上海市中小河道水生植物組織氮磷重金屬含量與環(huán)境因子關系的研究.pdf

1、上海作為我國經濟最發(fā)達人口密度最高的的地區(qū)之一，隨著城市化進程的快速發(fā)展，上海市地區(qū)水體污染負荷急劇增加，水體質量嚴重下降。水體富營養(yǎng)化、酸化、重金屬污染等情況加劇，使水生植被群落逆向演替，植被結構逐漸簡化，生物量和分布面積減少，加快了水質退化和藍藻水華的發(fā)生，而上海市河道密集，尤其是中小型河道數(shù)量眾多如同城市的毛細血管，但缺乏監(jiān)管和治理，污染嚴重。本研究針對這一環(huán)境問題，以上海市十個區(qū)縣的53條中小型河道為研究對象，通過對上海市中小型

2、河道水生植物的種類組成，組織內氮磷和重金屬元素積累分布規(guī)律，以及生境中氮磷和重金屬的濃度研究，同時分析了水生植被體內氮磷及重金屬元素和環(huán)境的關系，采用科學的方法評價了上海市中小型河道污染情況，為上海市中小型河道的生態(tài)修復和水生植被恢復提供科學的資料和依據(jù)。主要研究結果和結論如下：
　　1、通過2015年8月植物生長旺季對53條河流145個位點的調查上海市中小型河道水生植被現(xiàn)狀及其生長的理化環(huán)境。調查發(fā)現(xiàn)多種不同生活型植物共計34種

3、，歸屬于20科，其中挺水植物有18種，占53％，沉水植物8種占23%，浮葉植物6種約占17%，漂浮植物2種，約占6%。挺水植物優(yōu)勢種為梭魚草、再力花、黃菖蒲；沉水植物優(yōu)勢種為金魚藻、水盾草、黑藻；漂浮植物優(yōu)勢種為水鱉；浮葉植物優(yōu)勢種為睡蓮。上海市河道所有生活型水生植物組織內氮磷營養(yǎng)鹽含量都高于滿足其生長的最低需求，按不同生活型水生植物的氮磷含量均值進行比較以浮葉/漂浮植物最高，沉水植物次之，挺水植物最低。但對于生物量之間比較，挺水植物生

4、物量遠高于沉水植物和浮葉/漂浮植物。上海地區(qū)植物體內氮磷比可以顯示本地區(qū)水環(huán)境中營養(yǎng)鹽的情況，河道水環(huán)境對于水生植物初級生產力的影響為：磷過剩，主要受到氮限制。對不同區(qū)域分布的河流綜合營養(yǎng)指數(shù)進行比較：郊區(qū)城鎮(zhèn)河道＞中心城區(qū)河道＞農村河道，通過將綜合營養(yǎng)指數(shù)與單個指標富營養(yǎng)度相關性分析表明上海市河道主要是受氮磷污染引起富營養(yǎng)化。
　　2、為了研究水生植物分布與環(huán)境營養(yǎng)鹽的關系，將河道按水生植物分布情況進行分類，與水環(huán)境中氮磷含量進

5、行統(tǒng)計。結果表明上海市中小型河道水生植物的分布與沉積物中營養(yǎng)鹽的含量相關性不大，根據(jù)無水生植物河道水體氮含量顯著高于有水生植物河道，推測水生植物的分布主要受水體中 N含量的影響，根據(jù)有沉水植物覆蓋的河道水體 P含量顯著低于有挺水植物河道，說明水體中 TP污染負荷過高可能是導致上海市河道沉水植物消失的主要原因，通過對水生植物體內氮磷與環(huán)境中營養(yǎng)鹽含量相關性分析表明僅有沉水植物中的黑藻和金魚藻體內總氮與水體中氮含量有顯著性相關，與沉積物中的

6、營養(yǎng)鹽相關性不明顯，部分挺水植物與沉積物種氮含量顯著相關，與水體中營養(yǎng)鹽濃度相關性不明顯，表明不同生活型水生植物主要獲取營養(yǎng)鹽的途徑不同。
　　3、以上海市8個區(qū)縣25條中小型河道為研究對象，調查研究重金屬在沉積物和水生植物中累積特征，對于沉積物中積累的重金屬元素，采用潛在生態(tài)風險指數(shù)評價法進行分析表明，與土壤環(huán)境質量國家二級標準(GB15618-1995)相比，As、Ni和Zn平均含量是標準的6.7倍、1.5倍和1.4倍，Cd、

7、Pb、Cu、Cr平均含量不超標。參照上海市土壤環(huán)境背景值，上海市中小型河道沉積物中7種重金屬的潛在生態(tài)風險依次為：Cd＞As＞Pb＞Ni＞Cu＞Zn＞Cr，對不同區(qū)域河道潛在生態(tài)風險系數(shù)比較：郊區(qū)城鎮(zhèn)河道＞中心城區(qū)河道＞農村河道，其中 Cd、As生態(tài)風險嚴重，7種潛在生態(tài)風險Ri平均值為431.43，有強生態(tài)風險。
　　4、采用生物富集系數(shù)(BCF)方法評價不同水生植物對重金屬的富集特性，對水生植物與沉積物中的重金屬含量進行相關性

8、分析。不同類型的水生植物中重金屬含量存在顯著差別。上海市中小型河道沉水植物體內重金屬Cd、As、Cr、Pb、Ni、Cu的含量均大于挺水植物(地上部分)，對于重金屬富集狀況比較，沉水植物苦草和水盾草對多種重金屬的富集能力大于1，在河道重金屬復合污染的水環(huán)境修復中具有較大潛力。根據(jù)河道水生植物與沉積物重金屬含量相關性的比較，黑藻可以作為上海市河道沉積物重金屬Cu、Ni、Pb的污染潛在監(jiān)測植物；水盾草可以作為沉積物重金屬Cu的污染潛在監(jiān)測植物