富營養(yǎng)化。為控制太湖富營養(yǎng)化趨勢，實現(xiàn)太湖水體變清的目標，研究太湖底泥氮污染分布規(guī)律、進行太湖底泥氮污染生態(tài)風險分析非常必要，可以為太湖底泥生態(tài)清淤工程提供科學依據(jù)。水利部太湖流域管理局會同河海大學、江蘇省工程勘測研究院共同開展了歷史上最大規(guī)模的太湖底泥污染調查研究工作，整個調查工作從2002年10月開始，歷時8個月，全面調查了太湖底泥污染情況。本論文以氮污染為側重點，分析太湖底泥氮污染分布規(guī)律及引起的生態(tài)風險，以期為太湖水體富營養(yǎng)化控制和底泥生

4、態(tài)疏浚工程提供科學參考。1樣品的采集和分析方法太湖底泥樣品采樣點由全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)GPS及載波相位差分技術定位。采樣點重點布設于河流入湖口處、湖灣及沿岸帶。在河流入湖口離岸邊250m和500m各布設1個點；在出湖口離岸邊250m處布設1個點；22湖灣區(qū)及近岸帶按每5km布設一個點；在湖心區(qū)按每20km布設1個點、在自來水廠取水口附近增設了采樣點，采樣點還注意避開航道。全湖共布設采樣點223個。在每一個采樣點，均采集底泥柱狀樣品，采樣點上部1m范圍內的底泥用有機玻璃取樣器采取，取出底泥，并剔除泥中的水草、螺螄等雜物，根據(jù)底泥淤積的厚度情況，分別留取0～5cm、5～10cm、

5、10～20cm、20～50cm、50～100cm深度的泥樣。所采集的上述層收稿日期：2004-09-20基金項目：國家自然科學基金重點項目資助(50239030)作者簡介：劉凌(1964-)，女，安徽合肥人，博士，從事環(huán)境水文與水環(huán)境保護研究。E-mail:lingliu@hhu.edu.cn1水利學報2005年8月SHUILIXUEBAO第36卷第8期次總樣品量為581個。底泥樣品運到河海大學國家重點實驗室后，在通風條件良好的實驗大廳的頂層自然風干2個月，然后按四分法取樣，研磨、過80目篩，分析底泥樣品中總氮含量，總氮含量采用蒸餾法測定，即在催化劑作用下，用濃硫酸消化土

6、壤，使氮轉化為氨存于消化液中，加濃堿堿化，將氨蒸餾出來，再用標準酸滴定完成。2結果與討論2.1底泥總氮濃度監(jiān)測結果及統(tǒng)計規(guī)律通過監(jiān)測分析，得出太湖底泥各層次總氮(TN)濃度分布情況如表1所示。采用單因子指數(shù)法評價太湖底泥TN污染程度，表示如下：CTNI=;I=I?1(1)TNCTNSTN式中：ITN為湖泊底泥TN的單因子指數(shù)；CTN為湖泊底泥TN含量(%)；STN為湖泊底泥TN背景值(%)；IC是底泥TN濃度的超標倍數(shù)，表示湖泊底泥TN濃度超過本底值的倍數(shù)。太湖底泥TN背景值STN取自1960年全湖底泥TN實測值的平均值，為0.067%，由此計算出太湖底泥各層次TN單因子

7、指數(shù)、超標倍數(shù)及其統(tǒng)計規(guī)律如表1所示。表1太湖底泥各層TN污染分布TN(%)單因子指數(shù)超標倍數(shù)TN(%)單因子指數(shù)超標倍數(shù)分布特性分布特性表層(0～5cm)第2層(5～10cm)最小值0.03110.460最小值0.01490.22025%0.06811.020.0225%0.04300.64050%(中值)0.09481.410.4150%(中值)0.05550.83075%0.1301.940.9475%0.08051.200.2095%0.3004.483.4895%0.1902.841.84最大值0.47097.036