杜瑩

摘要 [目的]評(píng)價(jià)觀山湖濕地公園水體質(zhì)量。[方法]以觀山湖濕地公園水體為研究對(duì)象，通過(guò)不同時(shí)期的采樣監(jiān)測(cè)，研究濕地水體氮、磷的時(shí)空變化特征，并運(yùn)用營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法對(duì)水體富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)進(jìn)行評(píng)價(jià)。[結(jié)果]濕地水體中氮、磷無(wú)明顯的空間分布特征，但有明顯的時(shí)間分布特征，TN濃度豐水期大于平水期 ，TP濃度豐水期小于平水期；2014—2016年除下湖的TN濃度呈下降趨勢(shì)外，下湖的TP濃度和上湖的TN、TP濃度均呈增加趨勢(shì)。富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)綜合指數(shù)表明，觀山湖濕地水體在時(shí)空尺度上均處于輕富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)，且磷為濕地水體的營(yíng)養(yǎng)鹽限制性因子。[結(jié)論]為防止觀山湖水體進(jìn)一步富營(yíng)養(yǎng)化，應(yīng)控制氮、磷的引入，尤其是磷的引入。

關(guān)鍵詞 觀山湖濕地； 水體； 氮；磷；富營(yíng)養(yǎng)化

中圖分類(lèi)號(hào) X52 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 0517-6611（2018）02-0060-03

Abstract [Objective]To evaluate water quality of Guanshan Lake Wetland Park.[Method]In view of Guanshan Lake Wetland Park as the research object，by sampling in different periods，the temporal and spatial variation characteristics of nitrogen and phosphorus in the wetland water were studied，the eutrophication status of the water body was evaluated by method of the trophic state index.[Result]The results showed that nitrogen and phosphorus in the wetland water had no obvious spatial distribution，but had a significant time distribution.The nitrogen concentration in wet period was greater than that in normal water period，but the phosphorus concentration in wet period was less than that in normal water period. TN concentration in the lower lake showed a downward trend，but the content of TP in the lower lake and the content of TN and TP in the upper lake was increased during 2014-2016.Water eutrophication degrees of Guanshan Lake were all the light level at both temporal and spatial scale，but phosphorus concentration was the limiting factor of nutrients in wetland water.[Conclusion]In order to prevent further lake eutrophication，nitrogen and phosphorus should be controlled，especially the introduction of phosphorus.

Key words Guanshan Lake Wetland；Water body；Nitrogen；Phosphorus；Eutrophication

城市濕地公園是一種獨(dú)特的公園類(lèi)型，具有濕地的生態(tài)功能和典型特征，以生態(tài)保護(hù)、科普教育、自然野趣和休閑游覽為主要內(nèi)容，具有很好的生態(tài)效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，現(xiàn)已成為有效保護(hù)濕地的重要手段[1]。然而，隨著城市經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，工業(yè)“三廢”的大量排放及農(nóng)業(yè)、生活廢水排入河流等濕地水體中，對(duì)濕地的水環(huán)境和濕地的功能造成了很大影響，尤其是氮、磷營(yíng)養(yǎng)鹽的大量引入，導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化，從而惡化濕地水體環(huán)境，使其生態(tài)環(huán)境功能退化[2-4]。

貴陽(yáng)市觀山湖濕地公園位于貴陽(yáng)市觀山湖區(qū)中心區(qū)域，是貴陽(yáng)最大的城市內(nèi)湖公園，是一個(gè)以濕地為特色，集觀賞游覽、文化娛樂(lè)、康體健身、科普教育等綜合功能于一體的原生態(tài)濕地公園。但是，近年來(lái)隨著觀山湖區(qū)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人類(lèi)活動(dòng)不斷加劇，在大量工農(nóng)業(yè)廢水和生活污水等點(diǎn)源污染得以控制的情況下，仍受到城市面源污染的不斷威脅，加之湖水流動(dòng)性差，自我凈化能力有限，使?jié)竦厮w面臨著水體富營(yíng)養(yǎng)的威脅及生態(tài)功能退化的危險(xiǎn)。因此，為防止水體污染及富營(yíng)養(yǎng)化，保護(hù)濕地生態(tài)環(huán)境，研究該濕地水體中氮、磷的分布特征和富營(yíng)養(yǎng)狀況，對(duì)觀山湖濕地水體污染防治有著重要意義。筆者根據(jù)不同時(shí)期觀山湖濕地水體相關(guān)水質(zhì)因子監(jiān)測(cè)結(jié)果，對(duì)濕地水體中氮、磷含量的時(shí)空變化進(jìn)行了分析，并運(yùn)用營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法對(duì)觀山湖水質(zhì)狀況和富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)進(jìn)行了評(píng)價(jià)，以期為有效控制觀山湖濕地水體污染及科學(xué)管理保護(hù)濕地水環(huán)境提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究地概況

觀山湖濕地公園位于貴陽(yáng)市觀山湖區(qū)中心區(qū)，占地面積約4 km2，濕地水體面積約0.4 km2，由2個(gè)小型全封閉湖泊上湖和下湖構(gòu)成（圖1）。兩湖水體主要由地下山泉噴涌形成，一年四季水位變動(dòng)一般不大，但在雨季地表徑流和湖面降水補(bǔ)給對(duì)水位有一定程度的影響。湖泊周?chē)枪珗@綠地和人行道路，公園周邊則主要是生活小區(qū)。

1.2 樣點(diǎn)設(shè)置與采樣時(shí)間

根據(jù)濕地水體分布情況、地下水出口以及疑似污染點(diǎn)，共設(shè)采樣點(diǎn)14個(gè)，其中北湖9個(gè)，南湖5個(gè)。具體布點(diǎn)方案見(jiàn)圖1 。

根據(jù)觀山湖水體來(lái)源特點(diǎn)和貴陽(yáng)市年降水特征[5]，將一年劃分為豐水期（5—8月）和平水期（1—3、9—12月）。并分別于2014年 1月（平水期）、2014年 7月（豐水期）、2015年7月（豐水期）、2016年 1月（平水期）對(duì)觀山湖濕地水體水質(zhì)進(jìn)行了取樣監(jiān)測(cè)。

1.3 水樣采集與測(cè)定

監(jiān)測(cè)項(xiàng)目：pH、溶解氧（DO， mg/L）、總氮（TN， mg/L）、總磷（TP， mg/L）、化學(xué)需氧量（CODCr， mg/L），五日生化需氧量（BOD5， mg/L）、葉綠素a（Chla， mg/L）。其中，DO、pH 分別采用RJY-1A型便攜式溶解氧測(cè)試儀、便攜式酸度計(jì)PHB-5計(jì)及攝氏溫度計(jì)（裝于水樣采集器上）進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定；水樣的采集、處理和其他各指標(biāo)的測(cè)定參照《水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法》[6]。

1.4 評(píng)價(jià)方法

2 結(jié)果與分析

2.1 水體理化特征

由表1可知，2014—2016年4個(gè)監(jiān)測(cè)

期，濕地水體pH為7.5～8.4，呈弱堿性，平水期和豐水期無(wú)明顯差異。DO濃度為3.6～12.0 mg/L，平均值為6.0～9.9 mg/L，說(shuō)明DO水平基本符合Ⅰ～Ⅱ類(lèi)水質(zhì)，且平水期的DO濃度較豐水期高，原因可能是豐水期處于夏季，水體溫度較高，降水量較大，且藻類(lèi)死亡分解作用消耗大量氧氣，導(dǎo)致DO濃度隨之下降[8-9]。CODCr濃度為1.7～8.3 mg/L，小于Ⅰ類(lèi)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)值，說(shuō)明觀山湖公園水體未受有機(jī)物污染，同時(shí)平水期CODCr濃度較豐水期高，其原因可能是豐水期降雨量的增加，使得水體中 CODCr濃度降低。BOD5 濃度為1.0～8.0 mg/L，平均值均小于6.0 mg/L，說(shuō)明BOD5濃度水平基本符合 IV 類(lèi)水質(zhì)，平水期的BOD5也較豐水期高，其原因也可能是豐水期降雨量的增加使得水體BOD5濃度降低，同時(shí)所監(jiān)測(cè)的平水期在冬季，夏秋季節(jié)藻類(lèi)及沉水植物死亡，使易生物降解產(chǎn)物累積，導(dǎo)致平水期水體BOD5濃度較高[10]。

2.2 水體氮的時(shí)空分布特征

由圖2可知，同時(shí)期不同采樣點(diǎn)的TN濃度不同，在空間分布上呈現(xiàn)非均一性，無(wú)明顯變化規(guī)律。個(gè)別采樣點(diǎn)（2016年平水期12號(hào)樣點(diǎn)）TN濃度異常高，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)該采樣點(diǎn)位于一個(gè)破損的排污管附近，該處水域水淺且流動(dòng)性差，這可能是導(dǎo)致12號(hào)樣點(diǎn)TN濃度異常高的原因。季節(jié)變化對(duì)TN濃度有明顯的影響，總體表現(xiàn)為豐水期大于平水期，原因可能是豐水期的溫度適宜于細(xì)菌的生長(zhǎng)，冬季營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的積累和藻類(lèi)的代謝被分解和釋放，從底層上升，這增加了在水中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的濃度，從而使得TN濃度達(dá)到較高水平[11-12]。另外，豐水期城市地表徑流對(duì)氮的引入也不容忽視[13-14]。隨著時(shí)間的推移，2014—2016年上湖（采樣點(diǎn)6～14）TN濃度有增大的趨勢(shì)，但不明顯，而下湖（采樣點(diǎn)1～5）呈減小趨勢(shì)，原因可能是下湖所處地理位置相對(duì)偏僻，受人類(lèi)活動(dòng)侵?jǐn)_較小，且湖水較淺，每年種有大量水生植物，對(duì)水質(zhì)有一定的凈化作用。

2.3 水體磷的時(shí)空分布特征 從圖3可見(jiàn)，不同采樣點(diǎn)的TP濃度不同，在空間分布上呈現(xiàn)非均一性，無(wú)變化規(guī)律。個(gè)別采樣點(diǎn)TP（2016年平水期9號(hào)樣點(diǎn)）異常大，這可能是由于該處有一休閑觀賞亭，水淺且水體流動(dòng)性差，受人類(lèi)活動(dòng)擾動(dòng)大。季節(jié)變化對(duì)TP濃度有明顯影響，總體表現(xiàn)為平水期大于豐水期。李大鵬等[15]和張宗慶等[16]研究表明，很多湖泊的TP濃度都是豐水期大于平水期，其主要原因是夏季雨水較多，雨水徑流沖刷，湖泊周?chē)爸饕牒恿髁饔蛎嬖次廴局械牧纂S著地表徑流進(jìn)入水體，使得磷濃度較高。但就觀山湖而言，城鎮(zhèn)工業(yè)、生活污水也納入排污管網(wǎng)，環(huán)湖主要是公園綠地，城市地表徑流能引入磷的量是有限的[17-19]，同時(shí)由于降水和徑流，導(dǎo)致湖水水量增加，且水體中懸浮物增多，水中磷被懸浮顆粒吸附，沉積于沉積物表面，從而使水中磷濃度呈下降態(tài)勢(shì)。隨著時(shí)間的推移，2014—2016年TP濃度總體呈增加趨勢(shì)，表明磷的污染在加劇。

2.4 水體富營(yíng)養(yǎng)評(píng)價(jià)

根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果，選取 TN、TP 和Chla濃度為評(píng)價(jià)指標(biāo)，采用營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法，開(kāi)展觀山湖水體富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)，結(jié)果見(jiàn)圖4。 由圖4可知，采樣點(diǎn)的營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)基本上在 40～60，屬于輕富營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)。

已有研究[20-22]表明，氮、磷營(yíng)養(yǎng)鹽的含量對(duì)浮游植物生長(zhǎng)有著顯著的限制作用，同時(shí)N/P值對(duì)藻類(lèi)正常代謝也有一定的限制作用，藻類(lèi)正常代謝需要的限制性營(yíng)養(yǎng)N/P值約為7，當(dāng)N/P值>7時(shí)，磷是可能的限制性營(yíng)養(yǎng)鹽，當(dāng)N/P值<7時(shí)，氮是可能的限制性營(yíng)養(yǎng)鹽。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，觀山湖的N/P在10～42，平均值為16，由此可知，磷是觀山湖濕地水體富營(yíng)養(yǎng)化的主要限制性營(yíng)養(yǎng)因子，是浮游植物生長(zhǎng)的限制因子，要控制藻類(lèi)大量繁殖，防止水體進(jìn)一步富營(yíng)養(yǎng)化，就需嚴(yán)格控制磷的引入。

3 結(jié)論

（1）該研究表明，觀山湖濕地水體TN、TP的空間分布均呈現(xiàn)出非均一性，無(wú)明顯的分布規(guī)律。而水體中TN、TP的時(shí)間分布均呈現(xiàn)出規(guī)律性，季節(jié)變化對(duì)TN的含量有明顯影響，總體是豐水期大于平水期；季節(jié)變化對(duì)TP的含量也有明顯影響，但是豐水期大于平水期。2014—2016年除下湖的TN呈下降趨勢(shì)外，下湖的TP和上湖的TN、TP均呈增加趨勢(shì)。

（2）營(yíng)養(yǎng)指數(shù)評(píng)價(jià)結(jié)果表明，觀山湖濕地水體總體上處于輕富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)。同時(shí)，水體中 N/P值表明，磷為觀山湖的營(yíng)養(yǎng)限制性鹽，為防止觀山湖水體的進(jìn)一步富營(yíng)養(yǎng)化，應(yīng)控制氮、磷的引入，尤其是磷的引入。

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