羅時江濕地對總氮、總磷削減效果的初步分析

楊 桐

（大理市洱海保護管理局，云南大理671000）

羅時江濕地對總氮、總磷削減效果的初步分析

楊 桐

（大理市洱海保護管理局，云南大理671000）

本研究考察了羅時江濕地對污染水體中總氮和總磷的脫除效率，濕地出口處與入口處總氮總磷的變化規律及總磷、總氮的綜合降解系數。結果表明：羅時江濕地對總氮的平均去除效率為50.8%，對總磷的平均去除效率為24.4%；濕地出口水體總氮含量的變化與入口水體總氮含量的變化不一致，出口水體中總磷含量的變化與入口水體中總磷含量的變化基本保持一致；總氮、總磷的平均綜合降解系數分別為0.414L／d、0.225L／d。

總氮；總磷；脫除效率；降解系數；羅時江濕地

洱海是大理人民的母親湖，是大理市主要飲用水源地。隨著大理城市化進程的加快和旅游業的發展，洱海污染負荷逐年增加。為有效控制洱海污染負荷，削減入湖河流的污染物是主要措施之一。羅時江是洱海主要入湖河流，其入湖水量達洱海總補給水源的5.9%，是洱海污染負荷輸入的主要途徑。2009年大理市恢復建設羅時江濕地，形成了削減羅時江污染負荷的最后一道屏障。羅時江濕地屬于人工表流濕地，其主要是通過植物、微生物的吸收轉化、土壤吸附等作用達到削減污染物的目的。

氮、磷是引起水體富營養化的主要污染物［1－3］，2013年9月以來洱海出現藍藻大面積聚集現象，水體富營養化程度加劇。羅時江作為洱海主要入湖河流，其入湖水體中總氮與總磷的含量將直接影響洱海水體的水質狀況。本研究考察了羅時江濕地出口水體總氮、總磷含量的變化與入口水體總氮、總磷含量的變化規律，羅時江濕地對水體中的氮磷去除效率以及對總氮、總磷的平均綜合降解系數，為羅時江濕地及洱海流域的管理提供相關的參考。

1 研究方法

1.1 監測點的布設

羅時江濕地四周無其他污染源輸入，未臨近村落，因此本研究選取羅時江入濕地口和入湖口兩個水質監測斷面［4，5］。

1.2 監測時間

2014年1—5月，每周1次，均在晴天開展野外取樣，并及時帶回實驗室24h內測定。

1.3 實驗儀器與方法

752N紫外可見分光光度計 （上海菁華科技有限公司），電子天平AL104（梅特勒－托利多儀器有限公司），壓力蒸汽滅菌器SYQ－DSX－280B（上海申安）。

總磷的測定采用鉬酸銨分光光度法 （GB－11893－89）；總氮的測定采用過硫酸鉀氧化紫外分光光度法［5］。在水樣測定過程中每次做2個空白樣，每份水樣做3個平行。

2 結果與分析

實驗考察了羅時江濕地入口與出口處總磷和總氮的變化情況，在采用分光光度法測定水樣中的總磷和總氮時標準曲線的相關系數R2均＞0.999。

2.1 濕地對總氮的去除

實驗考察了羅時江濕地入口與出口處總氮的變化情況，如圖2所示。

從圖2中可以看出，1—5月羅時江濕地入口總氮輸入呈下降趨勢，這是由于濕地入口處總氮的含量受上游含氮污染源的排放濃度影響較大，在考察期間可能由于上游含氮污染物的排放逐漸減少，農業生產等面源污染相對下降導致總氮負荷量下降。此外，由圖2可知濕地出口處與入口處水體中總氮的變化并不一致，甚至出現相反的情況，這表明在實驗期間濕地對水體中總氮的去除效率并不是恒定的。這主要是因為濕地對水體中氮的去除效率受到濕地中植物和相關功能微生物的生長代謝的影響較為顯著，在不同的月份內濕地中各功能生物體的生長代謝情況、數量以及在不同氮含量的水體中各生物體對氮的吸收利用效率存在顯著差異。由表1可知，羅時江濕地對水體中總氮的去除效率最高可達72.8%，平均去除率為50.8%，羅時江濕地在較長時間的運行后對水體中的總氮仍具有較好的去除效率。

表1 羅時江濕地2014年1－5月TN、TP去除率 %

2.2 濕地對總磷的去除

實驗考察了羅時江濕地入口與出口處總磷的變化情況，如圖3所示。從圖3中可以看出，在實驗考察期間羅時江濕地入口水體中總磷的含量總體呈上升趨勢，這是由于濕地入口處上游污染源所排放的污染物中磷含量較高，或是由于上游河段長期未進行底泥清除導致河道底泥中磷含量較高，底泥中的磷釋放到水體中。羅時江濕地出口水體中總磷的含量呈上升趨勢，與入口處水體中磷含量的變化基本一致，這是由于羅時江濕地對磷的去除效率較低，這與國內外一些學者得出的結論是一致的［6，7］。從表1的結果中可以看出本研究中的羅時江河口濕地對磷的去除效率最高可達54.3%，平均去除效率僅為24.4%。在3月份，濕地對磷的去除率為－15.4%，這可能是由于濕地河道內底泥長期未清除，底泥中的磷含量較高釋放到水體中，也可能與濕地內脫磷生物體 （特別是復合脫磷微生物菌群）的代謝活動有關。此外有相關文獻報道，來水中TP濃度較低時，人工濕地不但不會發揮脫磷作用，反而會從基質中釋放磷，導致出水口TP濃度的增加［8，9］。

2.3 濕地總磷、總氮綜合降解系數的測算

羅時江濕地進水口僅為羅時江上游河道和黑泥溝，污染源單一，無其他外源污染輸入，因此采用一維水質模型［10］計算總氮、總磷綜合降解系數，計算式如下：

式中：t—流經河段初始斷面與末端斷面的時間間隔，d；C0—河段初始斷面的污染物質量濃度，mg／L；C—河段末端斷面的污染物質量濃度，mg／L；K—污染物綜合降解系數。

根據TN、TP的水質監測結果及濕地的停留時間，計算得出羅時江河口濕地TN、TP的綜合降解系數如表2所示。

表2 2014年羅時江濕地1—5月TN、TP綜合降解系數（1／d）

由表2可見，羅時江濕地總氮、總磷的平均降解系數分別為0.414 L／d、0.225 L／d，總氮的降解系數高于總磷的降解系數。這是由于羅時江濕地主要是通過水生植物吸收、轉換的方式來降解污染物，而植物在總磷去除中作用較小［6，7］。

3 結論

（1）羅時江濕地對總氮的平均去除效率為50.8%，對總磷的平均去除效率為24.4%。由于水體中總氮的去除受到濕地脫氮功能生物體的生長代謝活動等因素的影響較大，濕地對總氮的去除效率波動較大，濕地出口水體總氮含量的變化與入口水體總氮含量的變化并不一致；雖然總磷的去除也受濕地脫磷功能生物體的生長代謝活動等因素的影響，且濕地對總磷的脫除效率也具有一定的波動性，但由于濕地對水體中總磷的去除效率較低，故出口水體中總磷的變化與入口水體中總磷的變化基本保持一致。

（2）采用一維水質模型計算出羅時江濕地總氮、總磷的平均綜合降解系數分別為0.4141／d、0.2251／d。本研究的結果將為羅時江河口濕地的管理與優化以及洱海流域的總磷、總氮的濕地去除，提供科學合理的數據支撐。

（3）羅時江濕地自建成后，已運行4a，底泥污染物沉積，內源污染負荷逐年增加。管理單位應適時開展底泥疏浚清淤工作，并及時打撈死亡水草、漂浮物等，有效削減濕地的內源污染負荷，確保濕地發揮凈化入湖河流水質的實效，達到改善洱海水質的目標。

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Analysis of the Removal Efficiency of Total Nitrogen and Total Phosphorus throughLuoshijiangW etland

YANG Tong
（Erhai Lake Conservation and Management Bureau of Dali，Dali Yunnan 671000，China）

This paper studied the removal efficiency of total nitrogen and total phosphorus，the variation of total nitrogen and total phosphorus in the inletand outlet，and the degradation coefficientof these two pollutantsthroughLuoshijiang wetland.The results showed thatthemean removal efficiency of total nitrogen and total phosphoruswere 50.8%and 24.4%respectively.The variation of total nitrogen was inconsistent between outlet and inlet.While the change of total phosphorus remained consistent in the inletand outlet.The degradation coefficients of total nitrogen and total phosphoruswere 0.414L／d and 0.225L／d respectively.

total nitrogen；total phosphorus；removalefficiency；degradation coefficient；Luoshijiangwetland

X52

A

1673－9655（2015）02－0041－03

2014－08－19

楊桐 （1986－），女，白族，云南大理人，碩士，主要從事湖泊生態學方面的研究。