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太湖流域流經(jīng)不同類型緩沖帶入湖河流秋、冬季氮污染特征?

2016-11-24 09:31胡小貞耿榮妹許秋瑾蔣麗佳林娜娜
湖泊科學(xué) 2016年6期
關(guān)鍵詞:流經(jīng)緩沖帶入湖

胡小貞,耿榮妹,許秋瑾,蔣麗佳,林娜娜

(中國(guó)環(huán)境科學(xué)研究院,北京100012)

太湖流域流經(jīng)不同類型緩沖帶入湖河流秋、冬季氮污染特征?

胡小貞,耿榮妹,許秋瑾,蔣麗佳,林娜娜

(中國(guó)環(huán)境科學(xué)研究院,北京100012)

為研究太湖流經(jīng)不同類型緩沖帶的入湖河流水體氮污染特征,于2011年9-12月連續(xù)對(duì)流經(jīng)4種不同類型緩沖帶入湖河流沿程共32個(gè)樣點(diǎn)進(jìn)行采樣,分析各樣點(diǎn)的氮濃度及變化趨勢(shì).結(jié)果表明,流經(jīng)農(nóng)田型緩沖帶入湖河流中總氮濃度由緩沖帶外進(jìn)入緩沖帶內(nèi)不斷減小,到入湖河口處有輕微上升;流經(jīng)養(yǎng)殖塘型、村落型緩沖帶入湖河流中總氮濃度由緩沖帶外進(jìn)入緩沖帶內(nèi)變化不大,到接近入湖河口時(shí)濃度顯著升高;流經(jīng)生態(tài)型緩沖帶入湖河流中各氮元素形態(tài)沿程不斷降低.在流經(jīng)4種類型湖泊緩沖帶入湖河流中,流經(jīng)農(nóng)田型、養(yǎng)殖塘型和生態(tài)型緩沖帶的入湖河流以硝態(tài)氮為氮元素的主要存在形態(tài),而流經(jīng)村落型緩沖帶的入湖河流中硝態(tài)氮和銨態(tài)氮同為氮元素的主要存在形態(tài).總氮濃度、銨態(tài)氮濃度與緩沖帶類型均呈極顯著正相關(guān)關(guān)系,外源污染排入對(duì)流經(jīng)緩沖帶的入湖河流中氮元素總量及形態(tài)產(chǎn)生較大影響.流經(jīng)生態(tài)型緩沖帶入湖河流凈化效果最佳,總氮、硝態(tài)氮和銨態(tài)氮濃度削減率分別為60%、53%和61%.

湖泊緩沖帶;富營(yíng)養(yǎng)化;太湖流域;氮污染;入湖河流

湖泊緩沖帶是指高于湖泊、水庫(kù)等水體最高水位線以上的部分陸域地區(qū),具體范圍在不同的水體中會(huì)有所差異[1].湖泊緩沖帶是湖泊湖濱帶外圍的保護(hù)圈[2],健康完善的湖泊緩沖帶具有隔離和緩沖、攔截凈化低污染水、調(diào)節(jié)地表徑流、保護(hù)物種多樣性、固岸護(hù)坡作用、景觀功能和經(jīng)濟(jì)功能等多種功能[3].在1960s后期,美國(guó)首先提出緩沖帶的概念并加以運(yùn)用,指出將近岸區(qū)域的水體環(huán)境與人類活動(dòng)進(jìn)行有效隔絕的緩沖

區(qū)域即為緩沖帶[4].1980s中后期,湖泊緩沖帶研究已在美國(guó)、日本等國(guó)家得到較快發(fā)展,在確定河湖水體的緩沖帶寬度范圍、緩沖帶的植被種類及其凈化效益相關(guān)性、緩沖帶管理及功能等領(lǐng)域展開(kāi)深入的探究[5-9].如Hill等[10]研究指出,湖岸帶生態(tài)系統(tǒng)退化直接導(dǎo)致其蓄藏和攔截過(guò)濾功能的喪失是造成河流和湖泊富營(yíng)養(yǎng)化的一個(gè)重要原因;Lowrance等[11]研究表明,湖岸帶生態(tài)系統(tǒng)不僅可以有效吸收徑流水樣中攜帶的氮磷等污染物,還可以通過(guò)絡(luò)合、螯合作用削減地下水中的持久性污染物,同時(shí)吸附大量泥沙顆粒及其中的重金屬和有機(jī)污染物;Peterjohn等[12-14]研究發(fā)現(xiàn),湖泊緩沖帶可以起到減緩徑流速度、防止水流侵蝕、促進(jìn)泥沙沉積以及滯留并降解其中大量的氮磷營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的功能.一旦湖泊緩沖帶遭到破壞,對(duì)湖泊和入湖河流的影響十分巨大,所以對(duì)其開(kāi)展研究具有重要意義.

?國(guó)家水體污染控制與治理科技重大專項(xiàng)(2014ZX07510-001-01,2013ZX07101-014-04)資助.2015-10-15收稿;2016-03-15收修改稿.胡小貞(1975~),女,碩士,副研究員;E-mail:huxz@craes.org.cn.

太湖是蘇、浙、皖、滬等諸多大城市的重要的供水水源地和淡水資源來(lái)源地.近幾十年來(lái),隨著太湖流域人為活動(dòng)的日益加劇、經(jīng)濟(jì)發(fā)展及農(nóng)村建設(shè)使太湖緩沖帶的生態(tài)功能和結(jié)構(gòu)過(guò)程受到干擾和破壞.目前太湖緩沖帶土地利用類型中,農(nóng)田所占比重最高,農(nóng)田面源污染是太湖水體重要污染源之一;城鎮(zhèn)農(nóng)村、工交建設(shè)用地和水庫(kù)坑塘也帶來(lái)了較大污染[15].湖泊緩沖帶不但起不到應(yīng)有的凈化作用,由于緩沖帶的污染,其本身還成為污染產(chǎn)生的“源”,并加速了流經(jīng)緩沖帶的河流的污染.太湖外源氮污染中,農(nóng)業(yè)面源污染占的比重最大[16],其次是生活污水和養(yǎng)殖污水[17-19].朱廣偉[20]研究表明太湖水體總氮濃度在入湖河口區(qū)明顯高于其他湖區(qū),毛戰(zhàn)坡等[21]研究氮素在河流生態(tài)系統(tǒng)中的滯留作用,韓梅等[22]研究環(huán)太湖主要河流氮素組成特征及來(lái)源,表明溶解態(tài)無(wú)機(jī)氮是氮素的主要存在形式.本文通過(guò)研究太湖流域流經(jīng)不同土地利用現(xiàn)狀的緩沖帶河流水體氮沿程污染特征,剖析不同土地利用現(xiàn)狀緩沖帶對(duì)過(guò)境入湖河流水質(zhì)的影響,旨在為科學(xué)分析人為侵占對(duì)緩沖帶帶來(lái)的污染問(wèn)題,為有針對(duì)性地進(jìn)行緩沖帶污染控制和生態(tài)修復(fù)提供支撐.

1 研究區(qū)概況與研究方法

1.1 研究區(qū)概況

太湖(30°56′~31°54′N,119°54′~120°36′E)作為我國(guó)五大淡水湖之一,位于江蘇省南部,長(zhǎng)江三角洲的中部,全部水域在江蘇省境內(nèi),湖水南部與浙江省湖州市相連.流域面積36500 km2,湖泊面積2427.8 km2,實(shí)際水域面積2338 km2,南北長(zhǎng)68.5 km,東西平均寬34 km,湖岸線總長(zhǎng)405 km,平均水深2 m左右,總蓄水量為47.6×108m3.

根據(jù)“太湖緩沖帶生態(tài)建設(shè)研究”子課題組2010年的研究成果,按太湖緩沖帶內(nèi)土地利用現(xiàn)狀將太湖緩沖帶分為農(nóng)田型、村落型、養(yǎng)殖塘型、生態(tài)防護(hù)林型、景區(qū)型共5種類型[23],其中農(nóng)田型緩沖帶岸線長(zhǎng)121.75 km,占整個(gè)緩沖帶長(zhǎng)度的31.8%;村落型長(zhǎng)度99.6 km,占26.0%;養(yǎng)殖塘型長(zhǎng)67.43 km,占17.6%;生態(tài)防護(hù)林型長(zhǎng)60.87 km,占15.9%,景區(qū)型長(zhǎng)度33.1 km,占8.6%.研究結(jié)果顯示,農(nóng)田型、魚(yú)塘型、村落型緩沖帶是太湖緩沖帶現(xiàn)狀的主要類型,占太湖緩沖帶總長(zhǎng)度的75.6%.

1.2 研究方法

1.2.1 點(diǎn)位設(shè)置 在剖析太湖緩沖帶的生態(tài)環(huán)境結(jié)構(gòu)和功能特點(diǎn)后,依據(jù)緩沖帶的分類,選取4種類型緩沖帶典型區(qū)段,包括農(nóng)田型緩沖帶-廟瀆港,養(yǎng)殖塘型緩沖帶-林莊港,村落型緩沖帶-葛瀆港,生態(tài)型緩沖帶-廟港,分別在這4種類型的緩沖帶外上溯1 km、緩沖帶內(nèi)及緩沖帶入湖口區(qū)域布點(diǎn),于2011年9-12月進(jìn)行每月1次的采樣調(diào)查,以此分析太湖不同類型緩沖帶的污染現(xiàn)狀.采樣時(shí)用麥哲倫海王星型定位儀進(jìn)行導(dǎo)航定位.環(huán)太湖不同類型緩沖帶內(nèi)典型區(qū)段采樣點(diǎn)的編號(hào)、位置、所處區(qū)域及流經(jīng)的河流名稱如圖1所示.

1.2.2 樣品采集與分析 用玻璃采水器采集河流表層水樣,采集后迅速運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室低溫保存,樣品儲(chǔ)存在潔凈塑料采樣瓶里,當(dāng)天測(cè)定總氮(TN)、銨態(tài)氮和硝態(tài)氮濃度,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差在10%以內(nèi).

2 結(jié)果分析

2.1 流經(jīng)農(nóng)田型緩沖帶的河流水體氮污染特征分析

從水質(zhì)沿程變化來(lái)看,緩沖帶外、緩沖帶內(nèi)和入湖河口均為劣Ⅴ類水質(zhì).從氮及其不同形態(tài)沿程變化來(lái)看,流經(jīng)農(nóng)田型緩沖帶的河流TN月均值濃度沿程呈先降低后在入湖河口略微回升趨勢(shì),緩沖帶內(nèi)TN濃度較緩沖帶外明顯降低,二者間的降幅均值約42%;月均值濃度沿程由緩沖帶外到緩沖帶內(nèi)再到入湖

圖1 太湖不同類型緩沖帶入湖河流樣點(diǎn)布設(shè)Fig.1 Distribution of sampling sites in rivers flowing through different lake buffer zones

入湖河流水體中TN濃度9-12月的沿程變化趨勢(shì)與月均值一致,即緩沖帶外>入湖河口>緩沖帶內(nèi),其中10月份TN濃度均高于其它3個(gè)月份對(duì)應(yīng)區(qū)段,9月份各區(qū)段的TN濃度顯著低于其它3個(gè)月份對(duì)應(yīng)區(qū)段.濃度4個(gè)月的沿程變化趨勢(shì)與月均值基本一致,其中12月份各區(qū)段的濃度均高于其他3個(gè)月份的對(duì)應(yīng)區(qū)段,9月份各區(qū)段的濃度顯著低于其他3個(gè)月份的對(duì)應(yīng)區(qū)段.濃度4個(gè)月的沿程變化趨勢(shì)沒(méi)有明顯的規(guī)律性,9月份濃度較低,其他月份沿程變化幅度大,沒(méi)有明顯的規(guī)律性(圖2b~d).

2.2 流經(jīng)養(yǎng)殖塘型緩沖帶的河流水體氮污染特征分析

從水質(zhì)沿程變化來(lái)看,緩沖帶外、緩沖帶內(nèi)和入湖河口均為劣Ⅴ類水質(zhì).從氮及其不同形態(tài)沿程變化來(lái)看,進(jìn)入養(yǎng)殖塘型緩沖帶后TN、和濃度月均值變化不大,到接近入湖河口濃度顯著升高.從氮的不同形態(tài)來(lái)看,在本研究區(qū)段內(nèi)月均值濃度占TN月均值濃度的百分比范圍為41%~55%,均值為48%;而月均值濃度占TN月均值濃度的百分比范圍為6%~13%,均值為9%.是養(yǎng)殖塘型緩沖帶入湖河流中氮元素的主要存在形態(tài)(圖3a).

TN濃度在9月份和10月份的沿程變化趨勢(shì)與月均值略為不同,9月份TN濃度表現(xiàn)為緩沖帶外<緩沖帶內(nèi)<入湖河口,10月份TN濃度表現(xiàn)為緩沖帶外>緩沖帶內(nèi)>入湖河口,而其它兩個(gè)月份的沿程變化趨勢(shì)與月均值基本一致.濃度4個(gè)月的沿程變化趨勢(shì)與月均值大體一致,其中12月份濃度變動(dòng)幅度較大,各區(qū)段(除S4點(diǎn)位外)的濃度值均高于其他3個(gè)月份對(duì)應(yīng)區(qū)段;10月份濃度較低,各區(qū)段(除S4、S8點(diǎn)位外)的濃度低于其他3個(gè)月份對(duì)應(yīng)區(qū)段.4個(gè)月的緩沖帶內(nèi)濃度較緩沖帶外均有下降的趨勢(shì),其中12月份各區(qū)段(除S3點(diǎn)位外)的濃度均高于其他3個(gè)月份對(duì)應(yīng)區(qū)段,9、10月份的濃度較低(圖3b~d).

2.3 流經(jīng)村落型緩沖帶的河流水體氮污染特征分析

從水質(zhì)沿程變化來(lái)看,緩沖帶外、緩沖帶內(nèi)和入湖河口均為劣Ⅴ類水質(zhì).從氮及其不同形態(tài)沿程變化來(lái)看,進(jìn)入村落型緩沖帶后TN和月均值濃度變化不大,到G4點(diǎn)位開(kāi)始回升,TN月均值濃度上升趨勢(shì)明顯;月均值濃度從緩沖帶內(nèi)G5點(diǎn)位開(kāi)始大幅降低,到入湖河口回升.從氮的不同形態(tài)來(lái)看,緩沖帶內(nèi)月均值濃度占TN月均值濃度的百分比范圍為13%~55%,均值為26%;而緩沖帶內(nèi)月均

值濃度占TN月均值濃度的百分比范圍為17%~30%,均值為23%,可見(jiàn)和在村落型緩沖帶中所占地位相當(dāng)(圖4a).

圖2 流經(jīng)農(nóng)田型緩沖帶河流TN、-N和-N濃度沿程變化Fig.2 Changes of TN,-N and-N concentrations in rivers flowing through buffer zones of farmland type

圖3 流經(jīng)養(yǎng)殖塘型緩沖帶河流TN、-N和-N濃度沿程變化Fig.3 Changes of TN,-N and-N concentrations in rivers flowing through buffer zones of aquaculture ponds type

TN濃度在9、10月份的沿程變化趨勢(shì)與月均值略為不同,表現(xiàn)為緩沖帶外<緩沖帶內(nèi)<入湖河口,10月份各區(qū)段大部分點(diǎn)位的TN濃度高于其他3個(gè)月份對(duì)應(yīng)區(qū)段,11月份緩沖帶內(nèi)和入湖河口TN濃度低于其他3個(gè)月份對(duì)應(yīng)區(qū)段(除G6、G7點(diǎn)位外).濃度4個(gè)月的沿程變化趨勢(shì)與月均值大體一致,緩沖帶內(nèi)濃度降低趨勢(shì)明顯.緩沖帶內(nèi)濃度在9、10月份大于緩沖帶外,在11、12月份小于緩沖帶外濃度,10月份緩沖帶內(nèi)濃度較高,12月份緩沖帶內(nèi)濃度較低(圖4b~d).

圖4 流經(jīng)村落型緩沖帶河流TN、-N和-N濃度沿程變化Fig.4 Changes of TN,-N and-N concentrations in rivers flowing through buffer zones of villages type

2.4 流經(jīng)生態(tài)型緩沖帶的河流水體氮污染特征分析

從水質(zhì)沿程變化來(lái)看,緩沖帶外為劣Ⅴ類水質(zhì),緩沖帶內(nèi)水質(zhì)好轉(zhuǎn)為Ⅴ類,至入湖河口處水質(zhì)進(jìn)一步好轉(zhuǎn)為Ⅳ類.從氮及其不同形態(tài)沿程變化來(lái)看,流經(jīng)生態(tài)型緩沖帶的河流水體TN、和月均值濃度均沿程逐漸降低,總削減率分別為60%、53%和61%.從氮的不同形態(tài)來(lái)看,緩沖帶內(nèi)月均值濃度占TN月均值濃度的百分比范圍為46%~63%,均值為49%;而緩沖帶內(nèi)月均值濃度占TN月均值濃度的百分比范圍為16%~31%,均值為27%.是生態(tài)型緩沖帶中氮元素的主要存在形態(tài)(圖5a).

TN濃度4個(gè)月的沿程變化趨勢(shì)與月均值一致,不同月份間差異不明顯.濃度在9、10月份的沿程變化趨勢(shì)與月均值略為不同,緩沖帶外濃度小于緩沖帶內(nèi);11、12月份與月均值一致,即濃度由大到小依次為緩沖帶外>緩沖帶內(nèi)>入湖河口,其中12月份各區(qū)段大部分點(diǎn)位的濃度高于其他3個(gè)月份的對(duì)應(yīng)區(qū)段.4個(gè)月的濃度緩沖帶內(nèi)小于緩沖帶外,10月份緩沖帶內(nèi)濃度最高,12月份緩沖帶內(nèi)濃度最低(圖5b~d).

圖5 流經(jīng)生態(tài)型緩沖帶河流TN、-N和-N濃度沿程變化Fig.5 Changes of TN,-N and-N concentrations in rivers flowing through buffer zones of ecology type

3 討論

3.1 流經(jīng)不同類型緩沖帶入湖河流水體中氮元素時(shí)間變化特征

從氮形態(tài)來(lái)看,流經(jīng)4種類型緩沖帶入湖河流的典型區(qū)段中,TN、和濃度在9-12月份內(nèi)均有大幅變化且變化規(guī)律有所差異,TN濃度在10月份最高,11月份有所下降后在12月份又回升,流經(jīng)村落型緩沖帶的入湖河流中TN濃度最高(圖6).農(nóng)田型緩沖帶內(nèi)由于肥料氮元素的累積及植物的衰敗,流經(jīng)其入湖河流中濃度隨時(shí)間逐漸升高,流經(jīng)其他3種類型緩沖帶入湖河流濃度在9、10月份略有下降,在12月份大幅增長(zhǎng).流經(jīng)養(yǎng)殖塘型緩沖帶入湖河流濃度隨時(shí)間基本呈不斷升高趨勢(shì),流經(jīng)其他3種類型緩沖帶入湖河流濃度基本在10月份達(dá)到最高值,隨后不斷減小.流經(jīng)村落型緩沖帶入湖河流中由于有大量生活用水匯入,濃度最高.

9、10月份處于雨季,降雨量大,對(duì)N起到一定程度的稀釋作用[24],反硝化作用引起水體氮素?fù)p失[25],且植物生長(zhǎng)旺盛,有大量的N被吸收,從而導(dǎo)致入湖河流水體中N濃度降低;而11、12月份降雨量小,植物生長(zhǎng)基本停止,吸收N營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)能力大幅下降,反硝化作用減弱,同時(shí)植物休眠和腐解等現(xiàn)象使生長(zhǎng)季節(jié)吸收的N重新被釋放,從而導(dǎo)致水體中N濃度升高.養(yǎng)殖塘和村落均為雨季排水,養(yǎng)殖廢水和農(nóng)村生活污水含有大量N,通過(guò)滲流或徑流排入入湖河流,使9、10月份養(yǎng)殖塘型和村落型緩沖帶內(nèi)入湖河流的N較緩沖帶外大幅升高.

3.2 流經(jīng)不同類型緩沖帶的入湖河流水體中氮元素空間分布特征

度最低,各形態(tài)氮沿程不斷減小,凈化效果最佳(圖7).根據(jù)上述結(jié)果,農(nóng)田型緩沖帶入湖河流中TN由緩沖帶外進(jìn)入緩沖帶內(nèi)濃度不斷減小,到入湖河口處有輕微上升,該類型緩沖帶對(duì)氮污染具有一定的削減作用;養(yǎng)殖塘型、村落型緩沖帶入湖河流中總氮由緩沖帶外進(jìn)入緩沖帶內(nèi)濃度變化不大,到接近入湖河口時(shí)濃度顯著升高;流經(jīng)生態(tài)型緩沖帶入湖河流中各形態(tài)氮沿程不斷降低.

圖6 流經(jīng)4種類型緩沖帶入湖河流TN、-N和-N濃度時(shí)間變化Fig.6 Time variation of TN,-N and-N concentrations in rivers flowing through buffer zones of four types

圖7 流經(jīng)4種類型緩沖帶入湖河流TN、-N和-N濃度空間分布Fig.7 Spatial distribution of TN,-N and-N concentrations in rivers flowing through buffer zones of four types

農(nóng)田型緩沖帶主要污染來(lái)源于農(nóng)田的季節(jié)性施肥及植物腐敗,但調(diào)查時(shí)間不是農(nóng)田施肥季節(jié),且農(nóng)田植物對(duì)污染物具有削減作用.村落型緩沖帶所處區(qū)域周邊居民區(qū)較為集中,土地的開(kāi)發(fā)利用強(qiáng)度也比較大,加之污染物排放強(qiáng)度的增加,周邊區(qū)域土地的緩沖能力較差,使得流經(jīng)村落型緩沖帶入湖河流污染嚴(yán)重.養(yǎng)殖塘型緩沖帶是以魚(yú)塘、蟹塘以及自然形成的小型坑塘為主,本次調(diào)查的林莊港途經(jīng)丁蜀鎮(zhèn)湯莊村的水產(chǎn)自然村,當(dāng)?shù)鼐用耩B(yǎng)殖塘內(nèi)的蟹塘出水和魚(yú)塘出水處理后用作周?chē)r(nóng)田或林地的灌溉用水,最后流入河流內(nèi),引起緩沖區(qū)內(nèi)河流水質(zhì)的變化.村落型和養(yǎng)殖塘型緩沖帶入湖河口處水質(zhì)均達(dá)到劣Ⅴ類,甚至高于緩沖帶外的水質(zhì),原因是入湖河流進(jìn)入湖泊前,入湖河口與大湖體閘門(mén)封閉,緩沖帶排入入湖河流中污染物在此

累積,湖泊河口污染較嚴(yán)重,溶解氧含量低,影響硝化和反硝化作用的進(jìn)行[26],導(dǎo)致入湖河口的水質(zhì)變差.

3.3 不同類型緩沖帶入湖河流中氮元素相關(guān)性分析

河流水體中氮素的輸出方式一是通過(guò)常規(guī)反硝化或厭氧氨氧化作用生成氮?dú)鈴乃w去除,二是通過(guò)吸附或沉積作用固定下來(lái)[27].TN、濃度與緩沖帶類型均呈極顯著正相關(guān)(P<0.01),表明緩沖帶外源污染排入對(duì)流經(jīng)緩沖帶的入湖河流中氮元素總量及形態(tài)產(chǎn)生很大影響(表1).農(nóng)田型緩沖帶氮污染源主要為施肥、牲畜禽糞便和植物腐解,化肥的過(guò)量使用是農(nóng)業(yè)營(yíng)養(yǎng)鹽產(chǎn)生量增加以及農(nóng)業(yè)面源污染最直接的原因;養(yǎng)殖塘型緩沖帶氮污染源為養(yǎng)殖塘階段清塘排水;村落型緩沖帶氮污染源主要為生活污水和生活垃圾,濃度所占比重較其他類型緩沖帶高.濃度與緩沖帶類型沒(méi)有明顯相關(guān)關(guān)系,可能是由于在每種緩沖帶氮污染中均占較大比重.

TN濃度與水環(huán)境因素沒(méi)有明顯的相關(guān)性,說(shuō)明水環(huán)境因素主要對(duì)氮形態(tài)產(chǎn)生影響.濃度與濃度一方面取決于外源排入量,另一方面也取決于水體內(nèi)氨化反應(yīng)、硝化反應(yīng)以及反硝化反應(yīng).濃度與DO濃度呈極顯著正相關(guān)(R2=0.328,P<0.01),濃度與DO濃度呈顯著負(fù)相關(guān)(R2= 0.284,P<0.05),與硝化反應(yīng)、反硝化反應(yīng)機(jī)理一致.

表1 流經(jīng)不同類型緩沖帶入湖河流中氮元素相關(guān)性分析Tab.1 Correlation analysis of nitrogen in rivers flowing through lake buffer zones

4 結(jié)論

1)流經(jīng)農(nóng)田型緩沖帶的入湖河流中TN濃度由緩沖帶外進(jìn)入緩沖帶內(nèi)不斷減小,到入湖河口處有輕微上升;流經(jīng)養(yǎng)殖塘型、村落型緩沖帶入湖河流中TN濃度由緩沖帶外進(jìn)入緩沖帶內(nèi)變化不大,到接近入湖河口時(shí)濃度顯著升高;流經(jīng)生態(tài)型緩沖帶入湖河流中各氮元素形態(tài)沿程不斷降低.

2)在流經(jīng)4種類型湖泊緩沖帶入湖河流中,流經(jīng)農(nóng)田型、養(yǎng)殖塘型和生態(tài)型緩沖帶入湖河流以為氮元素的主要存在形態(tài),分別占TN濃度的56%、48%和49%,遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于濃度;而流經(jīng)村落型緩沖帶入湖河流和分別占TN濃度的26%和23%,兩者同為氮元素的主要存在形態(tài).

4)根據(jù)流經(jīng)4種類型湖泊緩沖帶的入湖河流水質(zhì)判斷,流經(jīng)生態(tài)型緩沖帶入湖河流凈化效果最佳,水質(zhì)由劣Ⅴ類好轉(zhuǎn)為Ⅳ類,其TN、和濃度總削減率分別為60%、53%和61%.

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Charactistics of nitrogen pollution of rivers flowing through different lake buffer strips in autumn/winter,Taihu Basin

HU Xiaozhen,GENG Rongmei,XU Qiujin,JIANG Lijia&LIN Nana
(Lake Engineering Research Centre,Chinese Research Academy of Environmental Sciences,Beijing 100012,P.R.China)

In order to study the nitrogen pollution characteristics in rivers flowing through different lake buffer zones,thirty-two sites of four rivers flowing through the buffer zones of Lake Taihu were sampled and analyzed continuously from September to December in 2011.The results showed that total nitrogen(TN)reduced from outside to inside the buffer zones in rivers flowing through types of farmland,while appeared slight increase at lake estuary.As far as both the river flowing through the pond type buffer zone and the river through the village type buffer,the TN concentrations had nearly no change along the flow direction from outside of buffer zone to the inside of buffer zone,except a significant increase in the lake estuary area.However,the concentrations of all kinds of nitrogen along the river in the lake which flows through the ecological type buffer was reduced gradually.Among rivers flowing through buffer strips of four different types,nitrate nitrogenwas the dominant form of nitrogen element in types of farmland,aquaculture ponds and ecological,whileand ammonium nitrogenwere both the dominant forms of nitrogen element in type of village zone.Both TN andshowed significant positive correlation with the types of buffer zone.Pollution from these buffer zones discharged into rivers had a significant impact on the total amount and form of nitrogen.The ecological-type buffer zone has the best purification ability,with TN,andconcentration reduction rates were 60%, 53%and 61%,respectively.

Lake buffer zones;type division;eutrophication;Taihu Basin;nitrogen pollution;inflow rivers

J.Lake Sci.(湖泊科學(xué)),2016,28(6):1194-1203

DOI 10.18307/2016.0605

?2016 by Journal of Lake Sciences

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