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太湖竺山湾缓冲带内湿地表层沉积物氮、磷和有机质的分布特征及评价*

更新时间:2009-03-28

太湖是中国第三大淡水湖[1],太湖流域是全国人口最稠密、经济最发达和城市化程度最高的地区之一,同时还是我国典型的水网地区。对于太湖环境的治理是目前的热点研究问题。由于经济的快速发展、人类不当的生产活动等原因,太湖流域富营养化、生态破坏以及水质恶化等环境问题不断出现,湖区生态环境的压力越来越大[2-5]。湖泊缓冲带是保护和隔离湖泊生境,使湖泊免受破坏、干扰和污染的缓冲空间。竺山湾是太湖水质恶化最严重的区域之一[6]。竺山湾湖泊缓冲带内分布有大小不同、类型各异的湿地。湿地水体中的污染物会在沉积物中富集,而在一定的水流扰动作用下沉积物会发生再悬浮[7],碳、氮、磷等营养元素又会进入湖泊中,对水体富营养化产生影响[8-9]。因此,研究竺山湾缓冲带内湿地表层沉积物中总氮(TN)、总磷(TP)和有机质(OM)的分布特征并进行污染评价对控制太湖水体富营养化和生态系统健康有重要意义。

苏轼正是怀着这样的民本思想步入政坛,并在为官为政时充分地表达出民为邦本的政治主张。不论是初入官场任职凤翔时的为民祈雨,还是春风得意入主杭州时的修浚西湖,及至贬黜黄州、惠州、儋州的感叹民生,三起三落、宦海沉浮,苏轼终其一生坚守和实践着以民为本的政治理想。

1 材料与方法

1.1 采样点的布设与样品采集

于2015年6月进行太湖北部竺山湾缓冲带内典型湿地沉积物污染情况调查,调查区域位于江苏省宜兴市周铁镇内,调查总面积约4.3 km2,采样点分布如图1所示。

使用彼得逊采泥器采集0~10 cm的表层沉积物,每个采样点采集3次,现场混匀后装入自封袋内,带回实验室分析。

  

图1 采样点分布Fig.1 Sampling points distribution

1.2 样品处理与分析

冷冻干燥后去除贝壳、杂草、石块等杂物,经玛瑙研钵研磨处理后过100目尼龙筛,分装于塑料袋中密封,备用。

TN采用半微量凯氏定氮法测定,TP采用SMT法测定,OM采用重铬酸钾容量法测定[10]

1.3 评价方法

随着冬季的临近和室外气温的下降,必须确保农场生物安全,不会受到保护家禽和牲畜免受禽流感(AI)、非洲猪瘟(ASF)等致病微生物侵害的消毒剂的影响。并非所有消毒剂在严冬都能很好地发挥作用,但是德国朗盛集团能为畜牧生产商和养殖户提供实现上述目标的两种选择——卫可S和卫可LSP。

 

(1)

 

(2)

式中: S为TN或TP的评价指数;C为TN或TP的实测值,mg/g;CS为TN或TP的评价标准,取值参考文献[12];FFmax分别为TN或TP评价指数的平均值和最大值;FF为综合污染指数。

用OM与TN的比值表征沉积物中的C/N,结果如图5所示。竺山湾缓冲带内湿地表层沉积物中C/N为0.10~0.60,平均值为0.21。一般地,C/N为14.0~23.0时OM主要来源于高等植物分解;5.0~14.0时主要来源于浮游动植物分解;小于5.0时主要来源于水生生物分解。竺山湾缓冲带内湿地表层沉积物的C/N皆小于5.0,可以推断其来源为水生生物的分解。

 

1 沉积物污染程度分级Table 1 Pollution levels of sediments

  

等级划分FF评价1FF<1.0清洁21.0≤FF≤1.5轻度污染31.52.0重度污染

2 结果与讨论

2.1 TN分布特征

竺山湾缓冲带内湿地表层沉积物中TN含量高于白洋淀湿地、松花江河滨湿地、北部湾北部滨海湿地,低于三垟湿地、东太湖湖滨湿地、扎龙湿地、宁夏灌区湿地和泉州湾海岸湿地。竺山湾缓冲带内湿地沉积物中TP含量与扎龙湿地最为接近,高于松花江河滨湿地和北部湾北部滨海湿地,低于三垟湿地、白洋淀湿地、宁夏灌区湿地。竺山湾缓冲带内湿地沉积物中OM含量与其他湿地相比偏高,C/N明显高于其他湿地。由此说明,竺山湾缓冲带内湿地与国内其他湿地相比,TN和TP处于中等水平,OM处于较高水平,因此有机污染应引起重视。

由图3可见,竺山湾缓冲带内湿地表层沉积物中TP的质量浓度为0.195~0.771 mg/g,平均值为0.438 mg/g,空间分布差异也很明显。沉积物中TP最高的点位为1#,质量浓度为0.771 mg/g;次高的点位为4#,质量浓度为0.650 mg/g;最低的点位为5#,质量浓度为0.195 mg/g。相关性分析表明,TP与TN的决定系数(R2)为0.386,说明两者的来源不同。

  

图2 竺山湾缓冲带内湿地表层沉积物中TN分布Fig.2 TN distribution of surface sediments in wetlands of Zhuanshan Bay buffer zone

2.2 TP分布特征

3.8.2 腹痛程度评价方法 主要包括以下几种 :(1)面 部 表 情 量 表 法(WBS/FPS)9项(64.29%);(2)采用视觉模拟评分量表(VAS)4项(28.57%);(3)疼痛数字评分法(NRS‐11)1项(7.14%)。使用VAS评分者,最低入组年龄为5岁,纳入4岁患儿的研究均采用WBS/FPS。腹痛的评价,多使用受试者日志卡,每周评价1次,直至治疗结束或随访终点。有2项研究定义腹痛程度治疗应答为WBS评分至少降低两个等级。

  

图3 竺山湾缓冲带内湿地表层沉积物中TP分布Fig.3 TP distribution of surface sediments in wetlands of Zhuanshan Bay buffer zone

2.3 OM分布特征

湿地表层沉积物中TN、TP和OM含量可以直接反应湿地污染状况,查阅文献,将竺山湾缓冲带内湿地与国内其他湿地进行对比,结果见表2。

TN与OM的R2=0.940,说明沉积物中TN和OM具有很高的同源性,这是因为碳、氮在生物体内含量比较恒定,主要来源于内源的生物体分解。而TP与OM的R2=0.179,表明TP与TN、OM的来源不同。已有研究表明,外源输入是无机磷的重要来源[15]

  

图4 竺山湾缓冲带内湿地表层沉积物中OM分布Fig.4 OM distribution of surface sediments in wetlands of Zhuanshan Bay buffer zone

2.4 表层沉积物中碳氮比(C/N)

③四部27点规律具体如下:一部4点,指枕部4点,左右枕大、枕小。二部7点,指颈部棘突压痛7点。C1棘突压痛指枕骨下缘与C2棘突之间的凹陷处,即C1棘突遗迹。三步14点,指颈部两侧关节突关节压痛,每侧7点,共14点。四部2点,即锁骨上窝臂丛神经按压痛,按压时应左右对照。

综合污染指数评价法综合考虑了TN、TP的污染程度,对沉积物污染程度进行评价[11],评价标准见表1,计算公式如下:

  

图5 竺山湾缓冲带内湿地表层沉积物中C/N分布Fig.5 C/N distribution of surface sediments in wetlands of Zhuanshan Bay buffer zone

2.5 与其他湿地沉积物比较

OM对营养元素在沉积物中的迁移、转化等地球化学行为起着重要作用[13]。研究表明,沉积物中OM在矿化过程中会释放出碳、氮、磷等营养元素,导致水体富营养化[14]。竺山湾缓冲带内湿地表层沉积物中OM空间分布见图4。OM质量分数为1.16%~6.07%,平均值为2.98%,空间分布特征明显。

由图2可见,竺山湾缓冲带内湿地表层沉积物中TN的质量浓度为0.41~3.07 mg/g,平均值为1.42 mg/g,空间分布差异显著。沉积物中TN最高值(3.07 mg/g)出现在1#点位,该点位为支浜型湿地,内源污染比较严重。沉积物中TN次高值为2.25 mg/g,出现在10#点位,该点位为废弃养殖型鱼塘,大量养殖残渣淤积在鱼塘底部导致营养盐浓度较高。沉积物中TN最低值(0.41 mg/g)出现在5#点位,该点位为独立的水塘,外源污染物输入较少,营养盐含量较低。

2.6 评价结果

太湖竺山湾缓冲带内湿地表层沉积物污染评价结果见表3,综合污染指数为0.58~3.94,平均值为1.36。除5#点位与8#点位处于清洁水平外,有超过一半的点位处于中度和重度污染水平。因此,竺山湾缓冲带内湿地与国内其他湿地相比,TN和TP处于中等水平,但是其综合污染指数评价结果仍然比较严重,不容忽视。太湖竺山湾缓冲带内湿地表层沉积物氮、磷污染一方面可能与湿地本身植物生长杂乱,缺乏管理有关;另一方面也和湿地西南部工业园区以及周边农田面源污染等有关。

在临床上可表现为典型进展、快速进展和长期缓慢进展三种转归。影响HIV感染临床转归的主要因素有病毒、宿主免疫和遗传背景等。需要注意的是,我国男男性行为感染HIV者病情进展较快,感染后多数在4~5年进展到艾滋病期[7]。

 

2 竺山湾缓冲带内湿地与其他湿地比较Table 2 Comparison of wetlands of Zhuanshan Bay buffer zone and other wetlands

  

湿地名称TN/(mg·g-1)TP/ (mg·g-1)OM/%C/N来源竺山湾缓冲带内湿地1.420.442.980.21本研究太湖湖滨带湿地0.46^5.210.13^1.391.42^9.96文献[16]三垟湿地2.53.8文献[17]白洋淀湿地1.180.671.630.14文献[18]松花江河滨湿地1.160.27文献[19]东太湖湖滨湿地1.81.40.08文献[20]北部湾北部滨海湿地0.370.230.450.12文献[21]扎龙湿地1.960.402.10.11文献[22]宁夏灌区湿地2.090.843.220.15文献[23]泉州湾海岸湿地1.636^2.6000.130^1.3900.94^2.06文献[24]

 

3 竺山湾缓冲带内湿地表层沉积物综合污染指数评价结果Table 3 Comprehensive pollution index assessment results of surface sediments in wetlands of Zhuanshan Bay buffer zone

  

项目FF等级1#3.9442#2.6043#2.6044#1.2925#0.5816#1.9037#2.5148#0.6319#1.11210#2.75411#1.032平均值1.362

3 结 论

(1) 竺山湾缓冲带内湿地表层沉积物中TN质量浓度为0.41~3.07 mg/g,平均值为1.42 mg/g;TP质量浓度为0.195~0.771 mg/g,平均值为0.438 mg/g;OM质量分数为1.16%~6.07%,平均值为2.98%。

(2) TN 与OM具有同源性,而TP来源不同。竺山湾缓冲带内湿地表层沉积物中的OM主要来源于水生生物的分解。

(3) 与国内其他湿地相比,竺山湾缓冲带内湿地表层沉积物中TN和TP处于中等水平,OM处于较高水平。但是对TN和TP的综合污染指数评价发现,超过一半的点位处于中度和重度污染水平。

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魏伟伟,叶春,李春华
《环境污染与防治》 2018年第05期
《环境污染与防治》2018年第05期文献

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