呼伦湖氮磷营养盐地球化学特征与环境现状评价

发布时间：2017-07-20 19:25

  本文关键词：呼伦湖氮磷营养盐地球化学特征与环境现状评价

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【摘要】：呼伦湖地处我国内陆高纬度半干旱地区,是我国第一大草原型湖泊,属中温带大陆性气候,季节性变化明显。呼伦湖已被联合国教科文组织接纳为世界生物圈保护区并被列入国际重点湿地名录,不仅蕴藏着大量的渔业资源,而且在区域环境保护中具有重要的作用。呼伦湖湿地与大兴安岭森林共同构筑了我国东北乃至华北的重要生态屏障,系统地对呼伦湖进行研究意义重大。本文以呼伦湖为研究对象,对呼伦湖水体和沉积物中氮、磷等生源要素的环境地球化学行为进行研究,为呼伦湖富营养化防治提供基础数据,也为我国湖泊湿地资源的合理开发与保护利用提供科学依据。本研究取得以下研究成果：1.对呼伦湖不同季节水体中总氮(TN)、总磷(TP)及叶绿素a (Chla)浓度进行分析,结果显示：在时间上,四个季节中呼伦湖水体TN、TP浓度超标较严重,Chla浓度随季节变化明显；空间上,TN浓度在春、夏、秋、冬四个季节中呈现由湖四周向湖心扩散再到四周的一个变化过程；TP浓度在春夏季基本保持稳定,而从秋季到冬季,则由湖心向四周转移；Chla浓度在四个季节中表现为由南向北再到东南再到东的整体变化趋势。2.根据地表水环境质量标准表明,呼伦湖氮污染较为严重,平均达到V类水体；呼伦湖水体磷污染更加严重,大部分采样点位均为劣V类水体；综合营养状态指数法的评价方法得出,呼伦湖春季、夏季、秋季湖泊水体属于轻度富营养化,冬季湖泊水体属于中营养化。3.根据主成分分析方法,得到了呼伦湖水质主要受8个主要控制因素影响：酸碱度(PH)、溶解氧(DO)、总溶解性固体(TDS)、盐度(SAL)、叶绿素a (Chla)、总氮(TN)、总磷(TP)和化学需氧量(COD)。湖泊盐化污染、富营养化污染和有机物污染是呼伦湖的3种主要污染。4.对呼伦湖冰封期水体、冰体中总氮、总磷、溶解性总磷及溶解性正磷酸盐的浓度及总氮、总磷迁移特征进行分析,研究表明,水体中各水质指标均是呈现冰封期水体冰封期冰体,且不同区域水体-冰体中各水质指标的浓度分布情况大致相同。通过对总氮、总磷在水体-冰体中的迁移特征的研究,说明呼伦湖由于随时间的变化外源输入到水体中的污染物多于沉积物吸纳污染物。5.对呼伦湖沉积物中总氮(TN)、总磷(TP)及有机质分布特征进行分析,结果表明：呼伦湖表层沉积物中TN、TP、有机质的分布总体上呈现由西北湖区向东南湖区递减的趋势,极大值出现在偏西北的湖心区域,极小值分布在入湖河口处及浅水区。呼伦湖沉积物柱芯中总氮含量垂向分布上表现为：随深度增加而降低,具有在表层富集的特征；总磷含量的垂向变化差异性较大,这可能由沉积环境、早期成岩作用和人类活动等多种因素共同作用造成的；有机质含量随深度增加而递减,这与总氮的分布特征相类似,局部发生波动,这与动植物残体与饵料在该年份堆积有关。6.对呼伦湖表层沉积物碳-氮-磷耦合关系及环境意义的分析,N/P比值表明湖心区富营养程度较高,富营养化程度较低是东南湖区；TOC/TN比值表明,湖泊水生生物和陆源输入可能是有机质来源,占主导作用的是外源输入；TOC/TP比值表明沉积物中的有机质是TOC/TP比值变化趋势的主导因素。7.对呼伦湖沉积物的环境现状进行评价,结果显示,总氮和有机质对底栖生物的生态毒性效应已由最低级别向严重级过渡,产生较严重的生态毒性效应于底栖生物群落：除东南湖区及入湖河口处以外,大部分湖区均为有机污染及有机氮污染。
【关键词】：氮 磷 浓度 分布特征 富营养化 呼伦湖
【学位授予单位】：内蒙古农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X142;X824
【目录】：

• 摘要3-5
• Abstract5-12
• 1 绪论12-20
• 1.1 选题背景及意义12-16
• 1.1.1 湖泊富营养化12
• 1.1.2 湖泊富营养化危害12-13
• 1.1.3 富营养化的机理及控制措施13-14
• 1.1.4 沉积物在生态系统中的作用14-15
• 1.1.5 沉积物氮、磷和有机质的生态危害15-16
• 1.2 国内外研究进展16-18
• 1.2.1 国外研究进展16-17
• 1.2.2 国内研究进展17-18
• 1.3 研究内容18-19
• 1.4 技术路线19-20
• 2 研究区基本概况及研究方法20-29
• 2.1 地理位置20
• 2.2 呼伦湖水系20-23
• 2.2.1 呼伦湖水系概况20-21
• 2.2.2 主要补给河流水文、水质特征21-23
• 2.3 呼伦湖气候23-25
• 2.3.1 气温24
• 2.3.2 风速24
• 2.3.3 蒸发24-25
• 2.3.4 降水25
• 2.4 研究方法25-29
• 2.4.1 样品的采集25-27
• 2.4.2 样品的分析27-28
• 2.4.3 数据处理28-29
• 3 水体、冰体氮磷营养分布特征及环境评价分析29-47
• 3.1 水体中氮磷营养盐时空分布特征29-34
• 3.1.1 氮磷营养盐时间分布特征29-31
• 3.1.2 水体氮磷营养盐空间分布特征31-34
• 3.2 水体富营养化评价34-39
• 3.2.1 湖泊富营养化标准评价34-36
• 3.2.2 营养状态指数评价36-39
• 3.3 呼伦湖水质主要影响因子分析39-41
• 3.4 冰封期氮磷营养盐分布特征41-47
• 3.4.1 呼伦湖湖冰厚度的分析41-42
• 3.4.2 溶解氧、PH值42-43
• 3.4.3 总氮在冰体及冰下水中43
• 3.4.4 总磷在冰体及冰下水中分布43-44
• 3.4.5 溶解性总磷在冰体及冰下水中分布44-45
• 3.4.6 溶解性正磷酸盐在冰体及冰下水中分布45
• 3.4.7 总氮、总磷在水体-冰体中的迁移特征45-47
• 4 沉积物中氮磷营养盐分布特征47-56
• 4.1 沉积物总氮的分布特征47-49
• 4.1.1 表层沉积物总氮分布特征47-48
• 4.1.2 沉积物柱芯总氮分布特征48-49
• 4.2 沉积物总磷分布特征49-51
• 4.2.1 表层沉积物中总磷分布特征49-50
• 4.2.2 沉积物柱芯总磷分布特征50-51
• 4.3 沉积物有机质分布特征51-53
• 4.3.1 表层沉积物有机质分布特征51-52
• 4.3.2 沉积物柱芯有机质分布特征52-53
• 4.4 呼伦湖沉积物碳-氮-磷耦合关系53-56
• 4.4.1 氮磷比53-54
• 4.4.2 碳氮耦合及环境意义54-55
• 4.4.3 碳-磷耦合及环境意义55-56
• 5 呼伦湖沉积物质量评价56-60
• 5.1 沉积物生态毒性评价56-57
• 5.2 沉积物有机指数评价57-60
• 6 结论与展望60-63
• 6.1 结论60-61
• 6.2 展望61-63
• 致谢63-64
• 参考文献64-70
• 作者简介70

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本文编号：569648