天津市5個水體鈣、鎂、鈉、鉀離子含量與污染狀況分析

楊靜慧，朱 逴，龔無缺，張偉玉，張 超，李金龍

（1.天津農(nóng)學(xué)院 園藝園林學(xué)院，天津300384；2.天津農(nóng)學(xué)院 機電工程學(xué)院，天津 300384；3.天津朔方綠色科技發(fā)展有限公司，天津300384；4. 天津逸駕新游科技有限公司，天津 300000）

天津市5個水體鈣、鎂、鈉、鉀離子含量與污染狀況分析

楊靜慧1，朱 逴1，龔無缺1，張偉玉2，張 超3，李金龍4

（1.天津農(nóng)學(xué)院 園藝園林學(xué)院，天津300384；2.天津農(nóng)學(xué)院 機電工程學(xué)院，天津 300384；3.天津朔方綠色科技發(fā)展有限公司，天津300384；4. 天津逸駕新游科技有限公司，天津 300000）

通過了解天津市水體中主要陽離子含量來為水體合理利用提供技術(shù)依據(jù)。通過原子吸收光譜法分別對武清大黃埔濕地、官港濕地、海河、七里海濕地和西青荷花池5個水中的Ca2+、Mg2+、K+、Na+濃度進行了分析。結(jié)果顯示：Ca2+濃度和Na+濃度分別為1.42～2.82 mg·L-1和3.46～5.16 mg·L-1，即5個水體的Ca2+和Na+含量均在正常范圍內(nèi)；Mg2+濃度均超標(biāo)，七里海濕地最高為4.30 mg·L-1，市區(qū)海河水最低為3.20 mg·L-1，其余介于兩者之間；K+濃度差異較大，七里海濕地污染較重為4.18 mg·L-1，其次是官港濕地，其余水體含量低，屬正常范圍?？傊?，七里海水質(zhì)較差，其中Mg2+、K+濃度高；官港濕地、西青和武清水質(zhì)中等，均為Mg2+濃度較高；市區(qū)的海河水水質(zhì)最好，僅Mg2+濃度略高。

天津；水體；陽離子；污染

隨著人們環(huán)保意識的不斷增強，人們對水體污染問題也越來越重視[1]。隨著工業(yè)化強度不斷提高，水域附近人口的大幅增加，工業(yè)廢水和生活污水成為了水質(zhì)惡化的驅(qū)動力；城市化過程和農(nóng)村社會經(jīng)濟發(fā)展對水體污染物濃度水平的影響也非常顯著[6]。目前，不少學(xué)者對各地區(qū)的水環(huán)境狀況[7-11]，水體的N、P的富營養(yǎng)化研究較多[12-15]，但關(guān)于鈣、鎂、鈉、鉀等金屬元素對水體的污染問題研究則較少。

鈣、鎂、鈉、鉀對生物有較大的影響。人高血鎂中毒時,可產(chǎn)生四肢軟弱無力及心律紊亂等癥狀,重者昏迷[16]。鈣在人體內(nèi)的平衡若被破壞，則會影響骨骼、牙齒的發(fā)育和結(jié)構(gòu),并會導(dǎo)致相關(guān)的40多種疾病[17]。飼料中鎂水平的升高，可使鱸魚增重率（WGR）和特定生長率（SGR）下降[18]。Ca2+濃度是影響凡納濱對蝦增重和成活的主要因子，Ca2+濃度和Mg2+濃度的交互作用極顯著地影響凡納濱對蝦M3育成P10的成活率[19]。鈣鎂離子含量的增加可以促進藍藻的生長[20]，加速藍藻對水體的污染。人類鹽的攝入量與高血壓關(guān)系密切，高血壓患者會出現(xiàn)鈉水潴留、低鉀血癥等臨床表現(xiàn)[21]。鉀對維護人體心臟的正常功能、維持細胞的新陳代謝有重要作用，鉀有助于人體神經(jīng)傳導(dǎo)功能的正常運行,它與鈉共同作用可調(diào)節(jié)人體內(nèi)液體的酸堿度；人體缺鉀或鉀過量都對健康有影響[22]。因此，研究水體中的鈣、鎂、鈉、鉀離子的含量和污染程度，對水體的開發(fā)利用和保護有重要的指導(dǎo)意義。

1 材料和方法

試驗地點分別選在天津?qū)幒悠呃锖竦毓珗@、濱海新區(qū)官港濕地東北側(cè)、武清大黃埔濕地（大黃埔路附近）、市區(qū)海河（海河?xùn)|路段）、天津農(nóng)學(xué)院東校區(qū)荷花池。在水體邊緣1～3 m處使用S型3點取樣法取水，水樣貯于聚乙烯瓶中，用硝酸調(diào)制pH值<2，低溫儲存。用0.5%優(yōu)級純硝酸溶液作稀釋劑，稀釋標(biāo)準溶液成標(biāo)準系列，用鉀、鈉、鈣、鎂的空心陰極燈作光源，用PerkinElmer AAnalyst 400火焰原子吸收光譜儀進行各地區(qū)樣品中鈣離子、鈉離子、鎂離子、鉀離子含量測定[23]。每處理3次重復(fù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 天津市5個水體中Ca2+濃度分析

由圖1可以看出，5個水體Ca2+濃度有明顯差異。大黃埔濕地、官港濕地，市區(qū)海河、七里海濕地、西青地區(qū)的Ca2+濃度分別是：1.87，1.42，2.76，2.82，2.19 mg·L-1，其中七里海的最高，市區(qū)次之，官港最低。據(jù)劉其霞[24]的研究報道，輕度污染的人工濕地中Ca2+濃度為67.44 mg·L-1。因此，本試驗中5個水體的Ca2+濃度均在安全范圍內(nèi),水體未被Ca2+污染。

圖1 天津市不同地區(qū)水體中Ca2+濃度

2.2 天津市不同地區(qū)水體中Mg2+濃度分析

由圖2可以看出，5個水體Mg2+濃度有明顯差異。武清大黃埔濕地、官港濕地、市區(qū)海河、七里海濕地、西青地區(qū)的Mg2+濃度分別是：3.77，3.90，3.20，4.30，3.62 mg·L-1。根據(jù)劉其霞[24]的研究報道，輕度污染的人工濕地中Mg2+濃度為2.27 mg·L-1。因此，供試5個水體的Mg2+濃度均超過了輕度污染程度，水環(huán)境污染較為嚴重。根據(jù)污染程度可以確定七里海為重度污染，官港、西青和武清為中度污染，市區(qū)為輕度污染。七里海污染重，可能與七里海周邊的工業(yè)區(qū)較多有關(guān)。市區(qū)的海河污染相對較輕與其海河保護，周邊污水排放較少有關(guān)。

圖2 天津市不同地區(qū)水體中Mg2+濃度

2.3 天津市5個水體中K+濃度分析

由圖3可以看出，5個水體中K+濃度有明顯差異。武清大黃埔濕地、官港濕地、市區(qū)海河、七里海濕地、西青荷花池水中的K+濃度分別是：0.395，1.71，0.78，4.18，0.396 mg·L-1。據(jù)劉其霞[24]的研究報道，輕度污染的人工濕地中K+濃度為1.70 mg·L-1。因此，七里海污染較重，是官港濕地的2.44倍。官港濕地為輕度污染，市區(qū)、西青、武清地區(qū)含量較低，屬于正常的、沒有被污染的水體。七里海濕地的K+濃度高可能與七里海周邊存在漁場有關(guān)，因為魚類飼料中含有較多的營養(yǎng)元素K+。

圖3 天津市不同地區(qū)水體中K+濃度

2.4 天津市5個水體中Na+濃度分析

由圖4可以看出，5個水體的Na+濃度差異較小。武清大黃埔濕地、官港濕地、市區(qū)海河水、七里海濕地、西青地區(qū)的K+濃度分別是：4.54，4.67，3.46，5.16，4.54 mg·L-1。據(jù)劉其圖4 天津市不同地區(qū)水體中Na+濃度霞[24]的報道，輕度污染的人工濕地中Na+濃度為5.18 mg·L-1。因此，供試5個水體的Na+濃度基本屬于正常范圍。

圖4 天津市不同地區(qū)水體中Na+濃度

3 結(jié) 論

天津市5個水體的Ca2+濃度為七里海最高，官港濕地最低，市區(qū)海河、西青、武清介于兩者之間，但均在正常范圍；Mg2+濃度均超標(biāo)，七里海濕地含量最高，官港、西青和武清居中，市區(qū)含量最低，均為輕度污染；K+濃度差異較大，七里海污染較重，官港濕地為輕度污染，市區(qū)、西青、武清水體含量屬于正常范圍；各水體的Na+濃度基本屬正常范圍?？傮w上看，七里海水質(zhì)較差，其中Mg2+、K+濃度高；官港濕地、西青和武清水質(zhì)中等，均為Mg2+濃度較高；市區(qū)的海河水水質(zhì)最好，僅Mg2+濃度略高。

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1002-0659（2016）06-0005-03

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A

2016-04-20

天津市農(nóng)委項目“彩葉樹優(yōu)良品種繁殖、栽培技術(shù)示范與推廣”（201502100）；天津市科技成果轉(zhuǎn)化及產(chǎn)業(yè)化

推進計劃項目“優(yōu)質(zhì)彩葉北美海棠新品種種苗的規(guī)模化繁育”（14ZXNZNC0040）

主要作者簡介:楊靜慧（1961-）,女,教授,博士,主要從事園藝植物栽培、抗逆生理和分子育種研究。

試驗研究