富营养化水体低温期水

摘要：随着气候变暖和面源污染的加剧，我国的水体富营养化问题呈现明显的北移趋势，而目前对富营养化水体的防治研究主要集中在温度较高的水华爆发期，而对低温期富营养化水体的研究相对较少。因此本文选取中国东北的长春市内某封闭水体为研究对象，分析了低温期水质特征。结果表明，水体的pH变化范围在7.47～8.62之间，呈中性偏碱性；溶解氧变化范围在4.95～16.92之间，春秋两季略高于冬季；总氮含量在0.661-2.129毫克/升之间，总磷含量在0.044～0.158毫克/升之间，水体中的总氮和总磷在冰封期含量较低；COD的变化介于20.79～39.19毫克/升之间。相关性分析表明，南湖水体的水温和DO呈正相关，DO和pH呈正相关。以上结果说明低温期水体中的营养物质含量也很大，可能对水华爆发提供了营养物质的积累，其导致的水环境污染问题不应忽视。

关键词：富营养化，水质指标，低温水体

中图分类号：：X52 文献标识码： A 文章编号： 1674-0432（2014）-02-24-2

1 材料与方法

1.1 采样点的选择

本文选取的典型低温期富营养化水体，农大青湖，位于长春市东南部的一个小型天然内陆湖泊，污染源主要为生活污水和畜禽粪便。

1.2 样品的采集

于2011年10月～2012年6月的每月中旬。长期定点连续取样的方法，用宽口的塑料桶采集距岸边一米湖下0.2米处水体。结冰时则破冰钻孔采集，抽取的水为冰-水界面水。1.3 测定分析方法

测定常规水质指标，包括水温、pH值、DO、总磷、总氮、COD。总氮的测定为过硫酸钾氧化-紫外分光光度法、总磷为钼锑抗分光光度法、COD为重铬酸钾法[1]。

2 结果与讨论

2.1 农大青湖水质指标的分析

图1 农大青湖温度、pH值和DO的季节性变化

2.1.1 温度、pH值、DO变化规律 冬季水温变化范围在0℃～17.2℃之间，pH范围在7.54～8.42之间，溶解氧含量4.97毫克/升～16.92 毫克/升 之间。12月和1月水温达到最低值0℃，溶解氧含量分别为5.73毫克/升和4.97毫克/升，N、P的含量也处在最低值，化学反应的速率较低，营养元素的释放量较小；春秋两季随着降水和农田径流的影响，营养盐释放量较大，补充了水生植物所需的营养物质，藻类大量繁殖，释放氧气，DO含量上升。农大青湖的温度，pH和DO的季节性变化规律如图1所示。

2.1.2 总氮、总磷和COD变化规律 农大青湖属于周边有少量农田和村落，也是小部分野生禽类的栖息地，N、P的主要来源为农田径流、上游生活污水的排放和畜禽粪便的污染。氮含量在10月份和6月份出现最高值，磷的季节性变化不明显，磷元素的累积主要来自生活污水的排放。农大青湖的总磷，总氮，COD的季节性变化规律如图2所示。

图2 农大青湖总氮、总磷和COD的季节性变化

2.2 相关性分析

2.2.1 温度与pH值相关行性析 图3为农大青湖10月至6月的水温和pH的线性回归，其中y=0.046x+7.665，R2=0.7955，呈正相关性。其中，DO主要来源于藻类的光合作用，由于光合作用产生的氧气量远远大于呼吸作用所需要的氧气量。所以在春秋季节，藻类光合作用增强，释放氧气，导致水中DO含量偏高。冬季光合作用减弱，呼吸作用消耗水体内的氧气，DO含量降低。

2.2.2 溶解氧与pH值相关性分析 图4为南湖10月至6月的DO和pH的回归曲线，其中y =0.069x+7.291，

R2=0.7289，呈正相关性。藻类的光合作用是把水中的CO2转化为有机物，由于在地面水pH范围内，碳酸盐体系中的碳主要以HCO3-形式存在，因此，在富营养化的地面水中，HCO3-浓度的大小决定了藻类的生长转化数量，影响着地面水的pH变化。

3 结论

（1）水质指标呈现季节性变化，冬季pH值最低，随着温度的升高，水质呈偏碱性，夏季水中溶解氧略高于冬季，总氮在冰封期含量最低，COD在夏季出现最高值。

（2）南湖的水温和DO，相关系数R2=0.6201，呈正相关；DO和pH相关系数R2=0.6095，呈正相关。

（3）水体中N、P含量过高，易产生较多的微生物，微生物分解有机物会又会产生较多的氮，增加水体中总氮含量，而且某些微生物可以加速底泥内源磷释放，水体中较高的氮磷含量也给微生物提供了生长所必需的营养物，从而加重了富营养化的程度。

参考文献

[1] 李明堂，郝林琳，刘梦洋，赵兰坡.反硝化耐冷菌Acinetobacter johnonii DBP-3的低温除磷特性[J]. 环境科学学报，2012（07）.

[2] 李明堂，郝林琳，崔俊涛，曹国军，徐镜波.好氧氯苯降解菌的分离鉴定[J].微生物学报，2010（05）.

[3] 黄继国，傅鑫廷，王雪松，刘宁，杜春山，刘大为.湖水冰封期营养盐及浮游植物的分布特征[J].环境科学学报，2009（08）.

作者简介：杨旭，吉林农业大学环境工程专业2010级硕士研究生，研究方向：环境污染控制与修复；张晓南，吉林省经济管理干部学院，副研究馆员。