水體營養鹽遷移轉化研究綜述

李竹

摘 要：文章綜述了國內外水體營養鹽遷移轉化研究現狀及主要研究對象。目前國內外學者對水體營養鹽遷移轉化研究主要分為兩部分-湖庫和河流，相對于河流而言，湖庫流速低，營養鹽富集現象明顯，更易形成水華，而對河流中營養鹽遷移轉化的研究多偏向于生物地球化學循環過程。

關鍵詞：營養鹽；遷移；轉化

水體中氮、磷營養鹽過剩引起富營養化乃至暴發水華問題已是世界性難題。資料顯示，如今我國66%以上的湖泊、水庫處于富營養化水平，其中重富營養化和超富營養化占22%[1]。以三峽庫區而言，自2003年6月完成139m蓄水后，受氮、磷等營養鹽輸入、回水頂托影響，香溪河、大寧河、小江等庫區支流水華現象嚴重，香溪河曾經發生過嚴重的甲藻、硅藻以及隱藻水華[2]；小江發生過嚴重的甲藻、硅藻以及綠藻水華[3]；大寧河自2003年6月首次在雙龍暴發藍綠藻水華后[4]，2004年-2008年龍門至雙龍水域水華頻發，童莊河、大溪河、東溪河和黃金河支流同樣也發生過不同程度的甲藻水華[5]。

氮、磷是組成生命最基本生源要素，是水體生物地球化學循環的物質基礎，在控制植物生長和河流湖泊初級生產力等方面具有重要的作用[6]。由此可見，如何準確描述N、P營養鹽在不同溫度、pH、光強等條件下遷移轉化特征，從而有效控制藻類利用率是當前解決水華泛濫問題首要任務。

1 水體營養鹽遷移轉化研究對象

水體富營養化問題已成為普遍存在的水環境問題，引起國內外科學家的廣泛關注。水體富營養化問題大多在湖泊、水庫和海灣等封閉或者半封閉性水體發生。但近年來隨著工農業和城市建設的不斷發展，我國部分河流如漢江等已頻繁出現富營養化現象[7]。

2 國內外研究現狀

2.1 湖庫

如今國內外學者們都在積極研究湖庫中營養鹽遷移轉化特征，尤其是對于初級生產尤為重要的磷。雒文生等[8]對三峽庫區次級支流香溪河成庫后P素遷移轉化研究表明由于水動力條件的改變，大多數磷從入庫河口遷移至支流回水末端。Labry等[9]對Biscay海灣中水體進行研究發現AP是影響DOP被浮游植物利用的主要影響因素，當可溶性生物活性磷（SRP）含量不足以維持浮游植物生長時，AP會將DOP分解成活性無機磷供浮游植物利用。

Yoshida[10]等用同位素研究水庫沉積物間隙水中N營養鹽遷移轉化時發現硝化作用和反硝化作用均伴隨著同位素分餾效應，反硝化作用時NO3-中輕同位素14N優先消耗，導致NO3-中重同位素15N積累；硝化作用時，NH4+中14N先反應，使NO3-中輕同位素富集，隨著NO3-濃度增加，重同位素15N值減少。

綜上所述，不同時期影響營養鹽遷移轉化因素不同，一般情況下生物活動占主導，而水庫截留時，大量逆向匯入庫灣的干流水體所產生的混合、頂托作用成為影響營養鹽遷移轉化主要因素。

2.2 河流

河流水體中營養鹽遷移轉化的研究主要與生物地球化學循環過程相關。王 等[11]采用？啄15N示蹤法對氮污染物沿程遷移轉化進行研究發現，豐水期河流中NH4+-N主要被植物吸收；44.6%的NO3--N通過反硝化作用消耗，55.4%被植物吸收，由此可見，植物吸收是水體氨氮、硝氮消耗的主要途徑，其次是反硝化反應。

河流處于不斷流動狀態中，其中氮素最主要消耗過程為植物吸收，其次為硝化、反硝化反應。除了常見污染來源外，國外學者用同位素驗證地下水輸入同樣成為河流硝酸鹽濃度上升主要原因。

3 結束語

文章綜述表明：水底沉積物、間隙水中營養鹽遷移轉化是目前營養鹽循環研究熱點，但對水體真光層、混合層中營養鹽遷移轉化的研究尚不成熟。真光層、混合層深度與光照、溫度有關，當溫度升高時浮游植物最適生長光照逐漸增大，此時浮游植物向真光層靠近以獲取更強光照，所以研究真光層、混合層中營養鹽遷移轉化對控制水華同樣具有重要意義。

水體中氮、磷一般條件下主要被浮游動、植物吸收利用，其次為在有機酶催化作用下轉化。一定范圍內，當水體pH上升時，會促進銨根離子轉化為氨氣揮發；當水體DO小于2mg/L時，有利于反硝化過程進行，將硝酸根離子轉化為氮氣釋放，反之則有利于硝化反應的進行。除此之外，銨根、硝酸根離子還會被沉積物吸附。

參考文獻

[1]Huang Y P. Contamination and control of aquatic environment in Lake Taihu[M].Science Press，2001.

[2]Zeng H，Song L，Yu Z，et al. Distribution of phytoplankton in the Three-Gorge Reservoir during rainy and dry seasons[J].Science of the Total Environment，2006，367（2）：999-1009.

[3]鄭丙輝，張佳磊，王麗婧，等.大寧河水華敏感期浮游植物與環境因子關系[J].環境科學，2011，32（3）：1201-1207.

[4]鐘成華，幸治國，趙文謙，等.三峽水庫蓄水后大寧河水體富營養化調查及評價[J].灌溉排水學報，2004，23（3）：20-23.

[5]周廣杰，況琪軍，胡征宇.大寧河春季浮游藻類"水華"及其營養限制[J].長江流域資源與環境，2007，16（5）：628-633.

[6]晏維金.人類活動影響下營養鹽向河口/近海的輸出和模型研究[J].

地理研究，2006，25（5）：825-835.

[7]馬經安，李紅清.淺談國內外江河湖庫水體富營養化狀況[J].長江流域資源與環境，2002，11（6）：575-578.

[8]雒文生，談戈.三峽水庫香溪河庫灣水質預測[J].水電能源科學，2000，18（4）：46-48.

[9]Labry C，Herbland A，Delmas D. The role of phosphorus on planktonic production of the Gironde plume waters in the Bay of Biscay[J]. Journal of plankton research，2002，24（2）：97-117.

[10]Yoshida N. 15N-depleted N2O as a product of nitrification[J]. Nature，1988，335：528-529.

[11]王 ，高高，裴元生，等.白洋淀府河中氮的來源與遷移轉化研究[J].環境科學，2010，31（12）：2905-2910.