天津海河磷的分布特征

关键词:海河;总磷;正磷酸盐;总溶解态磷;水质

中图分类号:X52 　　　文献标识码:A 　　　文章编号:1004O6933 (2008) 03O0047O03

海河水系主要由南运河、大清河、子牙河、永定河、潮白河、北运河和蓟运河7 大河流组成[1 ] 。海河干流全长72 km ,西起金刚桥,东到海河闸,横贯天津市区、东丽区、津南区,于塘沽区汇入渤海。近年来,随着城市建设和经济的发展,海河污染日益严重,生物多样性下降,监测各断面均为Ⅳ类或Ⅴ类水质[2 ] ,已处于富营养化状态[3-4 ] 。

氮、磷为藻类的营养元素,过量的氮磷含量会造成水体的富营养化。特别是磷,目前已公认为大多数水体的富营养化限制性因子[5O8 ] 。磷在水体中一般以溶解性活性磷(SRP) 、溶解性非活性磷(SUP) 及颗粒态磷( PP) 三种形态存在。溶解性非活性磷为总溶解态磷(TDP) 与溶解性活性磷(SRP) 之差,总磷(TP) 与总溶解态磷之差为颗粒态磷[9 ] 。

通过对海河干流主要断面、相应排污渠和部分支流中的溶解性活性磷、总溶解态磷与总磷的测定分析,可以了解海河水体的营养状态,并为探讨磷在海河水体中的迁移转化以及治理海河富营养化提供基础资料。

1 　材料和方法

1. 1 　样品采集区域

采样地点如图1 所示。在海河干流和主要排污渠(支流) 一共采集29 个点。其中干流13 个,排污渠(支流) 16 个。

采样时间为2006 年6 月。样品采用聚四氟乙烯瓶盛放,运回实验室后以4 ℃保存并立即分析。

图1 　干流、排污渠( 支流) 的采样点

1. 2 　水样磷素分析方法

主要分析水样中的溶解性活性磷、总溶解态磷和总磷。3 种磷素的测定皆采用钼蓝法[10 ] 。溶解性活性磷采用0145μm 滤膜过滤测定,总溶解态磷在过0145μm 滤膜后,采用过硫酸钾消解测定,总磷直接经过硫酸钾消解后测定。

1. 3 　仪器与试剂

日本HIRAYAMA 生产的HV —50 型高压灭菌锅;SRPO2000UV 紫外可见分光光度计由上海光谱仪器有限公司提供。所采用试剂皆为分析纯。

2 　结果与讨论

2. 1 　干流磷的分布

海河干流中的SRP、TDP、TP 分布如图2 (a) 所示。3 种形态磷的分布在河段中游含量达到最高,即洪泥河和跃进河之间,这与周围的污染源较集中以及农业污染源分布较多有极大关系。

各采样点TDP 占TP 的大部分,即颗粒态磷的含量较低,原因为海河常年流量较小,且悬浮颗粒物浓度低。在TDP 中,SRP 的相对含量在上游与中游含量较低,即SUP含量较高,可能和其中大部分磷与有机质结合有关;而在海河下游(距洱闸40 km后)SRP 相对含量较高,说明下游污染源发生改变[9 ] ,有可能有点源向该区域输入磷。

与GB3838 —2002《地表水环境质量标准》[11 ]中的Ⅴ类水质比较,所监测断面总磷含量皆超标。说明海河干流磷污染严重。

图2 　磷的分布

2. 2 　排污渠(支流) 磷的分布

海河排污渠(支流) 的SRP、TDP、TP 质量浓度见图2 (b) 。TP 仍以TDP 为主,这点与干流中磷分布类似。TDP 中则主要以SRP 为主,双月泵站、跃进河闸例外。由于排污渠(支流) 附近的多数工矿企业将废水直接排入海河,这是造成SRP 含量高的主要原因。

排污渠(支流) 多数断面的含磷量比相应干流的高,例如洪泥河排污闸中3 种磷的含量分别都高于干流中的。分析原因主要是: ①在排污渠(支流) 向干流汇聚的过程中水体的自净作用; ②沉积物的吸附作用; ③干流水体的稀释作用。但也有断面例外,如洱闸、月牙河北闸、外河闸、小东庄、中心桥与营房村干流的总磷含量要高于其对应排污渠中的含量,可能这些断面有污染源直接向干流排放,其具体原因还需进一步探讨。

3 　结　论

a. 海河干流各断面的TP 质量浓度为014～315mg/ L ,SRP 质量浓度为0109～0175 mg/ L ,TDP 质量浓度为0124～1142mg/ L ,多数断面质量浓度超出GB3838 —2002《地面水环境质量标准》Ⅴ类标准。

b. 海河排污渠(支流) 各断面SRP 质量浓度为0101～3163mg/ L ,TDP 质量浓度为0112～4116mg/ L ,TP 质量浓度为012～510 mg/ L 。除洱闸、月牙河北闸、外河闸、小东庄、中心桥与营房村6 个点外,其余断面排污渠(支流) 的含磷量均高于相应干流。

c. 海河干流与排污渠(支流) 中的TP 以TDP 为主,干流中多数样点的SRP 较低,但排污渠(支流)中TDP 以SRP 为主,说明其污染源发生了变化。

参考文献:

[1 ] 赵静,王德荣,崔淑贞. 天津海河二道闸以下河段水质溶解氧模型分析[J ] . 农业环境保护,1996 ,15 (1) :29-31.

[2 ] 刘国华,傅伯杰,杨平. 海河水环境质量及污染物入海通量[J ] . 环境科学,2001 ,22 (4) :46-50.

[3 ] 秦保平,翟德华,袁倩,等. 海河水生生态系统研究[J ] . 城市环境与生态,1998 ,11 (1) :48-51.

[4 ] 袁倩,林坚,袁秀文,等. 天津市汛期排水对海河的污染[J ] . 城市环境与城市生态,1998 ,11 (增刊) :23-25.

[5 ] JARVIE H , J¨URGENS M D , WILLIAMS R J , et al. Role of river bed sediments as sources and sinks of phosphorus across two major eutrophic UK river basins : the Hampshire Avon and Herefordshire Wye [ J ] . Journal of Hydrology , 2005 , 304 :51-74.

[6 ]Organisation for Economic Cooperation and Development ,1982.Anon. Eutrophication of waters : monitoring , assessment and control. OECD , 1982 , Paris.

[7 ] HECKY R E , KILHAM P. Nutrient limitation of phytoplankton in freshwater and marine environments : a review of recent evidence on the effects of enrichment [ J ] . Limnology and Oceanography 1989 , 33 (4/ 2) : 796-822.

[8 ] MAINSTONE C P , PARR W. Phosphorus in rivers2ecology and management [J ] . Sci Tot Environ , 2002 , 282/ 283 : 25-47.

[9 ] BOWES MJ , HOUSE WA , HODGKINSON R A. Phosphorus dynamics along a river continuum[J ] . The Science of the Total Environment , 2003 , 313 : 199-212.

[10 ] 国家环境保护局. 水和废水监测分析方法[M] . 4 版. 北京:中国环境科学出版社,2002.

[11 ] GB3838 —2002 ,地表水环境质量标准[ S] .

作者简介:安敏(1982 —) ,女,山西晋中人,硕士研究生,研究方向为水污染控制。