南甕河自然保護(hù)區(qū)砍都河河水水質(zhì)分析

湛鑫琳，韋昌雷，王立中，劉德文

(大興安嶺農(nóng)林科學(xué)院，黑龍江嫩江源森林生態(tài)系統(tǒng)國(guó)家定位觀測(cè)研究站，黑龍江 大興安嶺 165000)

為了更好地研究分析南甕河自然保護(hù)區(qū)地表水的水質(zhì)狀況，我們以砍都河的河水為例，在2019年6—10月的平、豐水期對(duì)水體中高錳酸鉀指數(shù)、化學(xué)需氧量、生化需氧量、氨氮、總磷、亞硝酸鹽氮、葉綠素a、磷酸鹽等8項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行了監(jiān)測(cè)。評(píng)價(jià)結(jié)果可供有關(guān)管理部門、科研人員了解和掌握南甕河保護(hù)區(qū)內(nèi)地表水環(huán)境質(zhì)量的現(xiàn)狀，為從事環(huán)境保護(hù)與評(píng)價(jià)的人員提供數(shù)據(jù)支撐，為嫩江源水源地的治理保護(hù)提供重要依據(jù)。

1 研究區(qū)域概況

研究區(qū)位于南甕河國(guó)家自然保護(hù)區(qū)，地處寒溫帶，為中國(guó)最寒冷地區(qū)，保護(hù)區(qū)屬于水域內(nèi)陸濕地生態(tài)系統(tǒng)類型。其水系屬嫩江水系，為嫩江主要發(fā)源地，境內(nèi)河流均為嫩江支流，主要河流有二根河、南陽(yáng)河、南甕河、砍都河。

南甕河自然保護(hù)區(qū)的徑流由雨雪、地下水混合補(bǔ)給,徑流的年內(nèi)分配變化大，絕大部分集中在6—9月份的汛期，而冬季徑流只占年徑流的5%左右[1]。 根據(jù)年水文特征，將全年分為3個(gè)水期: 6—9月為豐水期，4—5月、10—11月為平水期，1—3月、12月為枯水期。牛亞芬等[2]分析認(rèn)為枯水期水質(zhì)好于豐、平水期。

2 研究方法

2.1 水樣的采集和保存

按照GB3838-2002地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的要求使用聚乙烯瓶進(jìn)行水樣采集，在樣品分析之前，樣瓶在低溫避光條件下貯存，并采取一些專門的保存措施。

2.2 檢測(cè)項(xiàng)目及檢驗(yàn)方法

檢測(cè)指標(biāo)與檢驗(yàn)方法見表1。

表1 檢測(cè)指標(biāo)與檢驗(yàn)方法

3 結(jié)果與分析

3.1 單因子評(píng)價(jià)

選取砍都河河水的高錳酸鉀指數(shù)、化學(xué)需氧量、生化需氧量、氨氮、總磷等五項(xiàng)指標(biāo)作為評(píng)價(jià)因子，依據(jù)《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3838—2002)[3]進(jìn)行單因子評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)結(jié)果見表2。從月份來(lái)看，6、10月水質(zhì)要優(yōu)于7—9月，即平水期的水質(zhì)優(yōu)于豐水期。從各項(xiàng)指標(biāo)來(lái)看，高錳酸鉀、化學(xué)需氧量、生化需氧量三個(gè)指標(biāo)結(jié)果較差，這三個(gè)指標(biāo)都是反映水體中有機(jī)物含量的，說(shuō)明砍都河河水的有機(jī)物含量超標(biāo)；而氨氮、總磷兩項(xiàng)營(yíng)養(yǎng)元素指標(biāo)，除個(gè)別月份外，基本符合或優(yōu)于地表水Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)，不存在富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象。

表2 單因子評(píng)價(jià)結(jié)果

3.2 有機(jī)污染指標(biāo)分析

將高錳酸鉀指數(shù)、化學(xué)需氧量、生化需氧量三個(gè)指標(biāo)做成圖表，如圖1所示，三個(gè)指標(biāo)隨月份呈現(xiàn)波動(dòng)性的變化。南甕河自然保護(hù)區(qū)地表森林茂盛，不同植物表面、暗棕壤和枯枝落葉層中都含有豐富的有機(jī)質(zhì)?？扯己雍影毒€兩側(cè)主要是落葉松林和白樺林，我們對(duì)林地的土壤及枯枝落葉層進(jìn)行化驗(yàn)分析，土壤的有機(jī)質(zhì)含量分別為7.23%和9.14%，枯枝落葉層的有機(jī)質(zhì)含量分別為16.4%和16.5%?？梢姡S著雨水的沖刷、溶淋，大量的有機(jī)質(zhì)進(jìn)入水體，是導(dǎo)致水體中有機(jī)質(zhì)超標(biāo)的主要原因。三個(gè)指標(biāo)隨著月份變化均出現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)，結(jié)合杜浩等的研究[4]，分析認(rèn)為造成這不同月份差異的原因可能是冬季之后，植被表面、有機(jī)質(zhì)層和土壤中沉積了大量的可溶性有機(jī)物。6月份開始降雨量少，7—8月份降雨量逐漸增加，對(duì)可溶性有機(jī)物質(zhì)進(jìn)行沖洗，導(dǎo)致了河水中有機(jī)物濃度呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，而到了9—10月，大量積累逐漸被稀釋，濃度又開始下降。另一方面，從6月份開始，氣溫逐漸升高會(huì)加快植物的生長(zhǎng)代謝和腐殖質(zhì)的氧化分解速度，8月份達(dá)到峰值，到9月份氣溫開始下降，植物的生長(zhǎng)代謝以及腐殖質(zhì)的分解速度又會(huì)下降。

圖1 高錳酸鉀指數(shù)、化學(xué)需氧量、生化需氧量隨月份變化

3.3 營(yíng)養(yǎng)元素指標(biāo)分析

總磷、氨氮和亞硝酸鹽氮三項(xiàng)指標(biāo)，呈現(xiàn)出和有機(jī)質(zhì)污染相似隨月份的波動(dòng)變化。研究區(qū)為自然保護(hù)區(qū)，并不存在生活污水以及農(nóng)田肥水流入導(dǎo)致氮、磷元素含量增加的情況，其隨月份的變化可能是由于雨水淋洗森林植被所致，也可能是隨溫度變化，河流底部沉積物釋放出氮磷鹽的內(nèi)源作用所致。

水體內(nèi)藻類并不多，水體中葉綠素含量在0.010～0.039之間。磷酸鹽是總磷中最容易被生物吸收利用的部分，能顯著影響水體中藻類的生長(zhǎng)狀況[5]，而根據(jù)檢測(cè)結(jié)果，水體中磷酸鹽并未檢出，這可能是水體中藻類并不繁盛的原因。且葉綠素a的含量和氮磷的變化沒(méi)有出現(xiàn)相關(guān)性，可見水藻的生長(zhǎng)不僅需要氮磷等營(yíng)養(yǎng)元素，還受其他條件的影響控制。

圖2 氨氮、總磷、亞硝酸鹽氮、葉綠素a隨月份變化

4 結(jié)論

總體來(lái)說(shuō)，砍都河水體平水期的水質(zhì)要優(yōu)于豐水期。豐水期內(nèi)水體的有機(jī)質(zhì)含量超標(biāo)，這主要是因?yàn)樨S水期降雨豐富，雨水的沖刷、溶淋會(huì)使森林生態(tài)系統(tǒng)中植被表面、有機(jī)質(zhì)層和土壤中沉積的大量可溶性有機(jī)物進(jìn)入水體，且豐水期適宜的溫度會(huì)加快植物的生長(zhǎng)代謝以及腐殖質(zhì)的氧化速度。水體內(nèi)氮磷的營(yíng)養(yǎng)元素基本符合《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3838—2002)的三類標(biāo)準(zhǔn)，不存在富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象，水體內(nèi)藻類不繁盛，且藻類的含量和水體中的氮磷含量不存在相關(guān)性。