滇池流域特征污染源对入湖河流水质和浮游生物群落的影响

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本文采用聚类分析和因子分析方法从水质监测数据样本中提取了影响滇池入湖河流水质的各类主要特征污染源,并对它们进行了验证;在此基础上,通过因子分析对特征污染源影响程度的估计,研究了各特征污染源对不同入湖河流水质和浮游生物群落的影响,主要结论如下:(1)对于滇池北岸和东岸7条入湖河流,生活污水是最主要的污染源,以BOD5和CODCr为特征指标;未达标排放的污水处理厂尾水对水质的影响仅次于生活污水,以NH3-N为特征指标;达标排放的污水处理厂尾水以NO3-N为特征指标;地表冲刷径流以SS为特征指标;水体自净作用以pH和DO为特征指标;未完全的反硝化作用以NO2-N为特征指标。(2)对于滇池南岸的柴河,农田径流是水体最主要的污染源,以NO3-N为特征指标;生活污水对水质的影响仅次于农田径流,以BOD5和CODCr为特征指标;地表冲刷径流以SS和TP为特征指标;水体自净作用以DO和pH为特征指标。(3)从水质的角度看,生活污水污染是导致滇池入湖河流水体中浮游植物群落的总密度显著提高(p<0.01),蓝藻门物种占据主要优势,物种多样性显著降低(p<0.01)的最主要原因,并且生活污水污染还容易导致原生动物大量繁殖,但种群结构变得单一。(4)达标排放的污水处理厂尾水通过提高水体中NO3-N的浓度,使滇池入湖河流水体中硅藻门的比例明显增加,使蓝藻门的优势度明显降低,从而显著提高入湖河流水体中浮游植物的物种多样性(p<0.01);但是,就监测期间滇池流域的实际污染情况来看,达标排放的污水处理厂尾水对入湖河流的影响主要在旱季(冬季和春季);在雨季(夏季和秋季),生活污水或未达标尾水对于入湖河流浮游植物群落的影响仍然是主要的,当水体中的NO3-N浓度很低,而有机物和NH3-N的浓度较高时,蓝藻门物种会在入湖河流水体中占据主要甚至绝对的优势。对于浮游动物而言,当达标排放的污水处理厂尾水使水体中的NO3-N浓度超过10mg/L时,会使入湖河流水体中的枝角类密度明显下降。除了可能与NO3-N的直接抑制作用外,还可能与NO3-N浓度过高使入湖河流水体中的浮游植物群落发生变化,导致枝角类动物缺乏食物来源有关。(5)滇池入湖河流水体中的轮虫密度与浮游动物物种数之间存在很好的线性关系(R=0.828,p<0.01),轮虫密度在0800 ind./L范围时,每升水体中增加约20只轮虫,水体中的浮游动物就会增加一种;当浮游动物物种数在30种以上时,能够将浮游植物总密度控制在107 cells/L以下,说明滇池入湖河流水体中的轮虫可能对整个生态系统的平衡起到关键作用。对夏季的浮游动物监测样本的分析进一步表明,来自上游地区的洪水能够显著提高水体中的轮虫密度(R=0.554,p<0.01)。由此可知,上游水体被截断是城区型河流船房河(F)和采莲河(L)的浮游动物物种数明显低于其他城郊型河流的一个重要原因。(6)滇池南岸大棚种植区的农田径流以NO3-N污染为主,其对入湖河流中浮游植物和浮游动物的影响与达标排放的污水处理厂尾水的影响非常相似;但当降雨导致农田径流影响增强,NO3-N浓度很高时,可能还会进一步对原生动物的生存和繁殖产生明显影响。本文的研究结果表明,建立完善的雨污分流制排水系统、保证污水处理厂尾水达标排放且适当控制NO3-N在河流中的浓度以及增加河道上下游及支流的连通性是未来解决滇池入湖河流水质污染问题同时修复入湖河流生态系统最关键的三个措施。
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