環(huán)境治理工程對蠡湖氮時空分布及釋放風(fēng)險評估.pdf

1、湖泊富營養(yǎng)化是目前世界各國正在面臨的重大環(huán)境問題之一。蠡湖位于太湖北部，是梅梁灣伸入無錫市的一個湖灣，是一個小型的城市湖泊，在20世紀后期蠡湖水域由于受人為干擾較為嚴重，同時蠡湖水體自身的交換能力較差更加劇了蠡湖的水體富營養(yǎng)化狀況。蠡湖各環(huán)境介質(zhì)中過量的營養(yǎng)物質(zhì)的累積是引起湖泊富營養(yǎng)化的根本原因，尤其是蠡湖水體中氮元素嚴重超標，導(dǎo)致蠡湖的富營養(yǎng)狀況始終無法改善。
　　根據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，氮是湖泊富營養(yǎng)化的主要限制因素之一，氮在湖泊生態(tài)系

2、統(tǒng)中的遷移轉(zhuǎn)化具有一定的規(guī)律，水體中的氮元素可以經(jīng)過一系列的物理、化學(xué)或生物作用聚集到沉積物中，而沉積物中的氮元素也可以通過各種途徑釋放到水體中。在一定濃度范圍內(nèi)，氮元素在沉積物一水界面上始終保持著某種動態(tài)平衡。然而當(dāng)其濃度超出這個平衡關(guān)系的承受能力時，平衡就會被打破。而沉積物作為湖泊的重要組成部分，不斷在“源”和“匯”這兩個角色中來回轉(zhuǎn)變。
　　本文以蠡湖為研究對象，采用為期一年的現(xiàn)場采樣及野外模擬實驗相結(jié)合的方法，研究了蠡湖在

3、2012年夏季到2013春季四個季度中水體及沉積中各形態(tài)氮的空間變化;采用多元統(tǒng)計及聚類分析方法對入湖河流進行了聚類分析和污染等級分級，并估算了沉積物一水界面氨氮及硝氮的擴散通量;利用氮形態(tài)的連續(xù)分級提取法研究了沉積物氮形態(tài)的季節(jié)性變化，并探討了不同季節(jié)各形態(tài)氮的賦存形態(tài);對蠡湖在2012至2013年度中的整個湖區(qū)氮污染的變化進行評估。旨在為蠡湖富營養(yǎng)化治理及其水生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)提供理論依據(jù)和數(shù)據(jù)支撐。研究結(jié)果表明:
　　(1)在空間

4、分布上，從空間分布上看，蠡湖水體TN濃度在1.38 mg/L，介于0.74～2.43 mg/L之間。總體來看，TN濃度自東向西依次遞減，呈現(xiàn)東蠡湖高于西蠡湖，沿岸區(qū)高于湖心區(qū)的趨勢。從季節(jié)分布上看，蠡湖水體中TN季節(jié)性差異顯著，其中TN濃度在春季、夏季、秋季和冬季分別為:1.09、1.19、1.66、和1.26 mg/L，秋季的濃度顯著高于其它季節(jié)。
　　(2)蠡湖沉積物中各形態(tài)氮含量空間差異較大，呈自西向東依次增加。其中C區(qū)南部

5、及D區(qū)東部顯著高于其他區(qū)域，進行大面積生態(tài)重建的B區(qū)水質(zhì)相對較好，從各種形態(tài)氮含量占TN的比例來看，平均占72.19％;其次是RN，平均占22.91％;EN最小，僅為6.10％。
　　(3)擴散通量計算結(jié)果表明，沉積物作為NH4+-N的“源”一直由間隙水向上覆水釋放，蠡湖沉積物中NH4+-N擴散通量空間分布與NO3--N相似均D區(qū)＞C區(qū)＞B區(qū)＞A區(qū)，且NH4+-N擴散通量明顯大于NO3--N。相關(guān)分析表明，沉積物中NH4+-N釋放