闽江下游及河口区氮的时空分布及转化

作     者：侯昱廷 

作者单位：厦门大学 

学位级别：硕士

导师姓名：高爱国

授予年度：2017年

学科分类：08[工学] 0815[工学-水利工程] 

主      题：闽江下游及河口 无机氮 悬浮物氮 沉积物氮 季节分布 转化 

摘      要：闽江是福建省内最大的河流,在我国东南沿海有重要地位。历史上对闽江流域氮的研究基础比较薄弱,因此本研究于四个季节在闽江下游及河口区设站位进行水质、沉积物、悬浮物的全面调查,旨在分析研究区域不同形态氮的时空分布、组成转化及河口通量,综合讨论研究区域氮的地球化学循环。研究结果显示:1、溶解无机氮的分布及转化:研究区内不同形态DIN的空间分布不同,春夏季北段的NO-N含量整体高于南段,秋冬季南北段除个别高值站位外NO-N含量相当,南北港四个季节的NH-N及NO-N含量都因受城市污水影响而较高。季节变化上,NO-N南北段均为春季最高,河口段冬季最高,NH-N南北段秋季远高于其它三个季节,NO-N季节性变化不大。形态组成上,南北段四季的NH-N占比都不低,DIN组成上未达到热力学平衡,河口段则基本达到热力学平衡。DIN转换上,北段三氮之间的关系不仅受氧化还原过程影响,还受更为复杂的来源、生物过程及人类活动影响,南段三氮之间的相关性较为显著但也比较复杂,河口段三氮及DO、COD之间的关系季节差异比较明显。一个潮周期内的DIN垂直分布受涨落潮影响显著,枯水期受潮汐影响程度大于丰水期。对比历史资料,闽江下游及河口的DIN有较大幅度的年际增长,超标现象比较严重。2、悬浮物和沉积物的总氮分布:悬浮物TN(总氮)空间分布上夏秋季相似,冬季大樟溪段最高,春季高值区分布在大樟溪段和河口外海区。水体PN(颗粒氮)空间分布夏秋季相似,高值区集中在最大浑浊带,冬季高值区在大樟溪段,春季高值区分布于南北港汇合段。不同区域的悬浮物TN季节变化情况不同,而PN的季节波动及其区域差异相对悬浮物TN要小很多。悬浮物TN与TC在各区域各季节都有较显著的正相关性,反映了悬浮物碳氮的同源性。沉积物TN空间分布特征为北港最高,最大浑浊带与河口区最低。沉积物元素含量受季节及采样位置的影响较小,所处的沉积环境相对稳定。沉积物TN与TC正相关性非常显著,说明沉积物N元素与C元素也有明显同源性。结合河口区总氮的年际变化及环境评价,近年来闽江流域及河口沉积物氮污染较严重。3、氮的地球化学循环讨论:根据各形态氮的相关性分析,DIN与悬浮物氮及沉积物氮的相关关系在受人类活动影响相对较多的下游北段和受咸淡水混合过程影响较多的河口段比较差,在水体生物生长旺盛的夏秋季较差,三种形态DIN中NH-N与悬浮物氮及沉积物的相关性最显著。通过河口区DIN及PN不同季节的收支通量分析,得出闽江河口为NO-N及PN的源,NH-N及NO-N的汇。根据C/N比知,闽江河口区悬浮物氮的陆源输入特征更为显著,水生植物繁殖旺盛的季节悬浮物氮源的水生特征更为显著,不同区域的沉积物氮源都以水生为主。闽江下游及河口区表现出氮元素的陆源污染输入经河流段输送到河口区,并在河口区沉降存留的特征,指示了从流域陆源输入为切入点进行河口区氮元素污染管理调控的重要性。