苏州太湖水体氮、磷含量及形态组成分析
苏州太湖水体氮、磷含量及形态组成分析
苏州太湖水体氮、磷含量及形态组成分析杨文晶;谈剑宏;姜宇【摘要】研究基于2016年10～12月对苏州太湖水域中氮、磷营养盐浓度的水质监测,分析了太湖水域各种形态氮、磷营养盐的含量、形态组成和变化分布特点.苏州太湖水域中总氮以溶解态氮为主,平均占比为77.7％,溶解态无机氮中以硝酸盐氮为主,全区水体中总磷以溶解态磷为主,占比为54.6％,溶解态磷中以溶解态无机磷为主.不同区域各种形态分配比例不一,并且由于环境条件复杂多变,各种形态的浓度变化范围较大.分析成果可为太湖水环境治理和恢复提供可靠的背景资料和技术支撑.【期刊名称】《江苏水利》【年(卷),期】2018(000)005【总页数】4页(P40-43)【关键词】氮;磷;形态组成;太湖【作者】杨文晶;谈剑宏;姜宇【作者单位】江苏省水文水资源勘测局苏州分局,江苏苏州 215011;江苏省水文水资源勘测局苏州分局,江苏苏州 215011;江苏省水文水资源勘测局苏州分局,江苏苏州 215011【正文语种】中文【中图分类】X8321 概述太湖位于长江中下游地区，是我国第三大淡水湖[1]。
近年来由于经济及人口的快速增长和城市化进程的加快，太湖的水质及富营养化问题愈发严重，对区域社会和经济的可持续发展产生了不利影响[2]。
太湖水环境治理已成为该地区的重点问题[3]。
氮、磷营养元素是湖泊生态系统中极其重要的生态因子，也是引发江河湖泊等永久性湿地发生富营养化的重要因子之一，不同形态氮、磷元素的空间分布格局显著影响着湖泊湿地的诸多生态过程[4]。
因此，了解太湖水体中氮、磷等生源要素的含量、形态组成和分布规律，是研究氮、磷营养元素行为微观过程的重要基础和前提，对于太湖水环境治理有重要的意义。
2 样品采集与检测2.1 样品采集对太湖苏州水域进行实地调查，在湖心区、胥湖和东太湖3个湖区各选了1个代表站，分别是平台山、胥湖中和东太湖（见图1），开展水质采样和监测工作。
采样时间为2016年10～12月，每月利用快艇等交通工具到湖中选定点位进行采样，共计采样31次，平均每月采样10次。
太湖不同湖区沉积物磷形态变化分析
中国环境科学 2010,30(11)：1522~1528 China Environmental Science 太湖不同湖区沉积物磷形态变化分析袁和忠1,2,沈吉1*,刘恩峰 1 (1.中国科学院南京地理与湖泊研究所,湖泊与环境国家重点实验室,江苏南京210008；2.中国科学院研究生院,北京 100049)摘要：采用SMT法于2009年11月对太湖北部湖区梅梁湾(T1)、竺山湾(T2)、太湖西部(T3)、太湖南部(T4)、太湖东部(T5)及湖心区(T6)沉积物30cm深度上不同磷形态进行分析,结果表明,太湖不同营养水平湖区不同磷形态含量变化明显,北部竺山湾及太湖西部富营养化明显, NaOH-P含量明显高于其他湖区,占TP比例总体为T2 > T1 > T3 > T4、T5、T6.反映太湖北部及西部受人为污染源输入影响严重. HCl-P 则表现为太湖北部及西北部含量总体低于太湖南部\东部,占TP比例总体为T4 > T5 > T6 > T1、T3 > T2. OP随深度至约15cm迅速降低,和太湖较强的矿化作用有关系. 同NaOH-P一样, TP表现出太湖北部及西北部含量高于其他湖区的总体趋势,反映了太湖北部和西北部湖区特别是竺山湾富营养化高于其他湖区.关键词：沉积物；SMT法；磷形态；太湖中图分类号：X524 文献标识码：A 文章编号：1000-6923(2010)11-1522-07Analysis of phosphorus forms in different regions of Taihu Lake. YUAN He-zhong1, 2, SHEN Ji1*, LIU En-feng1 (1.State Key Laboratory of Lake Science and Environment, Nanjing Institute of Geography and Limnology, Chinese Academy of Sciences, Nanjing 210008, China；2.Graduate University of the Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China). China Environmental Science, 2010,30(11)：1522~1528Abstract：The vertical variations of phosphorus forms in sediment samples taken from the Meiliang Bay (T1), Zhushan Bay (T2), West Taihu Lake (T3), South Taihu Lake (T4), East Taihu Lake (T5) and Mid-lake region (T6) were analyzed applying the standard measurement and test (SMT) procedure. The results showed that phosphorus forms of different regions varied significantly. The concentrations of NaOH-P in Zhushan Bay and the West Taihu Lake were higher than other regions, and the proportions of NaOH-P accounting for TP decreased in the order: T2 > T1 > T3 > T4, T5, T6. It should be related to excessive anthropogenic input via rivers in the north and northwest of Taihu Lake. Whereas the proportions of HCl-P accounting for TP decreased in the order: T4 > T5 > T6 > T1, T3 > T2. OP decreased obviously at the ca. 15 cm depth, which might be related to the strong mineralization. Similar to NaOH-P, the concentration of TP exhibited the overall trend that the north and northwest of lake regions exceeded other regions, which reflected that eutrophication in the regions of north and northwest of Taihu Lake, especially in Zhushan Bay, was more serious than other regions.Key words：sediments；SMT procedure；phosphorus forms；Taihu Lake污染物蓄积在湖泊沉积物中并导致湖泊富营养化是目前湖泊生态系统面临的一个重要问题[1-3],其中磷被视为限制湖泊中藻类生长的主要限制性营养因子[4-5],而内源磷的释放是决定湖泊水体中磷含量的非常重要的因素[6],在外源污染物得到控制的情况下,湖泊水体中营养盐及生物量恢复到富营养化前的水平需要十年乃至数十年的时间[7].影响沉积物磷释放的因子众多(氧化还原电位[8],温度,N含量[9],生物作用[10-11]及风浪扰动[12-13]等),对沉积物中磷的各种结合形态进行研究有助于磷在沉积物-水系统中迁移转化的认识[14-16].太湖位于我国长江三角洲南部,面积2338.1km2,收稿日期：2010-03-08基金项目：中国科学院知识创新工程重大项目(KZCX1-YW-14-5);国家“973”项目(2008CB418103);江苏省自然科学基金资助项目(BK2008055)* 责任作者, 研究员, jishen@11期袁和忠等：太湖不同湖区沉积物磷形态变化分析 1523平均水深 2.6m左右.西部及南部为主要来水区,东太湖为主要出水区,太湖南部较北部水量交换周期短.西部分布着较厚的软泥,最深处达5m以上.西部及北部湖区营养盐超标严重,出现不同程度的富营养,已经对饮用水、工农业用水、渔业用水及观光业等造成不利影响.目前对太湖沉积物中磷的形态变化研究较多[17-20].但主要集中于北部局部湖区或表层沉积物,对太湖全湖不同营养水平湖区磷形态的探讨并不多见.本研究通过对太湖全湖典型湖区30cm柱状沉积物中磷形态的测定,分析太湖各湖区沉积物中不同磷形态含量的变化及赋存特征,试图在更高分辨率上探讨太湖不同营养水平条件下磷形态赋存所揭示的环境意义.1材料与方法1.1样品采集与分析20km10km图1 太湖采样点位置示意Fig.1 Locations of the sampling sites in Taihu Lake2009年11月采用柱状采样器(内径=8cm)于太湖北部梅梁湾(T1),竺山湾(T2),太湖西部(T3),太湖南部(T4),太湖东部(T5)及湖心区(T6)无扰动采集柱状沉积岩芯(图1),每站位采得3个平行样,取上部30cm现场以1cm层距分样,采得子样品立即置于密封聚乙烯袋中,混合均匀.并同时采集相应点位上覆湖水,一同放入敷有冰袋的保温箱中低温避光保存,水样带回实验室后立即分析.1.2 理化指标分析太湖上覆水体指标包括总磷(TP)、总氮(TN)、总溶解性磷( SRP),水样以0.45μm GF/C 玻璃纤维滤膜(Whatman,UK)过滤后测SRP.沉积物冷冻干燥后以玛瑙研钵研磨过100目筛后,采用欧洲标准测试委员会框架下发展起来的SMT法[21-22]连续提取磷形态,SMT法将沉积物磷形态分为弱吸附态磷(NH4Cl-P)、碱提取态磷(NaOH-P)、酸提取态磷(HCl-P)、无机磷(IP)、有机磷(OP)及总磷(TP).有机质含量以沉积物分别在105℃及450℃下灼烧所得烧失量(LOI)表示.2结果与讨论2.1上覆水特征及沉积物中磷形态垂向变化本次采样点基本上覆盖了太湖的各个典型营养水平湖区.主要营养盐指标中,太湖北部及西部的T1、T2点位的TN浓度高于T4、T5和T6点位TP的浓度,而TP表现出T2、T3点位的浓度远高于其他点位,T2、T3点位的SRP浓度也明显高于其他点位.太湖水质状况在空间上表现出明显的异质性,表明各湖区受到不同程度的污染.太湖水体1981年TN及TP的平均含量分别为0.9mg/L、0.02mg/L[23],可以发现30年来太湖重污染湖区包括梅梁湾、竺山湾及太湖西北部TN 和TP浓度分别升高约2~5倍及2.5~5.8倍,富营养化程度明显加重,这一结果也从Trolle等[24]的研究中得到证实.太湖北部及西北部为太湖流域河流的主要进水区,据Kelderman等 [25]估算太湖1998-2000年年平均河流输入太湖TP含量约1590×103 kg,约有1590×103 kg累计沉积到湖泊沉积物中,而通过大气沉降的TN及TP约为4722kg/a和75kg/a[26],如此高浓度营养盐进入湖体并沉积到沉积物中,成为湖泊污染的内源,在后期的环境因子变化作用下释放出来,是太湖水体营养水平增加的重要原因[27].图2为太湖各采样点沉积物30cm深度1524 中 国 环 境 科 学 30卷NH 4Cl -P 、NaOH -P 、HCl -P 、OP 及TP 的垂向分布.由图2可见,各采样点垂向的变化表现出显著的差异性.T1、T3点位NH 4Cl -P 、NaOH -P 、HCl -P 、OP 及TP 含量从表层至30cm 沉积深度并不显著,而T2点位却变化剧烈,从表层至约15cm 深度急剧降低,15~30cm 深度基本保持不变.对于NH 4Cl -P 含量,T1点位在3.5~67.9mg/kg 之间,表现出从表层至下部16cm 深度呈逐渐升高然后降低的趋势.T2点位在11.5~116.9mg/kg 之间变化,从表层至15cm 深度呈降低-升高-降低变化,然后维持不变至30cm 深度,T3则在 5.6~49.2mg/kg 之间,从表层至7cm 深度迅速升高,然后总体降低至17cm 深度的10mg/kg 左右.对于NaOH -P 含量,T1和T3点位在30cm 深度内基本维持在200mg/kg, 而T2则明显的由近表层约800mg/kg 降至约16cm 处的200mg/kg 左右,并向下保持此浓度无大的变化.对于HCl -P 含量,T1、T3点位30cm 深度上并不大的变化,T2点位从表层至15cm 深度由287.9mg/kg 降至168.7mg/kg,然后至30cm 变化不显著.T1、T2、T3的OP 及TP 变化的大体趋势类似,即表层至16cm 深度逐渐降低然后基本保持无大的变化.表1 采样点位置及上覆水体部分理化指标Table 1 Positions of sample sites and physi-chemical indexes in overlying water采 样 点项 目 T1 T2 T3 T4 T5 T6 位置119°58'17"N 31°13'12"E120°8'28" N 31°21'8" E120°13'11" N 30°58'45" E120°18'34" N 31°4'54" E120°6'27" N 31°16'8" E119°56'43" N 31°16'11" E水深(m) 2.5 2.1 2.7 2.5 2.8 2.7 TN(mg/L) 3.03±0.08 4.40±0.07 2.18±0.02 1.76±0.14 2.27±0.21 1.75±0.02 TP(mg/L) 0.052±0.010 0.099±0.002 0.117±0.002 0.070±0.013 0.079±0.007 0.058±0.008 SRP(mg/L) 0.011±0.002 0.037±0.001 0.047±0.001 0.003±0.001 0.020±0.000 0.001±0.000 注: n =3图2 太湖各采样点磷形态垂向分布Fig.2 Vertical distribution of phosphorus forms of sample sites in Taihu Lake11期 袁和忠等：太湖不同湖区沉积物磷形态变化分析 15252.2 磷形态垂向变化T4、T5、T6点位的NH 4Cl -P 含量由表层的约0mg/kg 增加到约13cm 的最高值(分别为17.9、28.4和36.7mg/kg),然后逐渐下降.NaOH -P 表现出小幅度先增加-降低-增加-降低的总体趋势,T4、T5、T6分别在64.7~191.7mg/kg 、51.3~127.7mg/ kg 、87.8~138.1mg/kg 之间变化,30cm 深度内T6的HCl -P 含量基本无大的变化.T4由近表层240mg/kg 升高到约 320mg/kg,向下维持无大的变化.T6则维持在150~200mg/kg 之间,T5从表层至11cm 深度基本稳定在200mg/kg,然后迅速增加到约13cm 深度的263.1mg/kg,向下则基本维持稳定.OP 含量在T4、T5、T6点位表现出比较一致的变化趋势,由表层139、150、143mg/kg 到13cm 深度处迅速降低至约35、25、23mg/kg,然后保持无明显的变化.就TP 而言,T6 由表层至5cm 深度轻微升高至520.5mg/kg,然后至9cm 深度迅速降低至300mg/kg,并向下保持较稳定的含量.除近表层个别层位,T4大致在450~500mg/kg 之间.T5总体也表现出稳定的趋势,大致在450~525mg/kg 之间.NH 4 Cl/TP (%)深度(c m )NaOH-P/TP (%)深度(c m )0510********HCl-P/TP (%)深度(c m )10 15 20 25 OP/TP (%)深度(c m )图3 太湖各采样点磷形态垂向分布含量占TP 的比例Fig.3 The proportions of phosphorus forms accounting for TP of sample sites in Taihu LakeT1T2T3T4T5T6太湖6个采样点的沉积物不同形态P 含量占TP 比例表现出不同的特征(图3),太湖北部竺山湾(T2)整个剖面上变化较大,NH 4Cl -P 在5~20cm 的含量高于其他层位.事实上,该深度区也是微生物丰度高及活性强、氧化还原电位低的区位.各点位NH 4Cl -P 占TP 比例总体为T1、T2 > T3 > T4、T5、T6.深度剖面上NaOH -P 含量的分布与NH 4Cl -P 含量类似,占TP 比例总体为T2 > T1 > T3 > T4、T5、T6.HCl -P 垂直剖面上的含量则明显不同,占TP 比例总体为T4 >T5 > T6 > T1、T3 > T2,由表层至30cm 底部整体逐渐升高,最高值约80%.而OP 含量则无较明显的趋势,垂直剖面上至约20cm 深度以下占TP 比例普遍低于12%,这和该层位以下有机质含量较低有关.2.3 有机质含量与磷形态相关关系 051015202530有机质含量(%) 深度(c m )图4 太湖各采样点垂向剖面上有机质含量的变化Fig.4 Vertical variation of the organic matter content of sample sites in Taihu Lake 太湖各采样点位垂向剖面上有机质含量的变化见图4.T1点位除次表层略高外,30cm 深度1526 中国环境科学 30卷上保持在1.0%左右.T2点位则由表层的1.55%降低到底部的0.89%.T3由表层的1.01%降低至底部的0.54%.T4的变化趋势类似于T1,整个剖面上在1.0%左右.T5、T6分别由近表层的1.15%、0.97%减至于底部的0.53%、0.61%.约15cm以上北部梅梁湾(T1)及竺山湾(T2) 有机质含量明显高于其他湖区.由表2可见,除NH4Cl-P与有机质含量表现出明显的正相关外,有机质含量与其他形式P形态相关性并不一致.NaOH-P与有机质含量之间的相关系数由显著负相关的-0.50(T1)变化到显著正相关的0.59(T3),HCl-P与有机质含量之间的相关系数由显著负相关的-0.89(T5)变化到显著正相关的0.97(T2),OP与有机质含量由明显无相关性(T4)变化到极显著相关的0.94(T2).而T2、T3点位有机质含量与各形态磷皆表现出明显的正相关性,反映出重污染湖区垂向沉积剖面上有机质是磷形态含量的重要影响因素.表2太湖采样点有机质含量与各形态磷之间相关关系Table 2 Correlation between organic matter content and phosphorus forms of sample sites in Taihu Lake点位 NH4Cl-P NaOH-P HCl-P IP OP TP T1 0.39 -0.50 * -0.42 -0.07 0.76** 0.56T2 0.98** 0.56 * 0.95 ** 0.97 ** 0.94 ** 0.97**T3 0.83** 0.59 ** 0.23 0.76 ** 0.70 ** 0.87**T4 0.20 0.35 -0.19 0.10 -0.10 -0.01T5 0.77** 0.45 -0.89 ** -0.85 ** 0.87 ** -0.51*T6 0.21 -0.20 0.26 0.25 0.70** 0.64** 注** 在P < 0.01水平上显著相关; * 在P < 0.05水平上显著相关.2.4磷形态揭示的太湖环境意义相同沉积深度上,太湖T1、T2及T3点位垂直剖面上NH4Cl-P含量总体明显高于T4、T5及T6点位.上部约10cm的NaOH-P含量总体高于HCl-P含量,下部则为HCl-P含量高于NaOH-P含量,T4、T5及T6点位30cm垂直剖面上的HCl-P含量总体高于NaOH-P含量.NaOH-P主要为与Fe、Mg等结合在一起的磷,HCl-P主要为与Ca等结合在一起的磷.T1、T2及T3采样点位于太湖北部及西北部,承接太湖的主要入湖水系,沿岸工农业生产发达,从而受纳大量的生产及生活污水.T2所在的竺山湾尤其严重.作为可为生物直接利用的磷形态,较高的NH4Cl-P含量为水生植物生长提供了内在持续的磷源,从而维持较高的营养水平,这一定程度上导致太湖北部及西北部的藻华现象严重于太湖其他湖区.而太湖北部及西北部NaOH-P的含量整体高于南部、东部及湖心采样点位的含量.一方面NaOH-P和人类干扰相关,具有更强的环境指示意义[22],太湖南部及东部高值反映了这些湖区工业污水及城市污水的输入量高于其他湖区.另一方面铁结合态磷的赋存与氧化还原电位等环境条件密切相关,各采样点5~20cm相对低的氧化还原电位利于NaOH-P向NH4Cl-P转化,这一定程度解释了5~20cm沉积物中NH4Cl-P 含量的上升.NaOH-P在沉积物中经历复杂的解析-沉淀后,向上一部分转化为弱吸附态的磷游离到间隙水中并通过浓度梯度向上覆水迁移,向下一部分以稳定的晶体形态最终埋藏下去,一部分转化为其他更为稳定形态的磷.而HCl-P则表现出沉积埋藏的特性[28],表现为太湖所有采样点由表层往下HCl-P含量占TP比例明显升高.在湖泊水体酸化条件下,HCl-P相比NaOH-P更容易释放出来[29].太湖南部及湖心T4、T5及T6垂直剖面上的HCl-P含量总体略高于北部及西部的T1、T2及T3点位,这可能和南部及东部湖区具有更高的生物量有关,从而生成更高含量的自生钙磷(例如生物骨骼碎屑、碳酸钙结合磷等) [30].而OP太湖全湖表现出明显的表层高底部低的趋势,一定程度上和太湖作为大型浅水湖泊,复氧较为充分,有机质矿化作用较强有关.6个采样点OP 的含量整体上表现为北部湖区高于其他湖区.虽11期袁和忠等：太湖不同湖区沉积物磷形态变化分析 1527然OP占TP的比例低于NaOH-P和HCl-P,但由于OP的可矿化及降解性,对孔隙水中生物可利用磷的浓度及扩散也起着重要作用.这表现为6个采样点的有机质含量与OP及NH4Cl-P表现出比较明显的正相关性(表2).T2、T3采样点有机质含量与所有磷形态都表现出明显的正相关性,这和李军等[31]对太湖北部五里湖的研究结果较一致,这一定程度上可能和这些湖区有机态磷及生物量较高,有机态磷向其他形态磷的转化有关.3结论3.1太湖不同湖区沉积物中有机质含量基本由表层向底部逐渐降低. 重污染湖区(竺山湾及太湖西部)有机质含量与各形态磷皆表现出明显的正相关性, 反映出重污染湖区垂向沉积剖面上有机质是磷形态含量的重要影响因素.3.2 太湖北部梅梁湾,竺山湾和太湖西部上覆水及沉积物中的TP含量高于其他湖区,而沉积物中可为生物直接利用的NH4Cl-P含量也表现出北部及西北部高于其他湖区的特点.东部及南部湖区比较稳定的HCl-P含量总体高于北部及西北部湖区,而北部湖区的OP含量高于太湖东部及南部湖区.对环境条件比较敏感的NaOH-P, 太湖各采样点垂向剖面上表现为北部及西北湖区的含量整体高于其他湖区,表明太湖北部及西北湖区特别是竺山湾污染状况较为严重,受人为污染源输入影响明显,也是这些湖区藻华严重的重要原因.参考文献：[1] Golterman H. 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太湖水域氮、磷环境容量研究
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 ， 中总氮 的超标率 为 ４ ． ％， 其 １７ 总
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 个由输入 、 输通 、 出组成 的集 中参 数系 输 统 。利用溶 质平衡原理建立外源负荷 、 湖体截 流固定量 （ 能力 ）
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 ２０ 年氮 、 ０７ 磷的环境 容量和 ２０ ０７年外源氮 、 负荷的控 磷
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 ； 境 容 量 ；太 湖 环 文献标识码 ： Ａ 中 图分 类 号 ： １１ Ｘ ７
最近 ２ 来 ， 随太湖流域经 济的高速 发展 ， ０ａ 伴 大量 污染物
排 放 进 入太 湖 ， 导 致 太 湖 水 质 不 断 恶 化 ， 营 养 问 题 日益 严 已 富 重 。２０ 年 太 湖 蓝藻 “ 华 ” 大 面 积 爆 发 ， 成 了无 锡 市 几 百 ０７ 水 的 造
总量 ， ｔ 。
１ 研 究 区 概况
太湖是我国第三大淡 水湖 ， 湖泊面积为 ２４ ７ 万 ．２８ 整体呈椭圆形， 南北长 ６ ． ｋ 东西平均宽 ３ ｍ， ８ ５ ｍ， ４ｋ 最宽处 ５ ． ５９
ｋ， ｍ 湖岸 线 全 长 约 ３３ ２ｋ 平 均 水 深 １２ ， 大 水 深 ２ ６ ９ ． ｍ， ．９ｍ 最 ，ｏ ｍ， 一个 典 型 的浅 水型 湖 泊 。 是 太 湖 总蓄 水 量 约 为 ４ ７亿 ， 一 个 良好 的 蓄 水 湖 。太 湖 是 水 位 比较稳 定 ， 年平 均 水 位 ２８ ３ ２ 年 变 幅 一 般 在 １ １ ．９～ ．７ｍ， ．一
太湖地区农田水环境中氮和磷时空变异的研究
3 0.11 0.13 0.08 0.93 0.92 5.31 1.24 0.63 0.79 8.60 7.41 7.43
4 0.12 0.53 0.63 1.09 4.50 7.98 1.03 5.78 0.95 7.11 7.23 7.35
5 0.09 0.27 0.53 3.55 2.13 2.24 10.46 0.33 1.10 7.54 7.73 7.87
——————————
基金项目：国家自然科学基金项目（40371055）和高等学校博士学科点专项科研基金（20030307018）资助 作者简介：沃 飞（1981－ ），男（汉族），江苏宿迁人，硕士研究生，主要从事水环境保护方面的研究。 * 通讯作者
1
灌溉排放水、浅层地下水采自稻田附近。井水采自分布在各地田间和居民区的水井，水 井较多且居民区和农田紧邻。太湖水采自位于太湖东岸的大浦镇稻田附近，城市河水采自宜 兴市区边缘的团氿河，该河处于城乡交接处，连接诸多河流，水网较发达。
地表水体中总磷的含量总体来说随时间变化呈上升趋势，特别是 5 月份到 7 月份之间。 这可能是由于化肥、农药使用量的增加，使得水体中的总磷含量急剧升高，这一点在灌溉排
放水上可以明显被发现，见图 1，河水和太湖水中的总磷浓度总体上也是呈上升趋势。与总 磷相比，地表水中的 NO-3-N 和 NH4+-N 浓度变化不是很有规律。地表水中的 NO-3-N 随时间变化 没有快速增加，有的甚至呈下降趋势，比如太湖水，见图 2。3 月份太湖水和 7 月份王庄灌 溉河水、灌溉排放水中的 NH4+-N 含量都比较高，均达到了 10mg/L 以上，远远劣于 V 类水。
7.71 6.97 6.60
7.17 6.88 6.54
太湖湖滨带底泥氮_磷_有机质分布与污染评价
4期
王 佩等：太湖湖滨带底泥氮、磷、有机质分布与污染评价
705
SPSS16.0 软件. 2 结果与讨论 2.1 OM 分布特征 OM 是底泥中重要的自然胶体之一,也是反映 有机营养程度的重要标志[12].由图 2 可知,湖滨带各 分区底泥中 OM 含量在 1.42%~9.96%间,各分区平 均值由高到低依次为:东太湖>竺山湾>贡湖>梅梁 湾>南部沿岸>东部沿岸>西部沿岸.东太湖 OM 最 大值、最小值、平均值分别为:9.95% 、2.85% 和 5.66%,均为各分区中最高,其它各区差异不大.
12 10 8 6 4 2 0 梅梁湾 竺山湖 西部沿岸 南部沿岸 东太湖 东部沿岸 贡湖 内湖滨带分区 最大值 最小值 平均值
图 2 太湖湖滨带底泥有机质分布 Fig.2 Distribution of organic matter in sediments of lakeside zones of Taihu Lake
底泥是生态系统的重要组成部分,底泥不仅 可间接反映水体的污染情况、水动力状态,且在 外界水动力因素制约下向上覆水体释放营养成 分,影响湖泊水质和富营养化过程[1].
收稿日期：2011-08-12 基 金 项 目 ： 国 家 水 体 污 染 控 制 与 治 理 重 大 专 项 (2009ZX07101, 2008ZX07101);国家“863”项目(2005 AA60101005) * 责任作者,博士, lusy@
704
中 国 环 境 科 学
32 卷
太湖位于长江三角洲南缘,介于 N30°55′42″~ 31°33′50″,E119°53′45″~120°36′15″ 之间 , 是我国 第三大淡水湖[2].内湖滨带是湖泊流域中水域与 陆地相邻生态系统间的过渡地带,是湖泊生态系 统受人类活动影响最敏感的部分.内湖滨带在促 淤造地、 维持生物多样性和生态平衡及提升生态 旅游品质等方面[3 4]均十分重要 .近年来,由于滨 湖地区社会经济迅速发展,入湖污染负荷增加,太 湖水体和底泥中的污染物不断积累,湖泊富营养 化有加重趋势[5]. 目前,针对太湖水体及底泥已有大量研究,如 邓建才等[6]研究了太湖水体氮磷的空间分布;金 磷的 相灿等[7]研究了太湖东北部底泥可溶性氮、 季节性变化;赵兴青等[8]采集了不同季节太湖梅 梁湾和贡湖底泥柱样,研究了底泥营养盐含量的 垂直变化;雷泽湘等[9]研究了水生植物氮磷与湖 水和底泥氮磷含量的关系;张明礼等[10]研究了太
太湖水深变化对氮磷浓度和叶绿素a浓度的影响
针对灌排调控的稻田排水中氮素浓度变化规律的研究成果，本次演示提出以 下建议：首先，应加强对稻田排水中氮素排放的监测与评估，明确不同因素对氮 素排放的影响程度，为灌排调控提供科学依据；其次，应大力发展节水灌溉技术 和排水调控措施，优化稻田水分管理，减少氮素排放；最后，应加强稻田生态环 境的保护与修复，合理利用水资源，提高稻田生产效益和生态环境质量。
为了探讨太湖水深变化对氮磷浓度和叶绿素a浓度的影响，本研究选择了太 湖流域的典型区域进行观测。观测时间跨度为2018年至2022年，每季度进行一次 采样和分析。水深采用水下机器人进行测量，氮磷浓度和叶绿素a浓度则通过水 样分析得出。数据来源主要包括太湖流域管理局、江苏省环境监测中心等。数据 处理方法包括统计分析和图表制作等。
同时，加强公众教育和科普宣传，提高公众环保意识和参与度，推动形成全 社会的环保共识。
展望未来，随着科技的不断进步和社会环保意识的增强，太湖水体磷控制目 标管理将迎来更多的发展机遇。未来的管理应更加注重科学化、精细化、系统化， 推动太湖生态环境的持续改善。通过实施一系列综合性的治理措施，我们有望实 现太湖水体中磷浓度的稳步下降，为太湖的可持续发展和生态文明建设奠定坚实 基础。
太湖水深变化对氮磷浓度和叶绿素a浓度的影响如下：
1、水深变化对氮磷浓度的影响
太湖水深的增加会导致氮磷浓度的降低。这是因为在较深的水域中，由于水 温、光照等条件的改变，藻类等浮游生物的数量减少，从而减少了氮磷等营养物 质的消耗量。此外，风浪引起的水体混合作用也会导致水体中的营养物质分布不 均，影响其浓度。
太湖，作为中国最大的内陆淡水湖之一，其水体质量对周边生态环境及人类 活动具有重要影响。近年来，太湖水体的磷浓度与赋存量呈现长期变化趋势，引 发了人们对未来磷控制目标管理的。
苏州雨水含磷量标准
苏州雨水含磷量标准
随着工业化和城市化进程的加速，苏州的雨水含磷量问题日益受到关注。
磷是水体中的一种常见污染物，它能够促进藻类和其他浮游生物的生长，进而导致水体的富营养化。
因此，准确测量和有效控制苏州雨水的含磷量对于维护水体的生态平衡具有重要意义。
一、苏州雨水的含磷量测量
目前，苏州主要采用化学分析法对雨水中的磷含量进行测量。
这种方法需要使用特定的试剂和仪器，并通过比色法或分光光度法来确定磷的浓度。
然而，这种方法具有一定的局限性，例如对操作人员的专业要求较高，而且测试结果易受环境因素影响。
二、雨水含磷量的影响
高含磷量的雨水可能导致水体的富营养化，进而影响水质和生态环境。
当水体中的磷含量超过一定阈值时，藻类和其他浮游生物会大量繁殖，破坏水体的生态平衡，导致水体的透明度降低、颜色变深，甚至出现异味。
此外，含磷量高的雨水还可能对周边环境和人类健康产生负面影响。
三、设定标准的重要性
为了控制苏州雨水的含磷量，相关部门已经设定了相应的标准。
这些标准通常基于国际公认的环保标准，并结合苏州地区的实际情
况进行制定。
设定标准不仅可以为雨水管理提供依据，还可以促进
相关部门采取有效措施减少磷的排放和污染。
总的来说，苏州雨水的含磷量标准对于保护水体生态平衡和水质至关重要。
只有准确测量并严格遵守相关标准，才能有效地减少
污染、维护环境健康，并确保苏州的雨水质量符合国家标准和市民
的期望。
太湖水质调查的调研报告
太湖水质调查的调研报告篇一：从太湖蓝藻爆发事件看水体富营养化案例：太湖是我国五大淡水湖之一。
自上世纪九十年代以来，太湖富营养化问题越来越严重，已受到全社会的广泛关注。
太湖水污染治理是国家确定的“三河三湖”治理的重要任务之一。
XX年9月，国务院在苏州召开太湖水污染防治第三次工作会议，温家宝总理亲临会议并作了重要讲话，提出了太湖水保护“以动治静，以清释污，以丰补枯，改善水质”的十字方针。
蓝藻是藻类中的一种，属浮游生物。
蓝藻在地球上大约出现在距今35亿年前，已知蓝藻约XX种，已有记录的约900 种。
分布十分广泛，遍及世界各地，但大多数（约75%）淡水产，少数海产。
蓝藻是最早的光合放氧生物，对地球表面从无氧的大气环境变为有氧环境起了巨大的作用。
有不少蓝藻（如鱼腥藻）可以直接固定大气中的氮，以提高土壤肥力，使作物增产。
还有的蓝藻为人们的食品，如著名的发菜和普通念珠藻（地木耳）、螺旋藻等。
因此，从蓝藻本身来看，其与世界上所有的生物一样，只不过是大千世界的一个物种。
XX年4月以来，太湖流域高温少雨，太湖水位比往年偏低，梅梁湖等湖湾出现大规模蓝藻现象，在太湖的水面形成一层蓝绿色而有腥臭味的浮沫，即为“水华” 。
大规模的蓝藻爆发，使得太湖水质严重恶化，水源恶臭，水质发黑，溶解氧下降到Omg/L，氨氮指标上升到5mg/L，部分鱼类因缺氧而死亡。
特别是无锡市太湖饮用水水源地受到严重威胁，5 月16 日梅梁湖水质变黑，22 日小湾里水厂停止供水，28 日贡湖水厂水源地水质恶化，居民自来水臭味严重，引起社会普遍关注。
更为严重的是，蓝藻中有些种类还会产生藻毒素（简称MC,大约50%勺水华中含有大量MC MC是一种环状肽类物质，性质稳定，MC耐热，不易被沸水分解，不仅直接对鱼类、牲畜产生毒害之外，还是人类肝癌勺重要诱因。
因此，蓝藻爆发已不仅仅是一个生态问题，它已影响到人类勺生活和社会勺和谐稳定。
1、太湖蓝藻爆发勺成因我国面积1km2以上的湖泊2759个，总面积达91019km2 , 其中只有约1/3 勺湖泊是淡水湖泊, 并且绝大部分是富营养化浅水湖泊, 主要分布在长江中下游地区和东部沿海地区, 太湖就是这众多浅水富营养化湖泊的典型代表。
太湖地区农田水环境中氮和磷时空变异的研究
太湖地区农田水环境中氮和磷时空变异的研究近年来，太湖地区的农田水环境中的氮和磷时空变异更加明显，引起了社会的高度关注。
本文旨在分析太湖地区的农田水环境氮和磷的时空变异特征，识别潜在的影响因素，为此地区农田水环境管理提供参考依据。
一、太湖农田水环境中氮和磷时空变异研究现状1、研究对象太湖地区为一多发性农业、旅游、渔业经济发达的中部湖区，其临湖耕地和湖滨山区的农田水环境是本研究的主要对象。
2、研究方法采用定点和时空监测相结合的方法，研究太湖地区农田水环境中氮和磷的时空变异，根据实测数据，确定氮和磷的时空分布特征。
二、氮和磷时空变异特征及影响因素1、氮和磷时空变异特征对太湖地区典型研究区农田水环境氮和磷时空变异特征进行分析，发现氮和磷总量存在明显的地理分异性，时空分布逐渐朝中心地带向外围地带发散；氮磷的量变关系强劲而稳定，特别是临湖耕地和湖滨山区，氮、磷比值最低，表明氮和磷的变化对其影响更为明显。
2、影响因素影响太湖地区农田水环境氮和磷时空变异的因素有流域类型、水体物理化学性质、污染输入源、种植方式等。
三、管理对策1、有效监测及时准确监测太湖地区的农田水环境氮磷的时空变异是更好地掌握其氮磷变化趋势，合理预测潜在的生态风险，明晰氮磷的来源、影响机理，开展科学的农田水环境管理的重要手段。
2、农田生态化管理建设科学全面的综合管理机制；根据水环境氮磷负荷实施氮磷减量措施，改善农田水体质量，保护湖水环境。
同时采取措施加强对排放物的管理，防止污染物直接进入渔粪肥料或饮用水管网中，进一步提高农田水环境质量。
本文研究了太湖地区农田水环境氮和磷的时空变异特征，探讨了影响其变异的各种因素，从而重点提出完善水环境监测与管理机制、实施生态化农田水环境管理措施等管理对策，为太湖地区农田水环境管理发展提供参考。
太湖不同湖区沉积物磷形态变化分析
则 表现 为太 湖北 部及 两北 部含量 总体 低 于太 湖 南部＼ 东部， Ｔ 占 Ｐ比例总 体为 Ｔ ４＞Ｔ ５＞Ｔ ６＞Ｔ 、Ｔ １ ３＞Ｔ ． ２ ＯＰ随深 度 至约 ｌｃ 迅速 降低， ５ｍ 和 太湖 较强 的矿化 作 用有关 系．同 Ｎａ Ｈ Ｐ 一 ， Ｐ表现 出太 湖北 部及 西北部 含量 高于 其他湖 区 的总体 趋势 ， 了太湖 北 部和西 北部 湖 Ｏ 样 Ｔ 反映 区特别 是竺 山湾 富营养 化高 于其 他湖 区．
（． ａ ｙ Ｌ ｂ ｒｔｒ ｆＬ ｋ ｃ ｎ ｅａ ｄＥ ｖｒｎ ｎ， ｎｉｇＩｓ ｔｔ ｏ ｏ ｒｐｙ ａｄ Ｌｎ ｌｇ， ｈｎ ｓ １ ｔｔ Ｋｅ ａｏａｏｙ ｏ ａ ｅＳ ｉ ｃ ｎ ｎ ｉ ｍｅｔ Ｎａｊ ｎｔｕｅ ｆ Ｓ ｅ ｅ ｏ ｎ ｉ Ｇｅｇａｈ ｎ ｉｍｏｏ ｙ Ｃ ｉ ｅ ｅ Ａ ａ ｅ ｙ ｏ ｃｅｃｓ Ｎａｊ ｇ２ ０ ０ ， ｈｎ ：２Ｇｒｄ ａ ｎｖ ｒｔ ｆｔｅＣ ｉｅｅＡｃｄｍｙｏ ｃ ｎ ｅ， ｅ ｉｇ ｃｄ ｍ ｆＳｉｎｅ， ｎｉ １０ ８ Ｃ ｉａ ． ａｕ ｔ Ｕ ｉｅｓｙｏ ｈｎｓ ａｅ ｆＳ ｉ ｃｓ Ｂ ｉｎ ｎ ｅ ｉ ｈ ｅ ｊ
２ ０ ０ ；２中国科学 院研究生ห้องสมุดไป่ตู้院， １０ ８ ． 北京 １０ ４ ） ０ ０ ９
摘要 ：采用 Ｓ ＭＴ法 于 ２ ０ ０９年 １ １月对太 湖北 部湖 区梅 梁湾（ １、竺 山湾（２、太湖 西部（３、太湖 南部（ ４、太 湖东部 （５及 湖心 区（６ Ｔ） Ｔ） Ｔ） Ｔ） Ｔ） Ｔ） 沉积物 ３ ｃ 深度 上不 同磷 形态进 行 分析， ０ｍ 结果表 明， 不 同营养 水平 湖区不 同磷 形态 含量 变化 明 显， 部竺 ｉ湾 及太湖 西 部富营 养化 明 太湖 北 Ｉ Ｊ
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40苏州太湖水体氮、磷含量及形态组成分析杨文晶，谈剑宏，姜 宇（江苏省水文水资源勘测局苏州分局，江苏 苏州 215011）摘要：研究基于2016年10～12月对苏州太湖水域中氮、磷营养盐浓度的水质监测，分析了太湖水域各种形态氮、磷营养盐的含量、形态组成和变化分布特点。
苏州太湖水域中总氮以溶解态氮为主，平均占比为77.7%，溶解态无机氮中以硝酸盐氮为主，全区水体中总磷以溶解态磷为主，占比为54.6%，溶解态磷中以溶解态无机磷为主。
不同区域各种形态分配比例不一，并且由于环境条件复杂多变，各种形态的浓度变化范围较大。
分析成果可为太湖水环境治理和恢复提供可靠的背景资料和技术支撑。
关键词：氮；磷；形态组成；太湖中图分类号：X832 文献标识码：B 文章编号：1007-7839（2018）05-0040-04Analysis of nitrogen and phosphorus content and form compositionin Taihu Lake, SuzhouYANG Wenjing，TAN Jianhong，JIANG Yu（Suzhou Hydrology and Water Resources Investigation Bureau of Jiangsu Province ，Suzhou 215129，Jiangsu ）Abstract：Based on the water quality monitoring of nitrogen and phosphorus concentrations in Taihu waters of Suzhou from October to December 2016, the contents, form composition and distribution characteristics of various forms of nitrogen and phosphorus nutrients in Taihu waters were analyzed. The total nitrogen in the Taihu waters of Suzhou was mainly dissolved nitrogen, with an average ratio of 77.7%. And the main dissolved inorganic nitrogen was nitrate nitrogen. The total phosphorus in the whole area was mainly dissolved in dissolved phosphorus, with a proportion of 54.6%, and the dissolved phosphorus was mainly composed of dissolved inorganic phosphorus. The proportion of different forms of distribution varies in different regions, and because of the complex and changeable environmental conditions, the concentration of various forms varies greatly. The analysis results could provide reliable background information and technical support for water environment governance and restoration in Taihu Lake. Key words：nitrogen；phosphorus；form composition；Taihu Lake收稿日期：2018-04-02作者简介：杨文晶（1990-），女，硕士，研究方向为水资源与水环境。
江 苏 水 利JIANGSU WATER RESOURCES 2018年5月May.2018生态与环境1 概述太湖位于长江中下游地区，是我国第三大淡水湖[1]。
近年来由于经济及人口的快速增长和城市化进程的加快，太湖的水质及富营养化问题愈发严重，对区域社会和经济的可持续发展产生了不利影响[2]。
太湖水环境治理已成为该地区的重点问题[3]。
氮、磷营养元素是湖泊生态系统中极其重要的生态因子，也是引发江河湖泊等永久性湿地发41生富营养化的重要因子之一，不同形态氮、磷元素的空间分布格局显著影响着湖泊湿地的诸多生态过程[4]。
因此，了解太湖水体中氮、磷等生源要素的含量、形态组成和分布规律，是研究氮、磷营养元素行为微观过程的重要基础和前提，对于太湖水环境治理有重要的意义。
2 样品采集与检测2.1 样品采集对太湖苏州水域进行实地调查，在湖心区、胥湖和东太湖3个湖区各选了1个代表站，分别是平台山、胥湖中和东太湖（见图1），开展水质采样和监测工作。
采样时间为2016年10～12月，每月利用快艇等交通工具到湖中选定点位进行采样，共计采样31次，平均每月采样10次。
图1 太湖苏州水域代表站2.2 监测指标和主要仪器使用有机玻璃采样器采集水样，一部分经0.45μm微孔滤膜过滤，经过滤的水样用于检测正磷酸盐、溶解态总氮和溶解态总磷；另一部分未经过滤的原水用于检测硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、氨氮、总氮和总磷。
硝酸盐氮和亚硝酸盐氮分析参照《水中无机阴离子的测定离子色谱法》（SL 86-1994）的方法测定，氨氮的分析参照《水质氨氮的测定纳氏试剂分光光度法》（HJ 535-2009）的方法测定，总溶解态氮和总氮分析参照《水质总氮的测定碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法》（HJ 636-2012），总磷、正磷酸盐和溶解态总磷分析参照《水质总磷的测定 钼酸铵分光光度法》（GB/T 11893-1989）。
测定的仪器分别为DR5000分光光度计、ICS-2000离子色谱仪、普析TU-1900分光光度计，仪器设备均通过了苏州市计量检测中心的检定。
由于氮和磷分别以可溶无机态、可溶有机态和悬浮颗粒态赋存于水体中，其中可溶无机磷主要形态是活性磷酸盐，可溶无机氮则以硝酸盐、亚硝酸盐和铵盐存在[5]。
可用差减法计算悬浮颗粒氮（PN）、悬浮颗粒磷（PP）、可溶有机氮（DON）、可溶有机磷（DOP）样品的浓度。
3 结果与分析3.1 氮营养盐表1列出了全区氮元素各种形态的浓度范围和平均浓度，3种溶解态无机氮（NO3-N、NO2--N、NH3-N）浓度之和即为溶解态无机氮（DIN）的浓度。
其中，总氮的浓度范围在0.63～1.81 mg/L，平均值为0.93 mg/L，参照国家《地表水环境质量标准》（GB 3838-2002）（下同）评价为Ⅲ类水。
氨氮的浓度范围在0.04～0.08 mg/L，平均值为0.05 mg/L，保持在Ⅰ类水，NO3-N的浓度范围在0.28～0.55 mg/L，平均值为0.40 mg/L，而NO2-N均未检出，可见水体中3种溶解态无机氮中以NO3-N为主。
由图2可见，2016年10～12月湖心区和东太湖的各形态氮的含量接近，胥湖各种形态氮的含量明显低于前两者。
根据同一湖区不同形态氮浓度的柱状高低比例，发现对于3个湖区而言，TDN/TN以及NO3-N/ DIN均超过一半，说明虽然不同湖区之间各种形态氮元素的含量有所不同，但湖区中总氮以溶解态氮为主，根据计算平均比例为77.7%，溶解态无杨文晶，等：苏州太湖水体氮、磷含量及形态组成分析第5 期表1 太湖苏州水域各形态氮的浓度水平单位:mg/L TN TDN NH3-N NO3--N NO2--N DIN 最大值 1.81 1.07 0.08 0.55 <0.0030.60 最小值0.63 0.50 0.04 0.28 <0.0030.32 平均值0.93 0.71 0.05 0.40 <0.0030.4542机氮中以硝酸盐氮为主，平均占87.6%。
图2 2016年10～12月各湖区不同形态氮的浓度示意图不同区域各种形态分配比例不一。
湖心区、胥湖、东太湖（三者顺序下同）TDN/TN的值分别为79.6%、78.9%、76.3%，湖心区总氮中溶解态氮的占比最大，东太湖最小，颗粒态氮的含量可能与径流汇入和浮游生物及其碎屑有关[6]；3个区的DIN/TDN值分别为66.3%、62.3%、69.7%，胥湖最小，东太湖最大；3个区的NO3-N/DIN分别为86.5%、89.0%、87.0%，湖心区最小，胥湖最大；3个区的NH3-N/DIN分别为12.8%、10.1%、12.4%，胥湖最小，湖心区最大。
图3 不同形态氮的比例变化示意图由于环境条件复杂多变，各种形态的浓度变化范围较大。
如图3中所示，NH3-N/DIN的变化幅度较小，维持在11%上下浮动；TDN/TN、DIN/TDN在10月中旬到11月中旬的1个月内，变化幅度大，上下波动频繁，可能与这个阶段植物生长逐渐停止，并且随着冬季的到来，植物会慢慢腐败沉积于底泥当中有关。
NO3-N是氮的稳定存在形式，且有不被悬浮颗粒物质吸附或包裹的保守行为[7]，因此NO3-N/DIN的变化幅度较小，在87%上下略微浮动。
3.2 磷营养盐活性磷酸盐（PO43-）又可以看作水样中溶解态无机磷酸盐的主要组成成分，同时过滤后的水样测定的总磷含量可以认为是总溶解态磷酸盐（TDP）的含量，而水样中的总溶解态有机磷（DOP）则可以从TDP与PO43-之差得到[8]。
未过滤的水样测定的TP浓度减去TDP后可得到总颗粒态磷酸盐（TPP）浓度。
表2是2016年10～12月全区各形态磷的含量。
其中，总磷的浓度范围在0.035～0.116 mg/L，平均值为0.068 mg/L，参照国家《地表水环境质量标准》（GB 3838-2002）（下同）评价为Ⅳ类水。
TDP的浓度范围在0.017～0.058 mg/L，平均值为0.036mg/L；TPP的浓度范围在0.004～0.066 mg/L，平均值为0.032mg/L；PO43-的浓度范围在0.013～0.024mg/L，平均值为0.024mg/L；DOP的浓度范围在0.003～0.026mg/L，平均值为0.011mg/L。
如图4所示，从湖泊水体的空间分布上来看，氮、磷浓度分布规律基本一致，3个湖区中，湖心区和东太湖的磷元素含量接近，胥湖各种形态磷的含量明显低于前两者。
湖心区、胥湖、东太湖（三者顺序下同）TDP/ TP的值分别为53.3%、64.1%、52.3%，东太湖总磷中溶解态磷的占比最小，与氮元素的规律相同，胥湖最大；3个湖区中，PO43-/TDP的值分别为65.7%、75.5%、67.1%，湖心区最小，胥湖最大。