论文部分内容阅读
湖泊富营养化是当前一个世界性的环境问题和研究焦点。太湖是我国长江中下游典型的大型的浅水湖泊,曾为太湖流域经济的腾飞做出过重大的贡献,但随着该区域工业化和城市化的飞速发展,太湖的水质在急剧恶化,富营养化程度也在加剧,蓝藻“水华”频繁爆发,已严重威胁到该区域人们正常的生产和生活。氮营养盐作为湖泊生态系统最主要的营养元素之一,直接参与湖泊水生态系统的氮循环,对蓝藻的生长及湖泊水生态系统微生物的初级生产力起着重要的作用。但过量的氮磷营养盐,造成藻类及其它水生生物异常繁殖,湖泊水质恶化,发生富营养化。因此研究湖泊主要环境介质水体和沉积物中氮营养盐的含量、形态组成、分布特征,对全面研究湖泊沉积物—水界面氮营养盐的循环、迁移、转化过程及湖泊富营养化的机制具有举足轻重的作用。因此,本论文依托国家重点基础研究发展计划(973计划)项目课题“湖泊水环境质量区域差异特征”(2008CB418201),选取我国长江中下游典型富营养化浅水湖泊太湖作为重点研究对象,研究太湖不同湖区水体、沉积物间隙水与沉积物中氮营养盐的形态组成与含量,阐明各种氮形态的时空分布特征、变化规律和区域差异性,为太湖富营养化的防治和治理,以及湖泊水环境基准的制定提供参考依据。本论文的主要研究结果和结论如下:(1)太湖水体中总氮(Total Nitrogen, TN)的含量存在着季节差异性,春季要明显高于秋季,但在垂向分布上,无论春季还是秋季太湖水体中TN的差异性很小。以TN作为单一评价因子,太湖水体属于Ⅳ或Ⅴ类水质,部分区域甚至为劣Ⅴ类水质;(2)太湖水体中主要以溶解态氮为主,占TN的比重在65%~80%之间,远远高于颗粒态氮(Particulate Nitrogen, PN),且溶解态氮中NO3--N>DON>NH4+-N;而间隙水与太湖水体正好相反,其则以NH4+-N和NO2--N为主,特别是NH4+-N,其所占间隙水总溶解性氮(Total Dissolved Nitrogen, TDN)的比重最高,在36.84%~73.98%之间;沉积物中氮营养盐主要以有机氮(Organic Nitrogen,ON)为主,远远高于其它形态的氮;(3)对柱状沉积物的垂向分析可知,间隙水中NH4+-N随深度的增加逐渐增加,而DON (Dissolved Organic Nitrogen,即溶解性有机氮)和NO3--N则随深度增加呈现缓慢的递减趋势;沉积物中TN和ON随着深度的增加而呈现出曲折的降低趋势,NO3--N则随着深度的增加先增加后降低的变化规律;(4)春季和秋季太湖水体中TN、TDN、PN、NO3--N和NH4+-N等呈现出西北高、东南低的分布规律,特别是太湖西北部的竺山湾、梅梁湾和太湖西北部沿岸带含量最高,远远高于太湖东南部的东太湖;间隙水中TDN和NH4+-N沿太湖北部——西南部和东太湖——西南部湖区呈递减趋势,NO2--N和NO3--N均表现出东北高西南低的分布特征,而DON在不同深度的区域分布特征差异性很大;而沉积物中各形态氮在不同深度处呈现出不同的区域分布特征,TN和ON在1cm、10cm和20cm深度的区域分布特征很相似,均呈现出在竺山湾、西北部沿岸带和胥湖湾含量高,而西南部沿岸带含量低的区域分布特点,NH4+-N表现出西北高、东南低的分布特征,而NO3--N在不同深度处的区域分布特征差异性却很大。综合以上几方面的分析,太湖目前已处于富营养化状态,特别是竺山湾、梅梁湾、太湖西北部沿岸带、贡湖湾等区域,氮营养盐含量严重超标。因此,应加强对这些区域的环境监测和科学研究,并采取生物、化学和物理等有效措施,防治和治理太湖的富营养化。