沙潁河周口段氮形態(tài)的時空變化及高濃度成因解析

馬 培，陳 納

(河南工程學(xué)院 環(huán)境與生物工程學(xué)院，河南 鄭州 451191)

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)域

沙潁河起源于河南新密，流經(jīng)鄭州、周口和阜陽等城市，在潁上縣沫河口注入淮河干流，河長620 km，流域面積40 000 km2(圖1)。從源頭到周口水文站為沙潁河上游，周口水文站到阜陽水文站為中游，之后為下游。其主要支流有沙河、潁河和賈魯河，3條河流于周口市交匯。該流域處于北溫帶季風(fēng)區(qū)，年平均氣溫為14～16 ℃；夏季高溫多雨，冬季寒冷干燥；年降雨量為770 mm，多集中在夏季[7]。

圖1 沙潁河流域及采樣點分布Fig.1 The Shaying River Basin and locations of sampling sites

1.2 樣品采集

樣品采集于沙潁河及其主要支流(賈魯河、沙河和潁河)，采樣點分別為沙潁河干流的周口水文站(114°39′36″E，33°37′33″N)、槐店水文站(115°05′25″E，33°23′09″N)，賈魯河的賈魯河閘(114°38′24″E，33°37′48″N)，沙河與潁河交匯處的大閘(114°36′36″E，33°37′45″N)，具體見圖1。采樣時間是2015年5—12月，樣品采集和分析每月一次，且樣品采集和分析均重復(fù)做3次。

1.3 樣品的測定

pKa=0.090 18+[2 729.92/(273.2+t)]，

(1)

FA濃度=總氨氮濃度×1/(1+10pKa-pH值)，

(2)

式中：t為水溫，℃；pKa為酸解離常數(shù)。

2 結(jié)果與討論

2.1 沙潁河水體中氮形態(tài)和含量的時空變化

圖2 2015年5—12月沙潁河水體氮形態(tài)和含量的時空變化Fig.2 Spatio-temporal variability of nitrogen forms and contents in the water of Shaying River during May to December, 2015

圖3 2015年5—12月沙潁河水體FA質(zhì)量濃度的時空變化曲線Fig.3 Spatio-temporal variability of FA in the water of Shaying River during May to December, 2015

2.2 沙潁河環(huán)境因子的時空變化特征及氮存在形態(tài)的影響因素

2015年5—12月沙穎河水體環(huán)境因子的時空變化見圖4。5—12月沙潁河各個采樣點水溫和pH值整體呈下降趨勢，水溫大致從27.1 ℃降至 2.0 ℃，pH值在5—7月為7.5左右，8月以后逐漸降低，10—12月僅有6.2±0.17。沙潁河水體DO質(zhì)量濃度為2.26～14.23 mg/L，均值為7.29 mg/L。5—12月沙潁河表層水體DO質(zhì)量濃度逐漸增加，12月最高，為(11.4±2.34) mg/L，最低值出現(xiàn)在6月，僅有(3.83±1.07)mg/L。CODCr質(zhì)量濃度在6月和9月出現(xiàn)兩個峰值，均值分別為(39.4±14.2)mg/L和(52.3±20.5)mg/L；其他月份CODCr質(zhì)量濃度相當(dāng)，維持在23.1 mg/L左右。

圖4 2015年5—12月沙潁河水體環(huán)境因子的時空變化Fig.4 Spatio-temporal variability of environmental parameters in the water of Shaying River during May to December, 2015

表1 沙潁河水體各種形態(tài)氮與環(huán)境因子Pearson相關(guān)分析Tab.1 Pearson correlation analysis between various forms of nitrogen and environmental parameters

3 結(jié)論