南沙濕地公園水化學(xué)特征及其時(shí)間變化研究

1、南沙濕地公園水化學(xué)特征及其時(shí)間變化研究摘要：水資源是人類賴以生存和開展的根本保障，流域水化學(xué)研究可以反映流域的水體化學(xué)組成成分、地質(zhì)巖性、大氣降水、氣候以及人類活動(dòng)等重要因素對(duì)流域的影響。隨著人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)的逐步開展，水質(zhì)受到各種自然和人為因素的交互作用，尤其人為因素的影響越來越強(qiáng)烈。南沙濕地公園的水質(zhì)調(diào)查說明，總?cè)芙夤腆wTDS含量都大于525ppm-812ppm之間，從pH值來看，濕地公園的水質(zhì)呈現(xiàn)出偏堿性的特征，最低的pH值都是7.90。從電導(dǎo)率來看，南沙濕地公園水質(zhì)電導(dǎo)率較高，數(shù)值從15562215之間其水質(zhì)已被氧化。溶解氧的差距比較大。鹽度都在1ppt以下，均屬于正常范圍。南沙濕地公園水

2、體透明度較差，結(jié)果顯示都較為渾濁，透明度不到1米。流速較穩(wěn)定并且平穩(wěn)，這與南沙濕地公園處于珠江口的平原地形有關(guān)。由于處于夏季，所以整個(gè)南沙濕地公園在測(cè)試期間觀測(cè)到水量都較大，水位較高。關(guān)鍵詞：水資源;南沙濕地公園;水化學(xué)特征;水體水質(zhì);季節(jié)變化中圖分類號(hào)：TB文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：Adoi：10.19311/j ki.1672-3198.2021.02.0971引言水資源是人類賴以生存和開展的根本保障，水資源的合理開發(fā)和充分利用是人類永久性的目標(biāo)李清艷，2021。流域水化學(xué)研究可以反映流域的水體化學(xué)組成成分、地質(zhì)巖性、大氣降水、氣候以及人類活動(dòng)等重要因素對(duì)流域的影響胡春華等，2021;翟大興等，2021

3、;蒲燾等，2021，還可以獲得有關(guān)流域盆地化學(xué)風(fēng)化、氣候、上地殼的平均化學(xué)和同位素組成，以及化學(xué)元素在大陸河流海洋系統(tǒng)中外生循環(huán)過程的重要信息萬洪濤等，1999;李甜甜等，2021;葉宏萌等，2021;張紅波等，2021;溫小虎等，2021;韓貴琳等，2021，對(duì)流域的水質(zhì)評(píng)價(jià)、利用方式和生態(tài)環(huán)境保護(hù)和建設(shè)都有重要的意義謝麗純，2021;王亞平，2021;張利田，1999。對(duì)水體離子化學(xué)含量特征的研究可以用來確定河流水化學(xué)離子來源與區(qū)域自然條件的關(guān)系，以及確定區(qū)域化學(xué)風(fēng)化作用與水文地球化學(xué)特征的關(guān)系，還可以確定控制河水地球化學(xué)組成變化的多種因素。同時(shí)隨著人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)的逐步開展，水質(zhì)受到各種自然

4、和人為因素的交互作用，尤其人為因素的影響越來越強(qiáng)烈。人為影響下的污染物在隨地表徑流遷移過程中會(huì)受到包括氣候、土壤、地質(zhì)、水文、地形、工農(nóng)業(yè)活動(dòng)和城市化過程等因素的綜合作用，這些因素的影響實(shí)際上反映了大尺度的景觀進(jìn)程BakerA.，2021;TongSTY.etal，2021;AhearnDS.etal，2021;SlivaL.etal，2021;NgoyeE.etal，2021。本文以廣州南沙濕地公園流域?yàn)檠芯繀^(qū)，從流域尺度上探討土地利用類型分布特征、人類活動(dòng)對(duì)流域水化學(xué)的影響，從而為當(dāng)?shù)卣块T的決策提供相應(yīng)的理論依據(jù)。2南沙濕地公園概況南沙地區(qū)位于廣東省廣州市南端，瀕臨珠江口。南沙紅樹林濕

5、地公園位于南沙區(qū)萬頃沙鎮(zhèn)19涌東西圍，北、西江約16條干支流流經(jīng)境內(nèi)，加上東北部、西南部和中部的虎門、洪奇門和蕉門等四大口門，區(qū)域水資源總量達(dá)76.9m3/s，664萬m3/d。年降水量1542mm，多年平均豐水年降水量為2035mm，多年平均枯水年降水量1095mm，多年平均徑流量10.51億m3，濕地蓄水約11億m3。宋焱等，2021;李英華等，2021。南沙濕地地區(qū)地處北回歸線以南，屬于亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候，全年雨量充分，氣候條件溫和，通過多年觀測(cè)，平均氣溫值約為21.9，平均降水量在1582mm左右，在農(nóng)業(yè)和漁業(yè)生產(chǎn)方面，能夠提供良好生態(tài)環(huán)境和氣候條件。該地區(qū)季風(fēng)變化特別明顯，夏季主要

6、以東南風(fēng)為主導(dǎo)風(fēng)向，冬季主要以北風(fēng)為主導(dǎo)風(fēng)向，年平均風(fēng)速2m/s。臺(tái)風(fēng)等自然災(zāi)害多頻發(fā)在夏季和冬季王東秀等，2021;邱霓等，2021;李晶等，2021。3南沙濕地公園水質(zhì)分析3.1水樣采集與分析方法3.1.1水樣的采集2021年的7月28日研究小組一行7人前往南沙濕地公園進(jìn)行水質(zhì)采樣。由于南沙濕地公園水道復(fù)雜，且沒有租用船只，不能深入濕地公園內(nèi)部，因此水質(zhì)樣品采樣點(diǎn)主要在南沙濕地公園外圍進(jìn)行，共選擇了四個(gè)采集點(diǎn)進(jìn)行水質(zhì)樣品的采集見圖1。水質(zhì)采樣器由一根長(zhǎng)繩和一個(gè)純潔水瓶組成。水樣采集之前，先在瓶?jī)?nèi)灌入半瓶大理石子，以保證能夠順利沉入水下采集水樣，大理石子用濕地公園的水清洗十遍左右，保證大理石

7、子不會(huì)對(duì)水樣產(chǎn)生較大影響。每個(gè)采樣點(diǎn)采集水樣前，也會(huì)事先用采樣點(diǎn)的水清洗采樣器四遍，以保證分析的水樣水質(zhì)不會(huì)受到其他采樣點(diǎn)的水樣的影響，而對(duì)水質(zhì)結(jié)果產(chǎn)生影響。每個(gè)采樣點(diǎn)的分析指標(biāo)都會(huì)單獨(dú)采集水樣進(jìn)行分析，以保證水樣在采集器中停留的時(shí)間不會(huì)過長(zhǎng)而影響水質(zhì)結(jié)果。3.1.2水質(zhì)分析方法研究小組共采集了南沙濕地公園四個(gè)點(diǎn)共四個(gè)水樣進(jìn)行分析。絕大多數(shù)水質(zhì)指標(biāo)采用多參數(shù)水質(zhì)分析儀進(jìn)行分析和檢測(cè)，多參數(shù)水質(zhì)分析儀從網(wǎng)上專業(yè)水質(zhì)儀器生產(chǎn)公司購置，在購置水質(zhì)分析儀的同時(shí)還購置了檢測(cè)試劑，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)水質(zhì)指標(biāo)分析。在采取水樣的同時(shí)，還現(xiàn)場(chǎng)分析pH值、電導(dǎo)率值、鹽度值和溶解氧，所用儀器為便攜式pH計(jì)、電導(dǎo)率/鹽度儀和溶

8、解氧測(cè)定儀?，F(xiàn)場(chǎng)采用溫度計(jì)測(cè)定氣溫和水溫值。本文所涉及的分析工程包括總?cè)芙夤腆wTDS、礦物質(zhì)、余氯、鹽度、溶解氧、pH、重金屬、鋅、抗氧化性、活性、軟硬度。在分析水樣的同時(shí)，觀測(cè)南沙濕地水環(huán)境中的透明度、流速、流量、測(cè)定水溫和氣溫。所測(cè)定指標(biāo)見圖2。3.2南沙濕地公園水質(zhì)分析南沙濕地公園四個(gè)水樣中，總?cè)芙夤腆wTDS含量都大于525ppm-812ppm之間，說明南沙濕地公園水質(zhì)總體上礦化度較高，水質(zhì)總體上較硬，從軟硬度指標(biāo)也進(jìn)一步印證了這個(gè)結(jié)果。四個(gè)采水點(diǎn)的余氯含量數(shù)值較小，說明水質(zhì)污染并不嚴(yán)重。余氯是指氯投入水中后，除了與水中細(xì)菌、微生物、有機(jī)物、無機(jī)物等作用消耗一局部氯量外，還剩下了一局部氯

9、量，這局部氯量就叫作余氯。水中余氯有總余氯、游離余氯和化合余氯三種存在形式。從結(jié)果看，南沙濕地公園水質(zhì)余氯含量較樂觀，總體上沒有對(duì)水質(zhì)產(chǎn)生較大影響。重金屬含量也較樂觀，雖然只有一個(gè)水樣測(cè)定結(jié)果顯示不含有重金屬，但其余三個(gè)水樣指標(biāo)都不是特別高，在可控制范圍內(nèi)，進(jìn)一步說明濕地公園水質(zhì)總體良好。從水質(zhì)活性來看，四個(gè)采樣點(diǎn)所測(cè)定的結(jié)果都顯示為原生態(tài)水?？寡趸詠砜?，結(jié)果不是特別理想，四個(gè)采樣點(diǎn)測(cè)定結(jié)果都顯示已被氧化。從pH值來看，濕地公園的水質(zhì)呈現(xiàn)出偏堿性的特征，最低的pH值都是7.90。從電導(dǎo)率來看，南沙濕地公園水質(zhì)電導(dǎo)率較高，導(dǎo)電性較好，數(shù)值從15562215之間，也說明其水質(zhì)確實(shí)已經(jīng)被氧化，電導(dǎo)

10、率較高也是很正常的。溶解氧的差距比較大，在我們認(rèn)為的建筑物比較多的采樣點(diǎn)3十八涌上游反而溶解氧含量最高，而綠色植被非常豐富的采樣點(diǎn)2木棧道溶解氧含量最低，這也給我們研究小組提出了考驗(yàn)，并且還要進(jìn)一步獲取資料才能解釋其原因。鹽度都在1ppt以下，均屬于正常范圍。南沙濕地公園水質(zhì)中含有鋅，由于儀器精密度有限，不能測(cè)定其具體數(shù)值，但是值得我們進(jìn)一步去思考。從觀測(cè)結(jié)果看，南沙濕地公園水體透明度較差，四個(gè)采樣點(diǎn)觀測(cè)結(jié)果都顯示為較為渾濁，透明度不到1米，主要原因可能是跟季節(jié)有關(guān)。采集水樣時(shí)正是盛夏季節(jié)，氣溫較高，水體內(nèi)生物活潑程度高，水生生物也較多，各種各樣浮游生物以及枯枝落葉也較多，長(zhǎng)時(shí)期在水體內(nèi)存在導(dǎo)

11、致水體透明度較差。南沙濕地公園水體流速較穩(wěn)定并且平穩(wěn)，這與南沙濕地公園處于珠江口的平原地形有關(guān)，地形起伏很小，而且水域相對(duì)較封閉，因此水流速度平穩(wěn)，水面較靜。由于處于夏季，所以整個(gè)南沙濕地公園在測(cè)試期間觀測(cè)到水量都較大，水位較高。3.3南沙濕地公園水質(zhì)討論3.3.1南沙濕地公園水質(zhì)結(jié)果討論研究小組經(jīng)過一年的準(zhǔn)備，整整一天進(jìn)行水樣的采集，得到了相當(dāng)滿意的結(jié)果，對(duì)南沙濕地公園水體水質(zhì)有了感性和理性多方面的認(rèn)識(shí)，也對(duì)南沙濕地公園水體水質(zhì)有了深刻的探討和理解。通過多參數(shù)水質(zhì)分析儀以及便攜式pH計(jì)、便攜式電導(dǎo)率/鹽度儀器和便攜式溶解氧儀等工具和手段，收集測(cè)定了該水體多個(gè)水質(zhì)指標(biāo)。但是這僅僅是我們研究小組

12、唯一一次的樣品采集和分析，采集點(diǎn)只有四個(gè)，相對(duì)來說，樣本容量和樣本信度、效度都較差，這樣而得來的結(jié)果肯定不能全方面的涵蓋南沙濕地公園水體水質(zhì)的全部狀況，尤其是只有一次采集樣品，各種水質(zhì)指標(biāo)沒有季節(jié)差異的比照，因此降水量、氣溫、植被、土地利用、人類活動(dòng)對(duì)水質(zhì)的影響就沒有比照研究，也就對(duì)結(jié)果造成了極大的影響。針對(duì)個(gè)別指標(biāo)的內(nèi)部差異，研究小組在有限的資源和條件下，不能正確的解釋其原因，也找不到合理的解決方案，還有待進(jìn)一步加強(qiáng)研究和調(diào)研。溶解氧值差距特別大，在植被覆蓋度較高的木棧道和原野步行區(qū)，其溶解氧值反而是最低的，所測(cè)試的水樣，木棧道使用采集的水樣測(cè)定時(shí)甚至顯示溶解氧為0.1，幾乎為0，而建筑物密

13、度較大和植被覆蓋度較差的十八涌中游和上游，反而溶解氧值非常高，到達(dá)7左右，接近飽和狀態(tài)。這是我們研究小組不能解決的問題，還有待進(jìn)一步的測(cè)試和采樣分析。四個(gè)采樣點(diǎn)的水質(zhì)數(shù)據(jù)也有差距，包括總?cè)芙夤腆wTDS、pH、鹽度和電導(dǎo)率差異明顯，而四個(gè)采樣點(diǎn)水質(zhì)數(shù)據(jù)的差異是否受到水流過程中上下游關(guān)系的影響還不得而知，這主要是對(duì)于南沙濕地公園水體的出入口還不明確有關(guān)，四個(gè)水質(zhì)采樣點(diǎn)的相互影響關(guān)系并不明確，也就不能對(duì)其水質(zhì)數(shù)據(jù)的內(nèi)部差異做出精確而科學(xué)的解釋，原因就更加不能明確的得出，這就對(duì)后期采樣分析工作提出了更大的挑戰(zhàn)。另一方面，四個(gè)采樣點(diǎn)水質(zhì)數(shù)據(jù)的內(nèi)部差異除了受到上下游關(guān)系、氣溫、植被覆蓋度、降水量等自然因素

14、的影響外，人類活動(dòng)的影響機(jī)制完全沒有一個(gè)參考方案。而人類活動(dòng)應(yīng)該是影響南沙濕地公園水體水質(zhì)最大的因素，包括生活污水、工業(yè)廢水、生活垃圾固體廢棄物、旅游污染、汽車尾氣等，這些因素對(duì)南沙濕地公園水質(zhì)的影響應(yīng)該是巨大的，但是找不到這些因子對(duì)水質(zhì)產(chǎn)生影響的突破口，也就無法做出相應(yīng)科學(xué)精準(zhǔn)的判斷，研究的意義也會(huì)大打折扣，對(duì)南沙濕地公園的保護(hù)和進(jìn)一步開發(fā)的決策也會(huì)產(chǎn)生巨大影響。3.3.2南沙濕地公園水質(zhì)政策討論現(xiàn)在的南沙濕地公園是一個(gè)全面向外開放的公眾旅游區(qū)，公園內(nèi)面臨游客眾多、汽車等交通工具橫行、旅游業(yè)方興未艾、生活污水和生活垃圾規(guī)模越來越龐大，景區(qū)建設(shè)和進(jìn)一步開發(fā)等問題。公園游客在未來數(shù)年內(nèi)必然會(huì)成規(guī)

15、模的增長(zhǎng)，這就必然帶來交通工具的增多，旅游業(yè)進(jìn)一步開展，景區(qū)必然擴(kuò)大規(guī)模和加強(qiáng)開發(fā)，這些方面都是牽一發(fā)而動(dòng)全身的影響，一旦一個(gè)方面把控不好，其他方面必然受到巨大的影響，對(duì)于南沙濕地公園水質(zhì)來說，隨著產(chǎn)業(yè)規(guī)模越來越大，污水和廢棄物排放量必然增加，這必然降低其水質(zhì)質(zhì)量，本身南沙濕地公園水體水質(zhì)現(xiàn)狀并非絕對(duì)的樂觀，如何解決以及未來如何開展，完全取決于相關(guān)部門和政府的決策。未來政策如何決策以及其走向如何，這不是我們研究小組，以及個(gè)別公眾能決定和解決的，而對(duì)于南沙濕地公園來說，到底是繼續(xù)擴(kuò)大開發(fā)規(guī)模，加強(qiáng)開發(fā)深度，進(jìn)一步加強(qiáng)旅游業(yè)等第三產(chǎn)業(yè)的開展，還是保護(hù)性開發(fā)，甚至對(duì)濕地公園采取嚴(yán)格的保護(hù)制度，都應(yīng)該

16、要經(jīng)過嚴(yán)密而周到的部署和研究，才能最終定下決策基調(diào)，而其方向必須是保護(hù)南沙濕地公園，進(jìn)一步改善其水質(zhì)，改善其生態(tài)系統(tǒng)，力求能增加濕地公園的生物多樣性，這才是群眾和政府相關(guān)部門面對(duì)南沙濕地公園應(yīng)有的態(tài)度和目標(biāo)，也才是現(xiàn)代社會(huì)正確的價(jià)值觀導(dǎo)向。參考文獻(xiàn)【1】李清艷.巖溶森林區(qū)地下水水文地球化學(xué)特征及碳匯效應(yīng)研究以板寨地下河流域?yàn)槔鼶.重慶：西南大學(xué)，2021.【2】胡春華，周文斌，夏思奇.鄱陽湖流域水化學(xué)主離子特征及其來源分析J.環(huán)境化學(xué)，2021，309：1620-1626.【3】萬洪濤，謝傳節(jié)，楊勇，等.貴州后寨河喀斯特小流域水化學(xué)特征J.中國(guó)巖溶，1999，184：329-336.【4】李甜甜，季宏兵，江用彬，等.贛江上游河流水化學(xué)的影響因素及DIC來源J.地理學(xué)報(bào)，2021，627：765-775.【5】謝麗純，陳建耀，董林垚，等.珠江三角洲濱海小流域離子化學(xué)特征及來源分析J.熱帶地理，2021，312：138-145.【6】王亞平，王嵐，許春雪，等.長(zhǎng)江水系水文地球化學(xué)特征及主要離子的化學(xué)成因J.地質(zhì)通報(bào)，2021，292-3：447-456.【7】邱霓，徐頌軍，邱彭華等.南沙濕地公園紅樹林物種多樣性與空間分布格局J.生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào)，2021，261：27-35.8SlivaL，WilliamsDD.Bufferzoneversuswholecatchmentapproac