太湖水域氮-磷环境容量研究

第��卷第!期∀##!年�月人民长江∃%&∋()凡∗)+,−./��阮012/!∀345!文章编号6#一78�《∀#!5!一仪犯�一#�太湖水域氮、磷环境容量研究朱锦旗‘,∀徐但力‘3/中国地质大学3武汉5环境学院,湖北武汉7�34987:∀/江苏土地开发整理中心,江苏南京∀345∀7摘要6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�!;、��、卯!年太湖水生植物的净化效率的研究,发现每千克植物生物量可截流固定7/�的氮和#/��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∀34介年以及后续若干年东太湖水质保持在班类水标准为约束,计算出∀3458年太湖外源全氮负荷的总量控制应保持在/!�万∋,外源全磷负荷的控制量为7�一∀78�∋。为保证东太湖水质全面达到皿类,必须严加保护东太湖现有的高等植物密集区。关键词6水域生态系统:氮磷:环境容量:太湖中图分类号648文献标识码6<最近∀#=来,伴随太湖流域经济的高速发展,大量污染物排放进人太湖,已导致太湖水质不断恶化,富营养问题日益严重。∀印8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7/8>,总磷为7#>,因此,人湖氮、磷的控制是治理太湖污染,也是防止水华爆发、?−≅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∀侧⋯58年氮、磷的环境容量和∀朋8年外源氮、磷负荷的控制量。研究区概况太湖是我国第三大淡水湖,湖泊面积为∀/7∀8!万ΑΑ%∀,湖区整体呈椭圆形,南北长;!/ΒΧΔ,东西平均宽�7ΧΔ,最宽处Β/�ΧΔ,湖岸线全长约��/(ΧΔ,平均水深/∀�Δ,最大水深∀,印Δ,是一个典型的浅水型湖泊。太湖总蓄水量约为78亿耐,是一个良好的蓄水湖。太湖水位比较稳定,年平均水位∀/!�一�/∀8Δ,年变幅一般在/ΕΑ/ΦΔ之间,历年变幅可达(Δ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。太湖年平均水温8℃左右,月平均最高值为!月,最低为Α月,与气候变化一致。太湖地区地处亚热带,气候温和,雨水充沛,日光充足,年平均温度为巧/�一;/�℃∀太湖水域生态系统的环境容量评价∀/太湖水域生态系统环境容∋的计算本次研究将目标锁定在东太湖,相关的约束为6�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班类水的状态�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由输人、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△#二八湖一几湖一瑞固!∃∀式中乙#为当年与前一年全太湖全氮或全磷总量的变化量,%�&人湖为当年人湖的全氮或全磷总量,%�几湖为当年出湖的全氮或全磷的总量,%�瑞固为当年全太湖截流固定的全氮或全磷的总量,%∋式川中,△(二蝙水、△)湖水,其中蝙水为太湖水体总体积,在假定诸年出人湖水量均衡的条件下,喃水为一定值,约为料∗+亿时�△。湖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,不同年份的。伽水可由图,的曲线内插获得。几湖二口出湖−。出湖,其中.出湖为出湖总水量,包括河流年排出量和年人工引水量之和�。出湖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∃∀/’一’〕。由!∃∀式可以求出瑞固,有关各年份的端固的计算结果列在表,中。应该指出,尽管式!∃∀描述的是集中参数系统,反映的是全收稿日期0123一24一,4作者简介0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。�#人民长江∀345!年氮或全磷的平衡关系,尚不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3即内源污染5已包含在△Γ中,换句话说,△Γ为当年盈余的外源负荷量和内源释放量之和。由于�!;一�!年东太湖水质综合评判结果3表∀5均处于Δ类水范围3Η?�!�!一∀#∀5,所以,诸年的Ι湖固近似代表了出湖水为Δ类水前提下,吸收截流外源的负荷量,即环境容量。具体的环境容量如下6�!;年总氮的环境容量为∀7#∀�/−∋3占