太湖氮磷大气沉降及水体自净模拟实验研究

摘要

计算湖泊水环境容量是湖泊治理过程中重要的环节之一，大气沉降和湖泊自净通量是湖泊水环境容量的重要组成部分。本研究于2014年1月--2015年12月对太湖周边两个采样点太湖站和东山站进行了为期两年的大气沉降样品采集，在此基础上分析了太湖大气沉降的四季变化特征及估算了其入湖通量。并于2014年4月、2014年7月、2014年11月、2015年1月分别对太湖梅梁湾和太湖湖心进行水样采集和水体自净模拟实验研究。在分析了太湖梅梁湾（有泥、无泥）和太湖湖心四季水质144h自净过程变化的同时，还运用相关性分析对这两个湖区水体自净过程水质进行了分析。最后根据氮、磷自净系数计算方法，得到了太湖梅梁湾（有泥、无泥）和太湖湖心四季氮、磷自净系数，并对其进行了相关的分析，以期为太湖水环境容量和自净通量的研究以及综合治理太湖富营养化提供参考。主要的结论如下： 1．太湖2014和2015年氮（N）、磷（P）大气总沉降量春、夏季明显高于秋、冬季，太湖2014和2015年N年沉降量分别为1,3230t、9,309t，P年沉降量分别为750t、382t。 2．太湖水体自净模拟实验中，溶解氧（DO）变化的总规律为：春、夏季DO浓度变化幅度较秋、冬季高。根据各季节各实验桶中水体的总氮（TN）、总磷（TP）的浓度初始值和结束值可知，所测水体的水质在四季内均发生了一定程度的变化，且在春、夏季的变化趋势比秋、冬季明显。就悬浮物浓度（SS）和叶绿素（Chl-a）变化趋势来看，两者变化趋势很像，均在春、夏季波动大，秋、冬季变化幅度小。 3．通过对自净模拟实验过程水质进行相关性分析，可知在水体自净过程中，TN、TP、SS之间有必然的联系，它们之间存在着极显著正相关关系；SS、DO、Chl-a会因为季节不同、水体是否有泥、湖区不同在水体自净过程中体现不同的相关性关系，主要的原因与浮游植物浓度和活性、温度及光照有关。 4．通过计算得到了梅梁湾（有泥、无泥），湖心不同季节的氮、磷自净系数，太湖梅梁湾（无泥）TN四季自净系数为：0.0641d-1、0.1891d-1、0.1124d-1、0.0529d-1，TP为：0.579d-1、0.249d-1、0.198d-1、-0.192d-1；梅梁湾（有泥）TN夏、秋、冬自净系数为：0.209d-1、0.126d-1、0.069d-1，TP为：0.288d-1、0.226d-1、-0.074d-1；湖心TN四季自净系数为：0.0286d-1、0.0813d-1、0.117d-1、0.0706d-1，TP为：0.243d-1、0.034d-1、0.12d-1、-0.0851d-1。通过分析，我们得出不同湖区和不同季节氮、磷自净系数均不同，另外也存在一些季节水体自净过程氮、磷变化并不明显。

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