1、內(nèi)蒙古高原氣候嚴(yán)寒而干旱,冬季湖泊冰封期長,降水稀少,湖泊成因類型多樣。近年來由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展及管理制約等因素的影響,高原湖泊在水環(huán)境容量變化,水體和沉積物生源要素的地球化學(xué)循環(huán)、沉積物重金屬的污染、低溫及冰封條件下的營養(yǎng)物轉(zhuǎn)化有其特殊性。湖泊沉積物污染的蓄積與釋放是造成湖泊污染的重要組成部分。作為湖泊生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分,沉積物不僅是湖泊營養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)的中心環(huán)節(jié),而且是污染物的主要蓄積庫。湖泊外源得到控制的同時(shí),沉積物蓄積造成的營養(yǎng)鹽釋放
2、成為湖泊污染的內(nèi)源負(fù)荷。在湖泊沉積物的蓄積與污染研究上,大部分的研究者主要對南方或西南地區(qū)的一些湖泊,例如太湖、滇池、巢湖、鄱陽湖等進(jìn)行研究,對于高原湖泊,特別是寒旱區(qū)湖泊研究比較少。
本文選取內(nèi)蒙古高原典型湖泊烏梁素海和呼倫湖為研究對象,在充分利用對湖泊水環(huán)境及其區(qū)域水文、水質(zhì)及氣象因素長期定位監(jiān)測資料的基礎(chǔ)上,將寒旱區(qū)湖泊的水質(zhì),沉積物及水文氣象因素與灌區(qū)湖泊、草原湖泊特征相結(jié)合,研究寒旱區(qū)高原湖泊富營養(yǎng)化機(jī)制和重金屬污染
3、評價(jià)污染機(jī)理的特殊性。
通過研究,摸清了內(nèi)蒙古高原湖泊的水質(zhì)污染現(xiàn)狀,及沉積物中有機(jī)污染和重金屬污染現(xiàn)狀,掌握了沉積物中營養(yǎng)鹽與重金屬間及金屬元素間的相互關(guān)系。針對內(nèi)蒙古高原湖泊的特性,研究了在低溫和冰封條件下,水體和冰體中營養(yǎng)鹽的分布規(guī)律。主要得到以下四個(gè)方面的成果與結(jié)論:
首先,運(yùn)用地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)理論結(jié)合ArcGIS軟件的地統(tǒng)計(jì)模塊對烏梁素海和呼倫湖水體中的氮、磷營養(yǎng)元素進(jìn)行了克里金空間插值,時(shí)空分布結(jié)果表明:依據(jù)水
4、生植物的不同生長階段、冰凍期和非冰凍期等因素的影響,烏梁素海和呼倫湖水體中的氮磷呈現(xiàn)不同的時(shí)空變異特征。
通過對烏梁素海和呼倫湖水體中的浮游動植物、底棲生物和浮游細(xì)菌的初步調(diào)查和分析得知這些湖泊已有一些耐污品種出現(xiàn),浮游植物種群向耐污種類的方向衍化,底棲生物的種類和數(shù)量在不斷減少,烏梁素海部分采樣點(diǎn)的浮游細(xì)菌大量繁殖。
水質(zhì)污染現(xiàn)狀評價(jià)得知:烏梁素海正處于重度富營養(yǎng)化狀態(tài),而且受人類活動干擾較嚴(yán)重。制定了呼倫湖生態(tài)健
5、康評價(jià)標(biāo)準(zhǔn),確定出呼倫湖目前正處于中度富營養(yǎng)化狀態(tài),受人類活動影響較小。
其次,對內(nèi)蒙古高原湖泊沉積物生源要素—總氮、形態(tài)氮(硝氮、氨氮)、總磷和有機(jī)質(zhì)進(jìn)行定量分析并摸清了這些生源要素在水平和垂直方向的分布特征,同時(shí),對沉積物碳-氮-磷相互間的耦合關(guān)系及其環(huán)境意義進(jìn)行了研究,結(jié)果表明:烏梁素海全湖的有機(jī)指數(shù)均值為0.42,處于尚清潔狀態(tài),w(ON)的均值為0.17%,屬于有機(jī)氮污染狀態(tài)。呼倫湖全湖的有機(jī)指數(shù)不高,均值為0.18
6、,處于較清潔狀態(tài);w(ON)的均值為0.125%,屬于尚清潔范疇,但部分采樣點(diǎn)有機(jī)氮污染嚴(yán)重。總體而言,有機(jī)氮污染與有機(jī)污染具有相似的變化趨勢,烏梁素海的有機(jī)氮污染與有機(jī)污染均大于呼倫湖。
第三,湖泊沉積物重金屬的時(shí)空分布特征及湖泊重金屬污染評價(jià)結(jié)果顯示,烏梁素海表層沉積物夏季以Hg和As的污染最為嚴(yán)重,冬季Cd成為主要污染物,全湖重金屬污染屬中等水平;呼倫湖單種重金屬皆屬于輕微污染水平,尤其以 Cd的污染程度較為嚴(yán)重,全湖處
7、于低污染狀態(tài)。
最后,針對內(nèi)蒙古高原湖泊的特性,分析了在低溫及冰封條件下,水體和冰體中營養(yǎng)鹽的分布特征并進(jìn)行了對比。
綜合以上,以高原湖泊烏梁素海和呼倫湖中水體和沉積物生源要素的地球化學(xué)循環(huán)為特征,探明了高原湖泊沉積物中污染物的分布特征、來源、現(xiàn)狀污染程度及其對水體富營養(yǎng)化的影響,為水體污染治理和制定污染控制對策提供科學(xué)依據(jù),以診斷湖泊濕地生態(tài)系統(tǒng)的健康狀況,為恢復(fù)受損濕地功能提供指導(dǎo)和參考意見,對于寒旱區(qū)內(nèi)湖泊的環(huán)