潮白河中游沉积物氮磷和有机质分布特征及评价

doi:10.13745/j.esf.sf.2021.11.29

摘要/Abstract

摘要：

潮白河是京津冀地区的重要河流。本研究以潮白河中游段为研究区,针对该区段沉积物有机质、氮磷污染程度不明的问题,通过对研究区130个采样点表层沉积物中有机质(OM)、总氮(TN)和总磷(TP)的测定,分析了表层沉积物中有机质和氮磷的分布特征及污染来源,将有机指数和有机氮污染指数评价法相结合开展污染及生态风险评价。结果表明:(1)潮白河中游表层沉积物中OM含量变化范围为0.17%~13.15%,平均含量为5.32%; TN的含量为0.005~1.028 g/kg,平均含量为0.192 g/kg;TP的含量为0.367~4.825 g/kg,平均含量为1.662 g/kg。(2)相关性分析表明,OM与TP、OM与TN均呈弱相关,而TN与TP呈强相关。这是因为TN和TP来源相近,主要来自外源,与OM来源有一定差异。根据TOC/TN特征分析,OM主要受藻类、浮游植物和非纤维束植物等影响。(3)有机指数评价结果显示,潮白河中游段表层沉积物监测点中60%为清洁,33.85%为较清洁,4.62%为尚清洁,1.54%为有机污染。有机污染点主要位于运潮减河入潮白河口和田贾庄排干渠入潮白河口。区域有机氮评价结果以清洁级别为主,整体较好。

关键词: 潮白河, 表层沉积物, 有机质, 营养盐, 污染特征, 评价

Abstract:

The Chaobai River is a significant river that flows through Beijing, Hebei, and Tianjin areas. Taking the middle reaches of the Chaobai River as the study area, this paper sought to assess the level of nutrient pollution (organic matter, nitrogen and phosphorus) in the river sediments. One hundred thirty samples were collected from the study area and the organic matter (OM) content, total nitrogen (TN) and total phosphorus (TP) in the surface sediments were determined. Subsequently, the sources and distribution patterns of the three pollutants were analyzed, and the regional ecological risks were evaluated using a combination of organic pollution index and organic nitrogen pollution index. It was found in that (1) the OM content in the surface sediments varied from 0.17% to 13.15%, averaging 5.32%; TN ranged from 0.005-1.028 g/kg, averaging 0.192 g/kg; and TP ranged from 0.367-4.825 g/kg, averaging 1.662 g/kg. (2) Correlation analysis indicated that OM content was weakly correlated with TP or TN, while TN and TP were strongly correlated. TN and TP came from similar sources—mainly external sources, which is different from OM content. According to TOC/TN analysis, OM content was mainly affected by algae, phytoplankton and plants lack of fiber bundles. (3) According to organic pollution index evaluation results, 60% of surface sediment samples were clean (i.e., pollution free), 33.85% were relatively clean, 4.62% were almost clean, and 1.54% containd organic polutants. Organic pollution mainly occurred at the entrances of the Yunchaojian River and Tianjiazhuang drainage trunk canal into the Chaobai estuary. The organic nitrogen assessment results showed that the study area was generally free from organic nitrogen pollution and had a good overall pollution ranking.

Key words: Chaobai River, surface sediments, organic matter, nutrients, pollution characteristics, evaluation

中图分类号:

X141
X142

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图/表 7

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河流名称	OM		TN		TP		数据来源
河流名称	平均值/%	范围/(g·kg^-1)	平均值/(g·kg^-1)	范围/(g·kg^-1)	平均值/(g·kg^-1)	范围/(g·kg^-1)	数据来源
潮白河中游	5.32	0.17~13.15	0.192	0.005~1.028	1.662	0.367~4.825	本研究
海河			1.012	0.131~4.938	0.874	0.01~11.42	文献[26]
沙溪河			1.333	0.813~2.038	0.54	0.25~0.723	文献[27]
沂沭河	0.18	0.01~0.74	0.067	0.003~0.29	0.064	0.003~0.247	文献[28]
清潩河	4.73	1.11~15.76	5.557	2.14~9.47			文献[29]
梁滩河			1.8	1.25~2.68	0.22	0.12~0.46	文献[30]
抚河	1.625	0.509~2.575	1.85	1.04~2.74	0.84	0.11~1.32	文献[31]

河流名称	OM		TN		TP		数据来源
河流名称	平均值/%	范围/(g·kg^-1)	平均值/(g·kg^-1)	范围/(g·kg^-1)	平均值/(g·kg^-1)	范围/(g·kg^-1)	数据来源
潮白河中游	5.32	0.17~13.15	0.192	0.005~1.028	1.662	0.367~4.825	本研究
海河			1.012	0.131~4.938	0.874	0.01~11.42	文献[26]
沙溪河			1.333	0.813~2.038	0.54	0.25~0.723	文献[27]
沂沭河	0.18	0.01~0.74	0.067	0.003~0.29	0.064	0.003~0.247	文献[28]
清潩河	4.73	1.11~15.76	5.557	2.14~9.47			文献[29]
梁滩河			1.8	1.25~2.68	0.22	0.12~0.46	文献[30]
抚河	1.625	0.509~2.575	1.85	1.04~2.74	0.84	0.11~1.32	文献[31]

评价标准	有机指数范围				有机氮范围
评价标准	<0.05	0.05~<0.20	0.20~<0.50	≥0.50	<0.033	0.033~<0.066	0.066~<0.133	≥0.133
类型	清洁	较清洁	尚清洁	有机污染	清洁	较清洁	尚清洁	有机氮污染
等级	Ⅰ	Ⅱ	Ⅲ	Ⅳ	Ⅰ	Ⅱ	Ⅲ	Ⅳ

评价标准	有机指数范围				有机氮范围
评价标准	<0.05	0.05~<0.20	0.20~<0.50	≥0.50	<0.033	0.033~<0.066	0.066~<0.133	≥0.133
类型	清洁	较清洁	尚清洁	有机污染	清洁	较清洁	尚清洁	有机氮污染
等级	Ⅰ	Ⅱ	Ⅲ	Ⅳ	Ⅰ	Ⅱ	Ⅲ	Ⅳ

分区	有机指数					有机氮
分区	最大值	最小值	平均值	类型	等级	最大值/%	最小值/%	平均值/%	类型	等级
A区	0.512	0.000 41	0.068	较清洁	Ⅱ	0.087	0.000 64	0.018	清洁	Ⅰ
B区	0.745	0.000 97	0.081	较清洁	Ⅱ	0.098	0.000 92	0.021	清洁	Ⅰ
C区	0.216	0.000 13	0.069	较清洁	Ⅱ	0.048	0.001 4	0.018	清洁	Ⅰ
D区	0.285	0.000 50	0.063	较清洁	Ⅱ	0.050	0.000 48	0.016	清洁	Ⅰ
研究区	0.745	0.000 13	0.071	较清洁	Ⅱ	0.098	0.000 48	0.018	清洁	Ⅰ