茈碧湖表层沉积物有机碳、氮变化及其水质评价

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湖泊作为岩石圈层重要的“源”和“汇”,受到各种外部自然因素及湖泊内部过程的持续作用影响而不断演变,正确认识湖泊地球化学变化过程是目前研究湖泊沉积物及其古气候环境变化的基础。本文通过对茈碧湖表层沉积物的粒度、全氮全磷含量、有机质、TOC及其碳氮同位素等指标空间分布特征的研究探讨了茈碧湖现代沉积过程及其现代污染状况,有效判别了流域内人类活动对湖区的影响,同时根据湖泊水体的TN、TP含量进行水质评价,结合茈碧湖现存水质状况和沉积物污染状况对茈碧湖作出环境评价,为保护洱海、深入茈碧湖环境研究提供参考。结果表明:(1)茈碧湖表层沉积物样品粒度分为黏土、粉砂、砂三类,其中黏土组分含量范围介于5.985%32.162%之间,受山坡冲积扇的影响主要分布在湖泊的西北部;粉砂组分作为湖区的优势粒径,主要受地下水补给及喀斯特地貌地质岩层影响,呈无明显规律分布;砂组分百分含量占比变化范围在0.36%28.758%之间,受入湖河流及人类活动影响主要分布在北部靠近湖岸的深水区位置以及河流入湖口处;粒度频率曲线图显示出沉积物的分布受多种因素控制影响;(2)沉积物的TP含量范围在241.071814.33(mg/Kg)之间,空间分布呈现出一个南高北低的特征,TN范围介于1571.545605.32(mg/Kg)之间,其中高值区与砂组分高值分布区相似,沉积物受外源输入影响较大;有机质和TOC与砂组分和全氮含量的分布大致相似,说明外源输入是沉积物污染的主要来源;δ13C同位素值变化范围在-32.073‰-25.34‰之间,平均值为-29.725‰,说明茈碧湖主要受陆源输入影响较大,部分超出可能是受来自湖泊内源的影响,但影响相对陆源输入较小,空间分布上整个湖心区低于湖周,说明湖周受外源影响比湖心大。δ15N值变化介于1.237‰3.386‰之间,来源主要是化肥的使用输入。结合C/N值可知,茈碧湖有机质来源输入受内外源输入的共同影响,但受外源输入影响大于内源;(3)根据综合污染程度分级,茈碧湖表层沉积物污染严重,基本无清洁程度,少部分为中度污染,大部分为重度污染甚至远超重度污染,有机污染指数评价标准显示,茈碧湖表层沉积物的有机污染程度可能在轻-中度污染的程度范围,结合两种评价方法结果总体评价茈碧湖表层沉积物为中-重度污染;(4)茈碧湖底层水质的氮磷含量高于表层,N/P分析结果显示基本全部>16,说明湖中磷元素偏低,茈碧湖是一个磷限制湖泊。根据国标地表水环境质量监测(GB3838-2002)标准,总体评价茈碧湖湖泊水质保持较良好,为国家Ⅱ类水。因此,应该着重注意保持茈碧湖沉积物的沉积环境稳定,加强对人类活动区域的监管和入湖河流的监测,减少湖周农耕用地的化肥使用量,力求保持水体现有的质量状况,为洱海的输水质量保驾护航。
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