黄家湖沉积物中有机质和总氮、总磷的分布特征

黄家湖沉积物中有机质和总氮、总磷的分布特征
牟伦鼎;王婷
【摘要】通过测定武汉市黄家湖18个采样点位表面层、过渡层、正常层沉积物中有机质、总氮、总磷的含量,采用综合污染指数内梅罗指数对黄家湖沉积物进行综合评价,分析了各层污染程度、有机质与总氮、总磷的相关性,以及有机质、总氮、总磷三个参数在黄家湖中纵向横向的分布特征及分布趋势.18个点位分析结果表明,垂向上三个参数浓度趋势大多表现为表面层>过渡层>正常层,平面上呈现周边区域浓度大于湖泊中部区域现象,且在有污水管网排口处浓度远大于其他区域.有机质浓度与总氮、总磷浓度呈现正相关趋势.
【期刊名称】《化工设计通讯》
【年(卷),期】2019(045)007
【总页数】2页(P123-124)
【关键词】沉积物;有机质;相关性;分布特征
【作者】牟伦鼎;王婷
【作者单位】武汉市方基科技有限公司,湖北武汉 430000;武汉格云环保检测技术服务有限公司,湖北武汉 430000
【正文语种】中文
【中图分类】X522
能够较好的反映出湖泊生态环境的变迁和人类活动的干扰强度，而且湖泊沉积物中
的总氮、总磷和有机质是引起湖泊水体富营养化的主要因素之一，因此研究湖泊沉积物中总氮、总磷和有机质的相关性及其它们在湖泊中的分布特征，对控制水体富营养化和生态系统状况有重要指导意义。

本文通过测定黄家湖18个点位不同层面总氮、总磷和有机质发布特征进行简要分析。

1 样品采集及分析
1.1 采样点布设与样品采集
黄家湖位于湖北省武汉市洪山区境内，在市区西南郊，湖水域面积851公顷，湖
岸线长2.4万余米。

2018年8月，经过现场踏勘，为使调查数据更有说服力，现场布设18个监测点位（具体采样点位见图1），检测点分别布置于黄家湖边与湖
中（6#，9#，18#三个点位）。

使用开启式柱状取泥器，淤泥厚度测量及淤泥取
样采用锤击侧面剖开钢管取得。

锤击多次后，钢管不能下沉即认为钢管底部到达淤泥与硬土质交界面，而后根据管内泥样测量淤泥厚度和淤泥分层取样。

分布点测量上层（表面层）、中层（过渡层）和下层（正常层）。

采样点采用GPS精确定位。

图1 采样点位分布
1.2 样品处理与分析
将采集的沉积物经自然风干后去除各种杂质，在经粗磨、细磨、四分法取样、过100目尼龙筛，装于信封中备用。

本次主要分析参数及方法为总氮：碱性过硫酸
钾消解紫外分光光度法、总磷：氢氧化钠熔融后钼锑抗分光光度法、有机质：重铬酸钾滴定法。

2 结果讨论
2.1 沉积物中总氮含量及分布特征
黄家湖表面层、过渡层、正常层沉积物中总氮含量为651～2 498mg/kg、540～
1 487mg/kg、431～1 200mg/kg，18 个监测点位表面层总氮平均值为1
320mg/kg。

垂向上含量变化趋于表面层＞过渡层＞正常层，横向上只针对表面层
进行讨论，整体呈现为湖泊中部＞湖泊边缘含量，而在有排污口的监测点位总氮含量又远大于其他点位，有排污口监测点位分别是3#、4#、10#三个点位。

总氮具体含量及分布见图2。

图2 总氮分布情况图
2.2 沉积物中总磷含量及分布特征
黄家湖表面层、过渡层、正常层沉积物中总磷含量分别为367～974mg/kg、267～865mg/kg、157～671mg/kg，18个监测点位表面层总磷平均值为
661mg/kg。

垂向上含量变化趋于表面层＞过渡层＞正常层，横向上内外源污染对表层污泥总磷均有一定程度的影响，湖泊中部表面层总磷相对大于湖泊周边，但整体变化趋势不是很明显。

总磷具体含量及分布见图3。

2.3 沉积物中有机质含量及分布特征
有机质是水体及沉积物中的重要组分，沉积物中有机质可经分解、矿化，释放到上覆水体，重新进入营养循环，对水体营养等级具有重要作用；同时，有机质对重金属及有机污染物的迁移转化有着重要影响。

经分析，黄家湖表面层、过渡层、正常层沉积物中有机质含量（质量分数）分别为1.54%～7.96、1.36%～4.19%、1.03%～2.94%，沉积物表层有机质浓度均值为3.84%，垂向上含量变化趋于表面层＞过渡层＞正常层。

横向上只针对表面层进行讨论，在湖泊中部6#点位含量最高，整体呈现为湖泊中部＞湖泊边缘含量，而在有排污口的监测点位总氮含量又远大于其他点位。

总磷具体含量及分布见图3。

图3 总磷含量分布图
图4 有机质含量分布图
2.4 沉积物中有机质含量与总磷总氮的关系
本次分析仅针对表层沉积物对有机质和总氮、总磷关系进行分析，通过对比图2、图3、图4发现，有机质与总氮、总磷呈现正相关的关系，总氮对有机质的影响更
大，整体来看有机质变化趋势线基本与总氮的变化趋势接近，而总磷对有机质的影响则小很多。

2.5 沉积物污染状况评价
总氮、总磷为营养指标，目前国家也未针对底泥质制订总氮、总磷的评价标准。

本次评价以黄家湖下层（正常层或基底层）中总氮、总磷的均值作为基准值。

以各层实测值除以评价标准（总氮、总磷除以基准值）得到污染指数Pi，同一点位，按
照不利原则取污染较为严重的进行评价。

采用综合污染指数内梅罗指数Pn对黄家湖底质进行综合评价，Pn分级标准按表1进行等级划分。

表1 底泥质氮磷污染指数评价标准序号污染指数污染等级1 Pn≤1.0 清洁（安全）2 1.0＜Pn≤1.25 轻度污染3 1.25＜Pn≤2.0 中度污染4 2.0＜Pn 重污染
通过对黄家湖18个点位进行内梅罗指数Pn计算，统计结果为，表面层4个点位
为重污染、7个点位为中度污染、1个点位为轻度污染、6个点位为清洁；过渡层
0个点位重污染，3个点位中度污染、6个点位轻度污染、9个点位为清洁；正常
层为1个点位轻度污染、17个点位为清洁。

污染比较严重的点位为1、2、4、6、7、8、11、17、18号点位。

3 结论
1）黄家湖沉积物中有机质、总氮、总磷在垂向上含量分布主要体现为趋于表面层＞过渡层＞正常层；表层沉积物横向上变化主要体现为有机质、总氮在湖泊中部＞湖泊边缘，而在有排污口周边沉积物有机质、总氮、总磷含量又较其他点位大很多。

2）有机质与总氮、总磷均呈现正相关的趋势，而总氮较之总磷对有机质浓度的影响程度要更大。

3）黄家湖部分点位表层沉积物中氮磷指标污染相对偏大。

从内源污染层面分析，表层沉积物也是最容易释放氮磷指标到水体中，从而导致整个水体发生富营养化，
建议对污染严重点位表层沉积物进行清挖处理。