水體營養(yǎng)鹽遷移轉(zhuǎn)化研究綜述

李竹

摘 要：文章綜述了國內(nèi)外水體營養(yǎng)鹽遷移轉(zhuǎn)化研究現(xiàn)狀及主要研究對象。目前國內(nèi)外學(xué)者對水體營養(yǎng)鹽遷移轉(zhuǎn)化研究主要分為兩部分-湖庫和河流，相對于河流而言，湖庫流速低，營養(yǎng)鹽富集現(xiàn)象明顯，更易形成水華，而對河流中營養(yǎng)鹽遷移轉(zhuǎn)化的研究多偏向于生物地球化學(xué)循環(huán)過程。

關(guān)鍵詞：營養(yǎng)鹽；遷移；轉(zhuǎn)化

水體中氮、磷營養(yǎng)鹽過剩引起富營養(yǎng)化乃至暴發(fā)水華問題已是世界性難題。資料顯示，如今我國66%以上的湖泊、水庫處于富營養(yǎng)化水平，其中重富營養(yǎng)化和超富營養(yǎng)化占22%[1]。以三峽庫區(qū)而言，自2003年6月完成139m蓄水后，受氮、磷等營養(yǎng)鹽輸入、回水頂托影響，香溪河、大寧河、小江等庫區(qū)支流水華現(xiàn)象嚴(yán)重，香溪河曾經(jīng)發(fā)生過嚴(yán)重的甲藻、硅藻以及隱藻水華[2]；小江發(fā)生過嚴(yán)重的甲藻、硅藻以及綠藻水華[3]；大寧河自2003年6月首次在雙龍暴發(fā)藍(lán)綠藻水華后[4]，2004年-2008年龍門至雙龍水域水華頻發(fā)，童莊河、大溪河、東溪河和黃金河支流同樣也發(fā)生過不同程度的甲藻水華[5]。

氮、磷是組成生命最基本生源要素，是水體生物地球化學(xué)循環(huán)的物質(zhì)基礎(chǔ)，在控制植物生長和河流湖泊初級生產(chǎn)力等方面具有重要的作用[6]。由此可見，如何準(zhǔn)確描述N、P營養(yǎng)鹽在不同溫度、pH、光強(qiáng)等條件下遷移轉(zhuǎn)化特征，從而有效控制藻類利用率是當(dāng)前解決水華泛濫問題首要任務(wù)。

1 水體營養(yǎng)鹽遷移轉(zhuǎn)化研究對象

水體富營養(yǎng)化問題已成為普遍存在的水環(huán)境問題，引起國內(nèi)外科學(xué)家的廣泛關(guān)注。水體富營養(yǎng)化問題大多在湖泊、水庫和海灣等封閉或者半封閉性水體發(fā)生。但近年來隨著工農(nóng)業(yè)和城市建設(shè)的不斷發(fā)展，我國部分河流如漢江等已頻繁出現(xiàn)富營養(yǎng)化現(xiàn)象[7]。

2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

2.1 湖庫

如今國內(nèi)外學(xué)者們都在積極研究湖庫中營養(yǎng)鹽遷移轉(zhuǎn)化特征，尤其是對于初級生產(chǎn)尤為重要的磷。雒文生等[8]對三峽庫區(qū)次級支流香溪河成庫后P素遷移轉(zhuǎn)化研究表明由于水動力條件的改變，大多數(shù)磷從入庫河口遷移至支流回水末端。Labry等[9]對Biscay海灣中水體進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)AP是影響DOP被浮游植物利用的主要影響因素，當(dāng)可溶性生物活性磷（SRP）含量不足以維持浮游植物生長時，AP會將DOP分解成活性無機(jī)磷供浮游植物利用。

Yoshida[10]等用同位素研究水庫沉積物間隙水中N營養(yǎng)鹽遷移轉(zhuǎn)化時發(fā)現(xiàn)硝化作用和反硝化作用均伴隨著同位素分餾效應(yīng)，反硝化作用時NO3-中輕同位素14N優(yōu)先消耗，導(dǎo)致NO3-中重同位素15N積累；硝化作用時，NH4+中14N先反應(yīng)，使NO3-中輕同位素富集，隨著NO3-濃度增加，重同位素15N值減少。

綜上所述，不同時期影響營養(yǎng)鹽遷移轉(zhuǎn)化因素不同，一般情況下生物活動占主導(dǎo)，而水庫截留時，大量逆向匯入庫灣的干流水體所產(chǎn)生的混合、頂托作用成為影響營養(yǎng)鹽遷移轉(zhuǎn)化主要因素。

2.2 河流

河流水體中營養(yǎng)鹽遷移轉(zhuǎn)化的研究主要與生物地球化學(xué)循環(huán)過程相關(guān)。王 等[11]采用？啄15N示蹤法對氮污染物沿程遷移轉(zhuǎn)化進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，豐水期河流中NH4+-N主要被植物吸收；44.6%的NO3--N通過反硝化作用消耗，55.4%被植物吸收，由此可見，植物吸收是水體氨氮、硝氮消耗的主要途徑，其次是反硝化反應(yīng)。

河流處于不斷流動狀態(tài)中，其中氮素最主要消耗過程為植物吸收，其次為硝化、反硝化反應(yīng)。除了常見污染來源外，國外學(xué)者用同位素驗(yàn)證地下水輸入同樣成為河流硝酸鹽濃度上升主要原因。

3 結(jié)束語

文章綜述表明：水底沉積物、間隙水中營養(yǎng)鹽遷移轉(zhuǎn)化是目前營養(yǎng)鹽循環(huán)研究熱點(diǎn)，但對水體真光層、混合層中營養(yǎng)鹽遷移轉(zhuǎn)化的研究尚不成熟。真光層、混合層深度與光照、溫度有關(guān)，當(dāng)溫度升高時浮游植物最適生長光照逐漸增大，此時浮游植物向真光層靠近以獲取更強(qiáng)光照，所以研究真光層、混合層中營養(yǎng)鹽遷移轉(zhuǎn)化對控制水華同樣具有重要意義。

水體中氮、磷一般條件下主要被浮游動、植物吸收利用，其次為在有機(jī)酶催化作用下轉(zhuǎn)化。一定范圍內(nèi)，當(dāng)水體pH上升時，會促進(jìn)銨根離子轉(zhuǎn)化為氨氣揮發(fā)；當(dāng)水體DO小于2mg/L時，有利于反硝化過程進(jìn)行，將硝酸根離子轉(zhuǎn)化為氮?dú)忉尫?，反之則有利于硝化反應(yīng)的進(jìn)行。除此之外，銨根、硝酸根離子還會被沉積物吸附。

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