连云港徐圩新区河湖底泥的理化特征及其氮磷污染程度评价.pdf
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1、第4 9卷 第4期2 0 2 3年1 2月延 边 大 学 学 报(自然科学版)J o u r n a l o f Y a n b i a n U n i v e r s i t y(N a t u r a l S c i e n c e E d i t i o n)V o l.4 9 N o.4D e c.2 0 2 3收稿日期:2 0 2 3 0 9 1 9基金项目:江苏大学横向课题(HX 2 0 2 3 0 2 2 0);江苏大学高级人才基金(2 0 J D G 0 6 7)第一作者:林洪军(1 9 8 8),男,硕士,工程师,研究方向为环境生态学.通信作者:程铮(1 9 8 9),男,硕
2、士,工程师,研究方向为水生生物多样性.文章编号:1 0 0 4-4 3 5 3(2 0 2 3)0 4-0 3 6 6-0 6连云港徐圩新区河湖底泥的理化特征及其氮磷污染程度评价林洪军1,郑小军2,胡志远3,王贝贝1,张肖城1,程铮1(1.江苏香河农业开发有限公司,江苏 连云港 2 2 2 0 4 8;2.江苏大学 环境与安全工程学院,江苏 镇江 2 1 2 0 1 3;3.苏州先进分子诊断有限公司,江苏 苏州 2 1 5 1 2 7)摘要:为探究连云港徐圩新区内河湖底泥的环境状况,对区域内河湖底泥的p H值、硝态氮(NO-3-N)、氨氮(NH3-N)、总氮(T N)、总磷(T P)5个理化指
3、标进行了测定和分析,并利用地质累积指数法(Ig e o)对底泥的氮磷污染程度进行了评估.结果表明:研究区河湖底泥的p H值在7.98.7范围内,其NO-3-N、NH3-N、T N和T P的含量范围分别为0.3 25.0 3m g/k g、1.7 32 4.6 8m g/k g、0.1 5 20.4 3 7g/k g、0.4 91.1 6g/k g,其中NO-3-N、NH3-N和T P的变异系数相对较高;研究区内河湖底泥中的T N和T P的Ig e o平均值分别为1.9 7和2.3 0,表明研究区内的河湖分别处于偏中度污染和中度污染的状态.该研究成果可为治理和保护徐圩新区内的河湖生态提供参考.关
4、键词:连云港徐圩新区;底泥;地质累积指数;p H值;硝态氮;氨氮;总氮;总磷中图分类号:X 5 3 文献标志码:AP h y s i c a l a n d c h e m i c a l c h a r a c t e r i s t i c s o f r i v e r a n d l a k e s e d i m e n t a n d e v a l u a t i o n o f n i t r o g e n a n d p h o s p h o r u s p o l l u t i o n i n X u w e i N e w D i s t r i c t o f L
5、 i a n y u n g a n g C i t yL I N H o n g j u n1,Z H E N G X i a o j u n2,HU Z h i y u a n3,W A N G B e i b e i1,Z HA N G X i a o c h e n g 1,C H E N G Z h e n g1(1.J i a n g s u X i a n g h e A g r i c u l t u r a l D e v e l o p m e n t C o.L t d.,L i a n y u n g a n g 2 2 2 0 4 8,C h i n a;2.S c
6、h o o l o f t h e E n v i r o n m e n t a n d S a f e t y E n g i n e e r i n g,J i a n g s u U n i v e r s i t y,Z h e n j i a n g 2 1 2 0 1 3,C h i n a;3.S u z h o u A d v a n c e d M o l e c u l a r D i a g n o s t i c T e c h n o l o g y C o.L t d.,S u z h o u 2 1 5 1 2 7,C h i n a)A b s t r a c
7、 t:I n o r d e r t o u n d e r s t a n d t h e s t a t u s o f s e d i m e n t e n v i r o n m e n t i n X u w e i N e w D i s t r i c t o f L i a n y u n g a n g C i t y,w e a n a l y z e d t h e f i v e p h y s i c a l a n d c h e m i c a l i n d e x c h a r a c t e r i s t i c s o f s e d i m e n
8、 t o f r i v e r s a n d l a k e s,i n c l u d i n g p H v a l u e,n i t r a t e n i t r o g e n(NO-3-N),a mm o n i a n i t r o g e n(NH3-N),t o t a l n i t r o g e n(TN),t o t a l p h o s p h o r u s(T P),a n d u s e d t h e g e o a c c u m u l a t i o n i n d e x(Ig e o)t o e v a l u a t e t h e p
9、 o l l u t i o n d e g r e e o f n i t r o g e n a n d p h o s p h o r u s i n s e d i m e n t.O u r r e s u l t s h o w t h a t t h e p H v a l u e i s i n t h e r a n g e o f 7.9-8.7,a n d NO-3-N,NH3-N,T N,T P i n s e d i m e n t o f r i v e r s a n d l a k e s a r e 0.3 2-5.0 3 m g/k g,1.7 3-2 4.
10、6 8 m g/k g,0.1 5 2-0.4 3 7 g/k g,0.4 9-1.1 6 g/k g,r e s p e c t i v e l y.P a r t i c u l a r l y,t h e c o e f f i c i e n t o f v a r i a t i o n o f NO-3-N,NH3-N,T P i s r e l a t i v e l y h i g h;t h e Ig e o a v e r a g e v a l u e o f TN a n d T P a r e 1.9 7 a n d 2.3 0,r e s p e c t i v e
11、 l y,i n d i c a t i n g a n e a r m o d e r a t e l y p o l l u t e d s t a t e a n d m o d e r a t e l y p o l l u t e d s t a t e i n s e d i m e n t o f r i v e r s a n d l a k e s.O u r r e s e a r c h c a n p r o v i d e r e f e r e n c e s f o r t h e m a n a g e-m e n t a n d p r o t e c t i
12、 o n o f t h e e c o l o g y o f r i v e r s a n d l a k e s i n t h e s t u d y a r e a.第4期林洪军,等:连云港徐圩新区河湖底泥的理化特征及其氮磷污染程度评价K e y w o r d s:X u w e i N e w D i s t r i c t o f L i a n y u n g a n g C i t y;s e d i m e n t;g e o a c c u m u l a t i o n i n d e x;p H v a l u e;n i t r a t e n i t r o
13、g e n;a mm o n i a n i t r o g e n;t o t a l n i t r o g e n;t o t a l p h o s p h o r u s 底泥不仅是水生生物赖以生存的基本环境要素,而且还是水生生态系统物质能量循环的重要组成环节.研究表明,底泥中各项污染物的含量不仅能够反应水体污染物随空间和时间的变化情况,而且还能够反应水体受污染的程度1-2;因此,对河湖底泥中的成分进行监测和评价,对保护河湖生态和强化河湖的管理具有重要意义.徐圩新区作为连云港市的高新工业区,近年来因其内的河湖受到面源污染、盐胁迫、泥沙淤积、外来生物入侵等因素的影响较大,使得其底泥的生
14、态系统受到较大冲击3-5;因此,研究新区河湖底泥的环境空间特征以及分析其主要影响因素,对保护该区域的水生生态系统和维护经济可持续发展具有重要的战略意义.近些年,一些学者利用数学模型对河湖底泥中的多种污染物进行了研究6-9,但相关研究大多针对的是底泥中的单一成分,而对不同生态系统类型中的底泥的理化特征及其污染程度研究得较少.基于此,本研究以徐圩新区内9条河流和6个湖泊为研究对象,通过测定其底泥的p H值以及硝态氮(NO-3-N)、氨氮(NH3-N)、总氮(T N)、总磷(T P)的含量,综合评估该区域内河湖底泥的环境现状,以为治理和保护该区域河湖的生态提供参考.1 数据与方法1.1 研究区域与采
15、样点徐圩 新 区(1 1 8 2 4 1 1 9 6 8 E,3 3 5 9 3 5 0 7 N)位于江苏省连云港市东南部.本研究选取的河湖包括复堆河、烧香河、驳盐河、中心河、方洋河、纳潮河、西港河、深港河、南复堆河9条河流,以及云湖、东香湖、香河湖、张圩湖、陬山湖、徐圩湖6个湖泊,并共设置了2 8个采样点(具体采样点如图1所示).1.2 样品采集与分析根据研究区内河湖生境特征和水文特征,本文选取河湖底泥的p H值、NO-3-N、NH3-N、T N、T P 5个理化指标进行调查和评估,样品的采集时间为2 0 2 3年3月1 9日2 0日.采集样品时,首先去除采集点的表层枯枝落叶和腐殖质层,然后
16、按照H J/T 1 6 62 0 0 4标准分别取1 03 0c m深度的沉积样品(每个样品重量为1.0k g).采样采用 1/1 6m2改良型彼得逊采泥器(P e t e r s o n d r e d g e r).图1 河湖底泥采集点的位置图1.3 理化指标检测的方法、仪器和试剂K C l溶液的质量浓度为1.0g/L,坛墨质检科技股份有限公司生产;硝酸、高氯酸和氢氟酸的质量浓度均1.0g/L,国药集团化学试剂有限公司生产;H2S O4的质量浓度为1.0g/L,坛墨质检科技股份有限公司生产.使用F E 2 8-S T AN D A R D型p H计测定p H值;按照中华人民共和国国家环境保
17、护标准(H J 6 3 42 0 1 2 土壤 氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮的测定 氯化钾溶液提取分光光度法),利用K C l溶液提取 分光光度法测试NO-3-N和NH3-N;按 照中华人民共和国城镇建设行业标准(C J/T 2 2 12 0 0 5 城市污水处理厂污泥检验方法),利用H2S O4消解 分光光度法测定T N;按照中华人民共和国国家环境保护标准(H J 6 3 22 0 1 1 土壤 总磷的测定 碱熔钼锑抗分光光度法),利用硝酸、高氯酸和氢氟酸消解钼锑抗比色法测定T P(消解时间为4 8m i n);使用哈希/D R 6 0 0 0型紫外分光光度计测定吸光度.1.4 地质累积指数采
18、用地质累积指数(Ig e o)评估河湖底泥中氮磷的污染程度1 0.Ig e o的计算公式为:Ig e o=l o g2 Ci/(KBi).式中Ig e o为地质累积指数;Ci为实测底泥中化学元素i的质量分数;Bi为元素i的地球化学背景763延边大学学报(自然科学版)第4 9卷 值(%)1 1(所测的元素采用的是我国工业化前沉积物中的化学元素1 2,Bi背景值选取各省、自治区、直辖市的土壤氮磷含量1 3);K为表征岩石地质、成岩作用等影响背景值变化的系数(依据本文测试底泥的结果和文献报道的数据,本文取该系数值为1.5)1 4.采用Mu l l e r分级标准对Ig e o的计算结果进行分级和评价
19、1 5-1 6.2 结果与分析2.1 p H值及其空间分布特征p H值是衡量河湖底泥酸碱度的重要指标.水体中底泥的p H值主要与水体中C O2和H C O-3的含量密切相关.由图2可以看出,各河湖底泥样品的p H值在7.9 08.6 6范围内,平均值为8.3 7.其中,1 3个河流底泥样品的p H值在7.9 08.4 9范围内,1 5个湖泊底泥样品的p H值在8.0 28.6 6范围内,p H值最低的样品采集点位于烧香河7号,p H值最高的样品采集点位于云湖2 3号.这表明,该研究区内河湖之间的酸碱性差异较小.2.2 氮磷含量及其空间分布特征表1和图3给出的是研究区内的河湖底泥中的氮磷含量.由
20、表1可知:研究区内的河湖底泥中的NO-3-N和 NH3-N的含量范围分别为0.3 25.0 3m g/k g和1.7 32 4.6 8m g/k g,平均值分别为1.1 8m g/k g和6.8 7m g/k g.其中,河流底泥中的NO-3-N和NH3-N的平均含量分别为1.0 1m g/k g和5.4 2m g/k g,湖泊底泥中的NO-3-N和NH3-N的平均含量分别为1.3 3m g/k g和8.1 4m g/k g.研究区内的河湖底泥中的T N和T P的含量分别为0.1 5 20.4 3 7g/k g和0.4 91.1 6g/k g,平均值分别为0.2 5 0g/k g和0.6 5g/
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- 连云港 新区 湖底 理化 特征 及其 污染 程度 评价
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