太湖水域氮、磷环境容量研究

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1、万方数据第39卷第18期人民长江V01．39，No．182008年9月YangtzeRiverSep．，2008文章编号：1001—4179{2008)18一0029—03太湖水域氮、磷环境容量研究朱锦旗1，2徐恒力1(1．中国地质大学(武汉)环境学院，湖北武汉430074；2．江苏土地开发整理中心，江苏南京210024)摘要：通过对水生植物在太湖流域氮、磷净化功能中地位的研究，认为水生植物的生产量可以作为衡量湖泊自净能力大小的集总参数。对1986、1993、1998年太湖水生植物的净化效率的研究，发现每千克植物生

2、物量可截流固定4．1g的氮和O．33g的磷，与高等植物体内氮、磷含量十分接近。基于太湖水体对氮、磷的自净能力主要与水生植物生物量有关的结论，以2007年以及后续若干年东太湖水质保持在Ⅲ类水标准为约束，计算出2007年太湖外源全氮负荷的总量控制应保持在1．83万t，外源全磷负荷的控制量为1143～2479t。为保证东太湖水质全面达到Ⅲ类，必须严加保护东太湖现有的高等植物密集区。关键词：水域生态系统；氮磷；环境容量；太湖中图分类号：X171文献标识码：A最近20a来，伴随太湖流域经济的高速发展，大量污染物排放进入太湖，

3、已导致太湖水质不断恶化，富营养问题日益严重。2007年太湖蓝藻“水华”的大面积爆发，造成了无锡市几百万人饮水困难，更引起了人们对太湖富营养化问题的高度关注。根据多年的水质监测资料，影响太湖水质质量、导致富营养化加剧的主要化学组分是氮和磷，其中总氮的超标率为41．7％，总磷为40％，因此，入湖氮、磷的控制是治理太湖污染，也是防止水华爆发、BOD持续增高的关键，对太湖氮、磷环境容量的研究，有着重大的实践意义。本文论述了生物在太湖流域氮、磷净化功能中的地位，对太湖水域生态系统环境容量和水生植物的净化效率进行了计算；分析了

4、2007年氮、磷的环境容量和2007年外源氮、磷负荷的控制量。l研究区概况太湖是我国第三大淡水湖，湖泊面积为2．4278万hm2，湖区整体呈椭圆形，南北长68．5l【In，东西平均宽34kIn，最宽处55．9km，湖岸线全长约393．2kIn，平均水深1．29m，最大水深2，60m，是一个典型的浅水型湖泊。太湖总蓄水量约为47亿0，是一个良好的蓄水湖。太湖水位比较稳定，年平均水位2．89—3．27m，年变幅一般在1．1—1．8m之间，历年变幅可达2m以上，水位变化明显地依赖季节内降水，常年均呈现春夏涨、秋冬落之势。

5、太湖年平均水温17。C左右，月平均最高值为8月，最低为1月，与气候变化一致。太湖地区地处贬热带，气候温和，雨水充沛，日光充足，年平均温度为15．3—16．90C。2太湖水域生态系统的环境容量评价2．1太湖水域生态系统环境容量的计算本次研究将目标锁定在东太湖，相关的约束为：①为保证向上海和苏南地区供水的水质质量，东太湖及太浦河水应保持在Ⅲ类水的状态；②苏州吴中地区作为文化、旅游的重点区域，太湖东岸一线的水体应处于水草丰茂，水质透明的状态，不能出现水华大规模频发的趋势。基于上述前提，太湖水域生态系统可以近似地概化为一个

6、由输入、输通、输出组成的集中参数系统。利用溶质平衡原理建立外源负荷、湖体截流固定量(能力)及溶质输出量之间的定量关系，即邰=玖舅一％韵一％圄(1)式中△

7、s为当年与前一年全太湖全氮或全磷总量的变化量，t；玖_为当年入湖的全氮或全磷总量，t；‰渤为当年出湖的全氮或全磷的总量，t；Tm嗣为当年全太湖截流固定的全氮或全磷的总量，t。式(1)中，△s=vj东×Acre,，其中％木为太湖水体总体积，在假定诸年出入湖水量均衡的条件下，‰永为一定值，约为44．3亿m3；Ac翻水为当年与前一年相比，湖水全氮或全磷的年均浓度的差值，

8、不同年份的△c期木可由图l的曲线内插获得。％期=口出韵×c出期，其中Q出期为出湖总水量，包括河流年排出量和年人工引水量之和；c出期为出湖水全氮或全磷的年均浓度，本次计算采用太湖输出终端一东太湖的资料(表1)ti-sJ。由(1)式可以求出砀同，有关各年份的如同的计算结果列在表l中。应该指出，尽管式(1)描述的是集中参数系统，反映的是全收稿日期：2008—06—16作者简介1朱锦旗，男，中国地质大学(武汉)环境学院，博士研究生；江苏土地开发整理中心，研究员级高级工程师。万方数据人民长江2008年氮或全磷的平衡关系，尚不

9、能反映生态系统内部水、底泥、生物之间在氮、磷循环周转上的关系及其动态细节，但仍可以看出，因风力、水流搅动表层底泥而引起的暂时性堆积物中的氮、磷释放到水中的量(即内源污染)已包含在AS中，换句话说，△s为当年盈余的外源负荷量和内源释放量之和。由于1986—1998年东太湖水质综合评判结果(表2)均处于Ⅲ类水范围(GB3838—2002)，所以，诸年的‰固近似代