嘉陵江回水区水体氮赋存形态特征及硝酸还原酶活性研究

摘要

三峡水利枢纽工程建成蓄水后,每年的1~4月成为人为控制水位变化的消落期,将形成落差高达30 m的水库消落带,由人为控制水位变化,势必使河流的自然水利水文状态发生变化,从而对三峡水库的水环境产生影响。目前有学者通过室内研究硅藻的大量增殖,发现随着藻类细胞的增长,培养液中的N、P和Si含量都逐渐下降,但P的变化幅度并不是很大,而当培养液中的N含量减少到最低点时补充氮源,发现几乎停止增长的硅藻细胞又重新开始继续增长,因此 N也可能是水体富营养化的诱发因子。在已有研究中,对三峡库区支流嘉陵江的水质情况研究并不多,对于嘉陵江水体中氮素的系统研究就更少,对嘉陵江水体硝酸还原酶活性的研究则几乎没有。因此,本文以嘉陵江为研究对象,通过对嘉陵江回水区水体的氮素进行连续的采样监测,以及对水体硝酸还原酶活性的检测,分别从氮素的赋存形态特征、硝酸还原酶活性和基本水质指标间的相关性等方面进行了分析研究,以期为三峡库区支流回水区水体富营养化的预警与应急管理提供基础数据,为深水型湖库水体富营养化与硝酸还原酶活性之间的相关性研究提供借鉴意义。
　　本研究主要内容包括：①嘉陵江回水区水体中TP的含量与长江水体中TP含量的变化规律相似,都是丰水期的TP含量明显大于其它水期,由此推测,嘉陵江回水区沿岸的磷污染主要为面源污染;嘉陵江回水区水体中的TP含量远小于两江交汇口长江段水体中的TP含量,仅为后者的38.4％。②嘉陵江回水区各采样点各形态氮含量在0.2m和3.0m水深处均无显著性差异,说明从0.2m到3.0m这段水深范围内的水体混合趋向于均匀。从沿程看,氨氮占TN的百分比呈逐渐下降趋势,硝态氮占TN的百分比沿程几乎没有变化,总有机氮占TN的百分比沿程逐渐上升。嘉陵江回水区水体的TN含量的季节变化并不明显,推断嘉陵江回水区的氮营养盐受农业面源污染和点源污染的程度相当。嘉陵江回水区水体中的TN含量略大于两江交汇口长江段水体中的TN含量。③对嘉陵江回水区各采样点进行单因素方差分析,得出按沿程方向,各采样点的硝酸还原酶活性并没有显著性差异,表明嘉陵江回水区的硝酸还原酶活性在空间分布上的异质性较小。硝酸还原酶活性与总藻数呈极显著正相关关系,表明当藻类数量增加后,硝酸还原酶的活性会增加,这与实验室培养的铜绿微囊藻的硝酸还原酶活性相一致。④水中总藻数与流速显著负相关,说明低流速有利于藻类生长。NO2-N与NO3-N极显著正相关,说明NO2-N与NO3-N有相似的变化规律。总藻数与TN极显著正相关,与NO3-N极显著负相关,与溶解性正磷酸盐(SRP)极显著负相关,与DO极显著正相关,表明水体中TN含量的增加,会诱使水中的藻类数量增加,由于藻类自身的生命活动,会吸收利用掉一部分NO3-N,而使NO3-N含量降低,另一方面藻类通过光合作用,释放O2,使水体中DO增加,一部分NO3-N转化为有机氮,使水体中NO3-N减少,总有机氮(TON)增加,推测藻类主要利用水体中的氮形态为NO3-N,磷形态为SRP。