太湖底泥氮污染分布规律及生态风险

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1、水利学报2005年8月SHUILIXUEBAO第36卷第8期文章编号：0559-9350(2005)08-0900-06太湖底泥氮污染分布规律及生态风险刘凌，崔广柏，王建中(河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室，江苏南京210098)摘要：对太湖污染情况进行了调查研究，全面分析了其底泥的氮污染规律。结果表明，底泥表层受人类活动影响较大，总氮含量总体超标；其第2、3、4、5层，总氮污染程度已大为降低。得出了不同保证率条件下太湖底泥总氮浓度垂向变化规律，并据此确定太湖底泥生态清淤的深度为上层40～50cm。对太湖底泥各层次总氮浓度概率分布的计算发现，它基本符合随机对

2、数正态分布规律。提出了太湖底泥氮污染生态风险分析方法，定义了度量生态风险的指标，并计算了生态风险值，计算结果表明，太湖底泥氮污染生态风险程度较高的区域依次是五里湖、东太湖、梅梁湖南区等，此为生态清淤重点区域。关键词：太湖；底泥；总氮；富营养化；生态风险中图分类号：X52文献标识码：A近20年来，随着太湖流域经济高速发展，太湖受人类活动干扰和影响较大，水质级别由原来的Ⅱ类水下降到现在以Ⅳ类水为主，富营养化水平也由20世纪80年代初期的中营养—中富营养，上升到目[1][2]前以富营养为主。太湖底泥内源污染物释放是导致水体富营养化的原因之一，太湖是一个浅水湖，氮是太湖底泥中常见

3、的污染物质，太湖底泥虽然较薄，但对氮的吸附、聚集能力较强，风浪会导致底泥扰动，底泥中的氮有可能在合适的条件下释放到水中，引起水体富营养化。为控制太湖富营养化趋势，实现太湖水体变清的目标，研究太湖底泥氮污染分布规律、进行太湖底泥氮污染生态风险分析非常必要，可以为太湖底泥生态清淤工程提供科学依据。水利部太湖流域管理局会同河海大学、江苏省工程勘测研究院共同开展了历史上最大规模的太湖底泥污染调查研究工作，整个调查工作从2002年10月开始，历时8个月，全面调查了太湖底泥污染情况。本论文以氮污染为侧重点，分析太湖底泥氮污染分布规律及引起的生态风险，以期为太湖水体富营养化控制和底泥生

4、态疏浚工程提供科学参考。1样品的采集和分析方法太湖底泥样品采样点由全球卫星定位系统GPS及载波相位差分技术定位。采样点重点布设于河流入湖口处、湖湾及沿岸带。在河流入湖口离岸边250m和500m各布设1个点；在出湖口离岸边250m处布设1个点；22湖湾区及近岸带按每5km布设一个点；在湖心区按每20km布设1个点、在自来水厂取水口附近增设了采样点，采样点还注意避开航道。全湖共布设采样点223个。在每一个采样点，均采集底泥柱状样品，采样点上部1m范围内的底泥用有机玻璃取样器采取，取出底泥，并剔除泥中的水草、螺蛳等杂物，根据底泥淤积的厚度情况，分别留取0～5cm、5～10cm、

5、10～20cm、20～50cm、50～100cm深度的泥样。所采集的上述层收稿日期：2004-09-20基金项目：国家自然科学基金重点项目资助(50239030)作者简介：刘凌(1964-)，女，安徽合肥人，博士，从事环境水文与水环境保护研究。E-mail:lingliu@hhu.edu.cn1水利学报2005年8月SHUILIXUEBAO第36卷第8期次总样品量为581个。底泥样品运到河海大学国家重点实验室后，在通风条件良好的实验大厅的顶层自然风干2个月，然后按四分法取样，研磨、过80目筛，分析底泥样品中总氮含量，总氮含量采用蒸馏法测定，即在催化剂作用下，用浓硫酸消化土

6、壤，使氮转化为氨存于消化液中，加浓碱碱化，将氨蒸馏出来，再用标准酸滴定完成。2结果与讨论2.1底泥总氮浓度监测结果及统计规律通过监测分析，得出太湖底泥各层次总氮(TN)浓度分布情况如表1所示。采用单因子指数法评价太湖底泥TN污染程度，表示如下：CTNI=;I=I−1(1)TNCTNSTN式中：ITN为湖泊底泥TN的单因子指数；CTN为湖泊底泥TN含量(%)；STN为湖泊底泥TN背景值(%)；IC是底泥TN浓度的超标倍数，表示湖泊底泥TN浓度超过本底值的倍数。太湖底泥TN背景值STN取自1960年全湖底泥TN实测值的平均值，为0.067%，由此计算出太湖底泥各层次TN单因子

7、指数、超标倍数及其统计规律如表1所示。表1太湖底泥各层TN污染分布TN(%)单因子指数超标倍数TN(%)单因子指数超标倍数分布特性分布特性表层(0～5cm)第2层(5～10cm)最小值0.03110.460最小值0.01490.22025%0.06811.020.0225%0.04300.64050%(中值)0.09481.410.4150%(中值)0.05550.83075%0.1301.940.9475%0.08051.200.2095%0.3004.483.4895%0.1902.841.84最大值0.47097.036