薛智杰 張風(fēng)菊 桂智凡

摘要? 為揭示玄武湖營(yíng)養(yǎng)鹽現(xiàn)狀及空間分布，于2016年11月采集了玄武湖東南湖區(qū)、北部湖區(qū)及西南湖區(qū)21個(gè)點(diǎn)的水體和表層沉積物樣品，分析不同湖區(qū)水體和沉積物理化參數(shù)及營(yíng)養(yǎng)鹽分布，并結(jié)合綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法、有機(jī)指數(shù)和有機(jī)氮含量評(píng)價(jià)了玄武湖水體營(yíng)養(yǎng)水平及沉積物污染狀況。結(jié)果表明，綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)顯示玄武湖東南湖區(qū)和北部湖區(qū)水體為中營(yíng)養(yǎng)水平，西南湖區(qū)為輕度富營(yíng)養(yǎng)水平;沉積物污染方面，玄武湖3個(gè)湖區(qū)有機(jī)指數(shù)和有機(jī)氮含量均較高，表明全湖有機(jī)污染及氮污染嚴(yán)重，且東南湖區(qū)和西南湖區(qū)污染程度較北部湖區(qū)高。

關(guān)鍵詞 玄武湖;水體;表層沉積物;營(yíng)養(yǎng)鹽;污染評(píng)價(jià)

中圖分類號(hào)：X524 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-3305（2019）01-022-05

DOI： 10.19383/j.cnki.nyzhyj.2019.01.010

Analysis and Evaluation of Nutrients of Xuanwu Lake in Nanjing

XUE Zhi-jie? et al（Nanjing Jiangning Senior High School， Nanjing， Jiangsu 210008）

Abstract In order to investigate the current state and spatial distribution of nutrients of Xuanwu Lake， water and surface sediment samples were collected at twenty？鄄one stations in three different lake zones（the southeastern lake area， the northern lake area and the southwestern lake area） of Xuanwu Lake in November 2016. The physical and chemical parameters of water bodies and surface sediment in different lake areas were analyzed. The nutrient level and sediment pollution of Xuanwu Lake were evaluated based on the comprehensive trophic level index， organic index and organic nitrogen index. The results showed that lake water in the southeastern lake area and the northern lake area was mesotrophic， while lake water in the southwest lake area was at light eutrophication level. In addition， both the organic index and organic nitrogen index of Xuanwu Lake were very high， indicating that the organic pollution and nitrogen pollution were serious， especially in the southeastern lake area and the southwestern lake area.

Key words? ?Xuanwu Lake; Lake water; Surface sediment; Nutrient; Pollution assessment

湖泊、水庫等封閉型水體的富營(yíng)養(yǎng)化已日益成為全球性的水環(huán)境污染問題。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前全球約有75%以上的封閉型水體存在富營(yíng)養(yǎng)化問題[1]。我國幅員遼闊，湖泊眾多，近年來，隨著人口增加，工業(yè)化、城市化及現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的快速推進(jìn)，大量營(yíng)養(yǎng)元素（氮磷）及有機(jī)物排入湖泊中，導(dǎo)致湖泊富營(yíng)養(yǎng)化形勢(shì)十分嚴(yán)峻。富營(yíng)養(yǎng)化問題已成為中國湖泊水質(zhì)的嚴(yán)重威脅，是水體環(huán)境保護(hù)中非常重要的問題。因此，研究湖泊水體的富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)狀及其變化規(guī)律，揭示湖泊沉積物中氮磷有機(jī)質(zhì)的含量及其分布特征，不僅有助于了解湖泊內(nèi)外源污染狀況，同時(shí)對(duì)湖泊流域生態(tài)環(huán)境整治也有重要指導(dǎo)意義。

玄武湖（32°04′ N，118°48′ E）位于南京市玄武區(qū)，是南京市一處重要的水體景觀、國家4A級(jí)風(fēng)景區(qū)，屬于典型的城市淺水湖泊。湖面面積為3.7 km2，平均水深為1.2 m，其水面被梁洲、翠洲、環(huán)洲等分割成北部湖區(qū)、東南湖區(qū)、西南湖區(qū)3部分，彼此通過橋、涵相連[2]。湖泊匯水主要來自紫金山北麓雨水以及流域內(nèi)工業(yè)廢水和生活污水[3]。富營(yíng)養(yǎng)化一直是玄武湖面臨的主要生態(tài)與環(huán)境問題。自20世紀(jì)50年代開始，玄武湖受局部清淤、筑堤修閘和投餌養(yǎng)魚等影響，原有的水生生態(tài)系統(tǒng)逐漸崩潰，大型水生植物消失，形成了以浮游植物為唯一初級(jí)生產(chǎn)者的生態(tài)系統(tǒng)[4]。20世紀(jì)80年代起，玄武湖已呈現(xiàn)重度富營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)，90年代死魚現(xiàn)象頻頻發(fā)生[2]。2005年夏季更是首次發(fā)生大面積以微囊藻屬為主要優(yōu)勢(shì)類群的藍(lán)藻水華，造成湖水水質(zhì)惡化，局部區(qū)域散發(fā)惡臭氣味，嚴(yán)重破壞了玄武湖的景觀功能，并危及水產(chǎn)養(yǎng)殖和水上運(yùn)動(dòng)等[5]。在此之后，南京市相關(guān)部門高度重視玄武湖藍(lán)藻水華問題，通過截污、清淤、引水、湖內(nèi)環(huán)境整治和生物修復(fù)等多種方法綜合防治藍(lán)藻水化暴發(fā)，盡管已取得一定成效，但形勢(shì)仍不容樂觀[3，6-7]。

筆者通過玄武湖不同湖區(qū)水體和表層沉積物營(yíng)養(yǎng)鹽含量及空間分布，探討玄武湖水體和沉積物營(yíng)養(yǎng)水平及分布特征，分析其相關(guān)關(guān)系及污染現(xiàn)狀，以期為制定其水體恢復(fù)和保護(hù)措施提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，也為玄武湖環(huán)境質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)提供科學(xué)依據(jù)。

1 采樣與指標(biāo)測(cè)定方法

1.1 樣品采集

為全面了解玄武湖水環(huán)境現(xiàn)狀，于2016年11月在玄武湖三大湖區(qū)設(shè)置21個(gè)采樣點(diǎn)（圖1），采集水體及表層沉積物樣品。現(xiàn)場(chǎng)利用透明度盤和聲吶測(cè)深儀獲取透明度（SD）和水深（WD）;使用YSI 6600 V2型多參數(shù)水質(zhì)監(jiān)測(cè)儀測(cè)定水體的水溫（WT）、pH、電導(dǎo)率（Cond）、總?cè)芙庑詰腋∥铮═DS）、溶解氧（DO）等參數(shù)。用5 L的采水器采集表層、中層和底層水樣，并現(xiàn)場(chǎng)混勻后取5 L混勻水樣冷藏帶回實(shí)驗(yàn)室分析水質(zhì)指標(biāo)。利用彼得森采泥器獲取表層沉積物樣品，于當(dāng)天帶回實(shí)驗(yàn)室冷藏保存，用于后續(xù)分析。

1.2 常規(guī)理化指標(biāo)測(cè)定方法

湖水總氮（TN）和溶解態(tài)總氮（TDN）采用過硫酸鉀消解紫外分光光度法測(cè)定;硝態(tài)氮（NO3-？鄄N）采用酚二磺酸分光光度法測(cè)定;亞硝態(tài)氮（NO2-？鄄N）采用對(duì)氨基苯環(huán)酰胺-萘乙二胺分光光度法測(cè)定;銨態(tài)氮（NH4+？鄄N）采用納氏試劑比色法測(cè)定;總磷（TP）和溶解態(tài)總磷（TDP）采用鉬酸銨分光光度法測(cè)定;高錳酸鹽指數(shù)（CODMn）采用測(cè)定高錳酸鹽滴定法測(cè)定;正磷酸鹽（PO43-？鄄P）采用磷鉬藍(lán)分光光度法測(cè)定;葉綠素a（Chl？鄄a）采用丙酮萃取分光光度法進(jìn)行測(cè)定[8]。沉積物總氮（TNs）及總磷（TPs）采用過硫酸鉀消解紫外分光光度法測(cè)定;沉積物中值粒徑（Φ50）采用英國MALVERN公司生產(chǎn)的Mastersiezr 2000激光粒度儀測(cè)定;沉積物燒失量（LOI）采用煅燒法測(cè)定，并根據(jù)其與有機(jī)碳（TOC）之間的線性關(guān)系計(jì)算沉積物TOC含量[9]。

1.3 湖泊富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)方法

湖泊富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)，就是通過與湖泊營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)有關(guān)的一系列指標(biāo)及指標(biāo)間的相互關(guān)系，對(duì)湖泊的營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)做出準(zhǔn)確的判斷[10]。目前我國湖泊富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)的基本方法主要有營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法[卡爾森營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)（TSI）]、修正的營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)（TSIM）、綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)（TLI）、營(yíng)養(yǎng)度指數(shù)法（AHP？鄄PCA）和評(píng)分法。目前對(duì)于湖泊水體富營(yíng)養(yǎng)化的研究，通常采取綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法。該文對(duì)玄武湖的富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)也采取綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法。該指數(shù)的計(jì)算公式如下：

TLI（∑）=∑? TLI（j）×Wj（1）

式中，TLI（∑）為綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù);TLI（j）代表第j種參數(shù)的營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù);Wj為第j種參數(shù)的營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)的權(quán)重。根據(jù)中國環(huán)境監(jiān)測(cè)總站制定的《湖泊（水庫）富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)方法及分級(jí)技術(shù)規(guī)定》，此次的營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)參數(shù)包括TN、TP、Chl？鄄a、SD、CODMn，其相應(yīng)的權(quán)重分別為0.179、0.188、0.266、0.183、0.184[10]。各參數(shù)的營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)計(jì)算公式及分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)參照文獻(xiàn)[10]。為評(píng)估營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)的空間變化特征，用不同湖區(qū)各指標(biāo)的點(diǎn)位平均值計(jì)算各湖區(qū)的TLI指數(shù)。

1.4 湖泊表層沉積物污染狀況評(píng)價(jià)方法

目前國內(nèi)外對(duì)湖泊沉積物環(huán)境尚缺乏統(tǒng)一的評(píng)價(jià)方法和標(biāo)準(zhǔn)，針對(duì)玄武湖表層沉積物的特點(diǎn)及分布特征，采用有機(jī)指數(shù)（OI）和有機(jī)氮（ON）評(píng)價(jià)玄武湖沉積物污染狀況[11]。有機(jī)指數(shù)常用來評(píng)價(jià)水域沉積物的環(huán)境狀況，有機(jī)氮?jiǎng)t是衡量湖泊表層沉積物是否遭受氮污染的重要指標(biāo)[11-12]。沉積物中有機(jī)指數(shù)的計(jì)算方法如下：

OI=TOC（%）×ON（%）（2）

ON（%）=95%×TN（%）（3）

沉積物有機(jī)指數(shù)及有機(jī)氮評(píng)價(jià)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)參照文獻(xiàn)[11]。為評(píng)估表層沉積物污染狀況的空間變化特征，用不同湖區(qū)各點(diǎn)位有機(jī)指數(shù)及有機(jī)氮的平均值分別計(jì)算各湖區(qū)的有機(jī)指數(shù)及有機(jī)氮值。

1.5 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)處理主要采用數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)方法。鑒于各水質(zhì)理化參數(shù)間不完全獨(dú)立，部分指標(biāo)存在相互影響，應(yīng)用雙因素多元方差分析法（MANOVA）分析各采樣點(diǎn)對(duì)水質(zhì)整體狀況的影響，在達(dá)到顯著水平時(shí)，進(jìn)一步用單因素方差分析法（one？鄄way ANOVA）分析各樣點(diǎn)間的差異。MANOVA及ANOVA采用SPSS 20.0軟件進(jìn)行分析，其余圖件應(yīng)用Arcgis 9.3、Origin 8.5和Excel 2010軟件進(jìn)行相關(guān)分析和繪制。

2 結(jié)果與分析

2.1 水體理化指標(biāo)空間變化特征

玄武湖2016年11月水體理化指標(biāo)統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表1。水體物理參數(shù)方面，玄武湖各湖區(qū)間的Cond、TDS、pH、DO、WD方差分析結(jié)果顯著（P<0.01）。多重比較結(jié)果表明，Cond、TDS在玄武湖各湖區(qū)間均差異顯著（P<0.05），高低順序?yàn)闁|南湖區(qū)>西南湖區(qū)>北部湖區(qū);西南湖區(qū)的pH、DO顯著低于東南湖區(qū)和北部湖區(qū)（P<0.01），但東南湖區(qū)和北部湖區(qū)間差異不顯著;西南湖區(qū)的WD顯著高于東南湖區(qū)和北部湖區(qū)（P<0.01），東南湖區(qū)和北部湖區(qū)間差異不顯著。其他水環(huán)境物理參數(shù)在3個(gè)湖區(qū)間無顯著差異。

水質(zhì)營(yíng)養(yǎng)鹽參數(shù)方面，玄武湖各湖區(qū)的TN、TP、TDN、TDP、PO43-、Chl？鄄a、COD方差分析結(jié)果顯著（P<0.05），多重比較結(jié)果表明，北部湖區(qū)的TN、TP、TDP、Chl？鄄a、COD顯著低于西南湖區(qū)和東南湖區(qū)（P<0.05），但西南湖區(qū)和東南湖區(qū)差異不顯著。其他水質(zhì)營(yíng)養(yǎng)鹽參數(shù)也有類似趨勢(shì)。

2.2 沉積物理化指標(biāo)空間變化特征

湖泊表層沉積物中TN、TP和TOC的含量，可直接反映其污染狀況[11]。由表1可知，玄武湖表層沉積物TN、TP和TOC平均值分別為0.26%、0.06%和4.3%。各湖區(qū)沉積物的TOC和TNs差異顯著（P<0.05），東南湖區(qū)、北部湖區(qū)及西南湖區(qū)TOC平均值分別為5.1%、3.2%和4.6%，相應(yīng)的TNs平均值分別為0.29%、0.25%和0.24%。東南湖區(qū)、北部湖區(qū)和西南湖區(qū)間TPs差異不明顯，其平均值分別為0.07%、0.06%和0.05%。同時(shí)，TOC與TN及TP間的相關(guān)性表明，TOC與TN間高度正相關(guān)（r=0.918，P<0.01），而與TP間的相關(guān)性不明顯（r=-0.027，P>0.05），這表明玄武湖表層沉積物中TN與TOC間關(guān)系緊密，氮主要以有機(jī)氮形式存在，而表層沉積物中的TP則可能主要以無機(jī)磷形態(tài)存在。同時(shí)也可推斷，TOC在沉積物中的富集可能按一定方式成為整個(gè)湖體氮的重要來源，而對(duì)磷的影響較小。

2.3 沉積物氮磷含量與湖水氮磷含量關(guān)系

氮磷等營(yíng)養(yǎng)元素在沉積物中的累積受湖水總氮、總磷濃度及湖水理化性質(zhì)、沉積環(huán)境等多因素的制約。當(dāng)湖水總氮、總磷濃度較高時(shí)，除了滿足水生生物的攝取需求外，氮、磷等元素在底泥中就有較多的沉積和積累[13]。玄武湖各采樣點(diǎn)表層沉積物中TN、TP的含量與其上覆層湖水中TN、TP濃度的相互關(guān)系如圖2所示。由圖2可知，玄武湖沉積物中TN及TP與湖水中的TN及TP相關(guān)性并不明顯，這與先前其他研究的結(jié)果存在一定差異[13-14]。究其原因，這可能和玄武湖自身特點(diǎn)有關(guān)。玄武湖湖水中的總氮是由流域內(nèi)工農(nóng)業(yè)及生活污水排放帶來的，無機(jī)氮含量較高，而沉積物中的總氮?jiǎng)t是由湖水中水生植物殘?bào)w及流域內(nèi)隨徑流進(jìn)入湖體的腐殖質(zhì)沉積造成的，主要是有機(jī)氮，因此導(dǎo)致沉積物TN與湖水中TN相關(guān)性不明顯。盡管湖水TP也主要來自流域內(nèi)工農(nóng)業(yè)及生活污水排放，但磷在沉積過程中發(fā)生劇烈的生物化學(xué)作用，導(dǎo)致沉積物TP與湖水TP相關(guān)性也較差。

2.4 玄武湖水體營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)評(píng)價(jià)

玄武湖各采樣點(diǎn)TLI指數(shù)變化范圍在42.5～58.0，均值為48.2。東南湖區(qū)、北部湖區(qū)及西南湖區(qū)TLI指數(shù)分別為49.7、45.2和52.0，且各湖區(qū)間的TLI指數(shù)得分方差分析結(jié)果顯著（P<0.01）。多重比較結(jié)果表明，北部湖區(qū)的營(yíng)養(yǎng)水平顯著低于西南湖區(qū)和東南湖區(qū)（P<0.01），西南湖區(qū)和東南湖區(qū)的營(yíng)養(yǎng)水平差異不顯著。根據(jù)綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)，玄武湖東南湖區(qū)和北部湖區(qū)為中營(yíng)養(yǎng)水平，西南湖區(qū)為輕度富營(yíng)養(yǎng)水平。

值得注意的是，此次各樣點(diǎn)TLI指數(shù)的評(píng)估結(jié)果只能代表玄武湖低溫時(shí)節(jié)的營(yíng)養(yǎng)水平。采樣時(shí)間為秋末冬初，該季節(jié)的低溫會(huì)抑制藻類生長(zhǎng)，從而造成玄武湖的TLI指數(shù)總得分偏低。若基于TN和TP濃度評(píng)估玄武湖的營(yíng)養(yǎng)水平[15]，則玄武湖總體處于中度富營(yíng)養(yǎng)水平。

2.5 玄武湖表層沉積物質(zhì)量評(píng)價(jià)

根據(jù)有機(jī)指數(shù)和有機(jī)氮評(píng)價(jià)方法和標(biāo)準(zhǔn)，玄武湖表層沉積物的污染狀況評(píng)價(jià)見表2。由表2可知，玄武湖全湖有機(jī)指數(shù)范圍介于0.22～2.59，變幅較大，平均為1.06，有機(jī)污染屬于Ⅳ級(jí);從有機(jī)氮指標(biāo)來看，全湖區(qū)有機(jī)氮變化范圍為0.11%～0.38%，平均約為0.23%，達(dá)Ⅳ級(jí)，屬于有機(jī)氮污染程度，說明全湖氮污染嚴(yán)重，與有機(jī)指數(shù)結(jié)果相一致?？傮w來說，東南湖區(qū)和西南湖區(qū)較北部湖區(qū)污染嚴(yán)重，這可能主要與其各種營(yíng)養(yǎng)鹽及生物殘留沉積有關(guān)。此外，各水域環(huán)境功能不同可能也是影響不同湖區(qū)污染程度的重要原因。東南湖區(qū)和西南湖區(qū)周圍都設(shè)置了多家游船停泊碼頭，游客旅游觀光帶來大量外源污染物，導(dǎo)致沉積物有機(jī)污染相對(duì)較嚴(yán)重。

3 討論

3.1 玄武湖水體污染分析

盡管此次研究根據(jù)綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法得出玄武湖水體富營(yíng)養(yǎng)化程度相對(duì)較低，但該值僅代表了湖泊2016年秋末冬初時(shí)的營(yíng)養(yǎng)水平，考慮到湖泊富營(yíng)養(yǎng)化程度通常隨季節(jié)變化明顯，且富營(yíng)養(yǎng)化程度在夏秋季節(jié)較冬春季節(jié)高的特點(diǎn)[16]，玄武湖整體富營(yíng)養(yǎng)化水平仍處于較高狀態(tài)。此外，此次研究顯示玄武湖各樣點(diǎn)水體TN質(zhì)量濃度變化范圍為2.30～4.35 mg/L（平均值約為2.99 mg/L），TP質(zhì)量濃度變化范圍為0.10～0.30 mg/L（平均值約為0.16 mg/L），從氮磷質(zhì)量濃度的角度來看，玄武湖總體處于中度富營(yíng)養(yǎng)水平。梅卓華等[2]曾研究了2006年4月至2007年3月玄武湖水體水質(zhì)變化，結(jié)果表明一年中湖水TN的質(zhì)量濃度變化范圍為1.34～2.88 mg/L（平均值為1.69 mg /L），TP 的質(zhì)量濃度變化范圍為0.04～0.33 mg/L（平均值為0.10 mg/L），其中2006年11月TN及TP質(zhì)量濃度分別為1.95和0.07 mg/L;趙大勇等[17]對(duì)2010年4月玄武湖不同樣點(diǎn)水體營(yíng)養(yǎng)鹽的研究表明，玄武湖TN的質(zhì)量濃度變化范圍為1.43～2.94 mg/L（平均值為1.91 mg/L），TP的質(zhì)量濃度變化范圍為0.01～0.26 mg/L（平均值為0.11 mg/L），這些值均低于該研究中各采樣點(diǎn)TN及TP的質(zhì)量濃度平均值。

為了改變玄武湖的富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)，近十幾年來，玄武湖進(jìn)行過2次大規(guī)模的清淤活動(dòng)。1998年曾采取抽干后回水清淤的方法清除湖底淤泥平均深度30 cm[18]，2008年又開始對(duì)北湖、東南湖和西南湖3個(gè)湖區(qū)進(jìn)行清淤。盡管清淤后玄武湖富營(yíng)養(yǎng)化程度有所改善，但對(duì)比研究顯示，玄武湖經(jīng)過清淤修復(fù)后，水體中營(yíng)養(yǎng)鹽濃度下降并不十分明顯。朱敏等[3]曾指出，玄武湖1998年清淤后沉積物中氮磷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)略有下降，但其后又呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，特別是TN在清淤后上升趨勢(shì)明顯;肖瓊等[7]研究也認(rèn)為清淤引水工程可短時(shí)間內(nèi)緩解水體富營(yíng)養(yǎng)化程度，但從長(zhǎng)期效果分析，水體中的營(yíng)養(yǎng)鹽含量并未顯著改善。此外，先前研究也表明，清淤對(duì)去除沉積物中重金屬的含量效果也并不明顯[3]。因此，對(duì)于玄武湖的污染治理方面，除了要考慮工業(yè)污染源和城市生活污水的影響，盡量減少點(diǎn)源污染外，還可以考慮通過種植大型水生植物（如菹草）來吸收水體和沉積物中的營(yíng)養(yǎng)鹽、減少沉積物及其中的營(yíng)養(yǎng)鹽再懸浮釋放，再通過逐步收割水生植物的方式緩慢從水體攜帶營(yíng)養(yǎng)鹽，以達(dá)到長(zhǎng)期改善玄武湖水質(zhì)的目的。

3.2 玄武湖沉積物污染分析

不同生態(tài)系統(tǒng)類型的湖泊沉積物中營(yíng)養(yǎng)鹽往往存在較大的差異。由該研究結(jié)果可知，玄武湖表層沉積物營(yíng)養(yǎng)鹽的含量相對(duì)較高，其中TN和TP含量和長(zhǎng)江中下游地區(qū)的滆湖[19]、東湖[20]差異不大，高于該地區(qū)的太湖[21]、巢湖[22]和洞庭湖[23]，同時(shí)低于該地區(qū)的陽澄湖和長(zhǎng)蕩湖[21]，因此玄武湖表層沉積物中TN和TP含量與其他湖泊相比處于相對(duì)較高的水平。有機(jī)指數(shù)和有機(jī)氮評(píng)價(jià)方法結(jié)果均表明滆湖沉積物有機(jī)污染較為嚴(yán)重，與基于大型底棲動(dòng)物的污染評(píng)價(jià)結(jié)果一致[24]，也進(jìn)一步說明此方法用于評(píng)價(jià)玄武湖沉積物營(yíng)養(yǎng)鹽的污染較為合適。

先前研究表明，沉積物的氮磷一部分來源于水生生物的殘?bào)w，另一部分來源于外源性輸入[25]。玄武湖周邊分布有工廠、生活社區(qū)以及火車站，在日常生產(chǎn)生活中大量含營(yíng)養(yǎng)鹽的污水匯入到湖泊中，隨后在沉積物中富集，導(dǎo)致沉積物中營(yíng)養(yǎng)鹽含量偏高。一方面，湖泊中大量氮磷營(yíng)養(yǎng)鹽的流入，會(huì)導(dǎo)致水質(zhì)急劇惡化、魚類多樣性銳減以及水生植物覆蓋率的急劇下降;另一方面，大量水生動(dòng)植物死亡分解后的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間的沉降積累進(jìn)入湖泊沉積物中，又進(jìn)一步增加了沉積物中氮磷營(yíng)養(yǎng)鹽的含量，造成玄武湖沉積物營(yíng)養(yǎng)鹽內(nèi)源和外源性的雙重污染。

另外，玄武湖不同湖區(qū)間沉積物有機(jī)質(zhì)及營(yíng)養(yǎng)鹽的含量也不盡相同。盡管各湖區(qū)間沉積物TP含量差異不明顯，但東南湖區(qū)沉積物TOC及TN含量明顯高于西南及北部湖區(qū)。一方面，這可能與各湖區(qū)沉積物粒徑有關(guān)，不同粒度的沉積物具有不同的比表面積、質(zhì)量、有機(jī)質(zhì)含量等，對(duì)于沉積物吸附的能力有重要的影響[26]。李強(qiáng)等[27]對(duì)巢湖及其入湖河流的研究發(fā)現(xiàn)，隨著沉積物粒徑的增大，沉積物粒徑與TOC、TN及TP的相關(guān)性變差;李青芹等[28]對(duì)我國不同地區(qū)6個(gè)不同特征湖泊的研究發(fā)現(xiàn)，沉積物氮磷與細(xì)顆粒物質(zhì)（<4 μm）呈正相關(guān);王小雷等[29]對(duì)撫仙湖、熊春暉等[19]對(duì)滆湖的研究均表明沉積物TN與各級(jí)粒徑間無顯著相關(guān)，而TP與黏土顯著相關(guān)。以上研究均表明沉積物TOC、TN和TP主要集中在粒徑較小的黏土中。而該研究表明沉積物中值粒徑與TOC（r=-0.698，P<0.01）及TN（r=-0.743，P<0.01）顯著負(fù)相關(guān)，與TP相關(guān)性不顯著（r=-0.076，P>0.05），這可能與沉積物磷形態(tài)有關(guān)。不同湖泊沉積物粒度分布不同，導(dǎo)致其沉積物有機(jī)質(zhì)及營(yíng)養(yǎng)鹽的生物地球化學(xué)循環(huán)產(chǎn)生差異。另一方面，玄武湖來自長(zhǎng)江的補(bǔ)水量達(dá)28×104 t/d，補(bǔ)水入湖口在玄武湖東北角，補(bǔ)水主流線自北湖向南湖[30]，在此過程中北湖湖水可能將部分有機(jī)質(zhì)及營(yíng)養(yǎng)鹽通過湖水流動(dòng)攜帶至東南湖區(qū)，并沉積于底泥中，導(dǎo)致東南湖區(qū)較高的TOC及營(yíng)養(yǎng)鹽含量。

4 結(jié)論

（1）綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)評(píng)估結(jié)果表明，秋末初冬季節(jié)玄武湖東南湖區(qū)和北部湖區(qū)為中營(yíng)養(yǎng)水平，西南湖區(qū)為輕度富營(yíng)養(yǎng)水平;而基于TN和TP濃度評(píng)估結(jié)果表明玄武湖處于中度富營(yíng)養(yǎng)水平。玄武湖清淤后可在短期內(nèi)降低水體營(yíng)養(yǎng)水平，但長(zhǎng)期效果并不明顯。

（2）玄武湖各湖區(qū)表層沉積物TOC、TN及TP含量均較高，TOC及TN含量在各湖區(qū)間差異顯著，而TP含量在各湖區(qū)間差異不明顯。有機(jī)指數(shù)和有機(jī)氮評(píng)價(jià)結(jié)果表明玄武湖表層沉積物有機(jī)污染和有機(jī)氮污染均較嚴(yán)重，后續(xù)防治工作中應(yīng)引起高度重視。

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