生態(tài)環(huán)境 2005, 14(1): 16-20 Ecology and Environment E-mail: 基金項目： 廣東省科技攻關(guān) 項目 (2KM06103S)；教育部優(yōu)秀青年教師資助計劃 項目 ；國家自然科學基金 項目 (39900022) 作者簡介： 李秋華 （ 1977），男， 碩士， 主要從 事環(huán)境科學水生態(tài)建模及水體富營養(yǎng)化防治。 E-mail: *通訊作者：韓博平，教授，博士 生 導師。 E-mail: 收稿日期： 2004-07-14 廣東大中型水庫電導率分布特征及其受 N、 P 營養(yǎng)鹽的影響 李秋華，林秋奇，韓博平 * 暨南大學水生生物研究中心，廣東 廣州 510632 摘要： 廣東省 20 座大中型水庫的電導率在豐水期為 22246 s/cm， 在枯水期為 23254 s/cm；除大境山水庫外，其它水庫豐 水期、枯水期差別不大。在采樣的 6 個流域中，受工業(yè)和生活污水污染比較嚴重的珠江三角洲水庫電導率明顯高于其它流域水庫；東江流域電導率最低。 N、 P 營養(yǎng)鹽離子對水庫電導率有不同的貢獻，總的來說，營養(yǎng)鹽質(zhì)量濃度較高的水庫， N、P 營養(yǎng)鹽離子對水庫電導率的貢 獻率較大，水庫電導率也較高。除粵西沿海的鶴地水庫以 NH4+對水庫電導率的貢獻為主外，其它流域以 N03-對水庫電導率的貢獻最大。豐水期、枯水期營養(yǎng)鹽離子對水庫電導率貢獻的結(jié)構(gòu)有變化， PO43-對水庫電導率貢獻的結(jié)構(gòu)變化最大，即 PO43-在豐水期對電導率的貢獻比枯水期明顯增高。分析結(jié)果表明，廣東省大中型水庫的電導率反映了水庫受污染的程度，富營養(yǎng)化是導致水庫電導率上升的重要因素，水庫電導率在一定程度上反映了水庫的營養(yǎng)水平。 關(guān)鍵詞： 電導率；營養(yǎng)鹽；水庫；廣東省 中圖分類號： X832 文獻標識碼： A 文章編號： 1672-2175（ 2005） 01-0016-05電導率是水質(zhì)分析中的一個重要指標。水體電導率的大小主要由溶解在水體的離子種類、濃度和水溫等決定，其中離子種類組成取決于流域地質(zhì)及土壤特征 13。廣東省地帶性 土壤由南向北依次為磚紅壤、赤紅壤和紅壤，土壤鹽分含量少，大多數(shù)水庫電導率本底不高。近 20 多年來，隨著經(jīng)濟的發(fā)展和人類活動的加劇，水庫電導率上升，水庫水體富營養(yǎng)化趨勢明顯 4。水庫氮、磷等營養(yǎng)鹽水平的上升是水庫電導率上升的重要因素。電導率的大小變化在一定程度上可反映水庫的富營 養(yǎng)化發(fā)生的程度。本文分析了廣東省水庫豐水期、枯水期電導率的分布特征，探討了不同形態(tài)的氮離子和正磷酸鹽與水庫電導率的關(guān)系。 1 材料與方法 在 2000 年 6 7 月（豐水期）、 11 12 月（枯水期），用 YSI-85 水質(zhì)儀現(xiàn)場測定了廣東省 6 個亞流域 20 座供水水庫，每個水庫有 13 個采樣點，各水庫電導率均換算為 25 時的電導率。電導率的轉(zhuǎn)換公式為： ks=kt/1+a(t-25)，其中 t 為實測溫度； kt為測定時 t 溫度下的實測電導率； ks為 25 時電導率（ s/cm）； a 為各離子電導率平均溫度系數(shù)，本文中 a=0.0191。 N03-、 NH4+、 NO2-和 PO43-水化指標的測定方法，水庫的地理位置參見文獻 2, 46。 2 結(jié)果與討論 2.1 電導率分布特征 2.1.1 豐水期與枯水期水庫電導率分布特征 廣東省地處熱帶 -亞熱帶地區(qū)，豐水期表層水溫在 27 38 之間變化，枯水期表層水溫在 1722 之間變化。溫度變化對水庫電導率的大小變化影響較小。水庫電導率豐水期在 22 246 s/cm, 枯水期在 23 254 s/cm；除大境山水庫外，豐水期和枯水期的水庫電導率差別不大（如圖 1）。 6 個流域水庫電導 率的平均值由大到小依次為：珠江三角洲 韓江流域 北江流域 粵西沿海 粵東沿海 東江流域。珠江三角洲污染較嚴重，接納的生活污水和工業(yè)廢水排放量占全省的 70。珠江三角洲的水庫電導率平均值最大，高達 165.6 s/cm，但位于該地區(qū)的流溪河水庫電導率較低，在 60 70 s/cm 之間，這是由于流溪河水庫是一座山谷型水庫，整個集水區(qū)域為國家級森林公園，受人為污染的程度相對較輕。除了流溪河水庫外，該流域水庫電導率比其它流域水庫的電導率高，如大境山水庫枯水期的水庫電導率高達 260 s/cm。韓江流域的合水水庫，可 能是由于該流域水土流失嚴重，水庫電導率也比較大。其它流域經(jīng)濟相對落后，受工業(yè)污染也較少，污染源來自農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，水庫的電導率相對較低。東江流域的水污染程度最輕，其水庫電導率也最低（圖 2A 和圖 2B）。 2.1.2 水庫電導率垂直分布 大多數(shù)水庫電導率在豐水期、枯水期均未出現(xiàn)垂直分布 7, 8。如飛來峽水庫等，無論是豐水期還是枯水期，從水庫的表層到水庫的底層，電導率變化很小，沒有出現(xiàn)分層 (圖 3A)。只有位于珠江三角洲的大境山水庫的電導率在豐水期才有明顯的分層現(xiàn)象。大境山水庫出現(xiàn)明顯的分層可能是由于該水庫的調(diào)咸 功能，導致其底層與表層的電導率的大小不同 (圖 3B)。 李秋華等：廣東大中型水庫電導率分布特征及其受 N、 P 營養(yǎng)鹽的影響 17 2.2 營養(yǎng)鹽對水庫電導率的貢獻特征 2.2.1 豐水期、枯水期 6 個流域的水庫營養(yǎng)鹽的離子濃度和電導率 表 1 給出了 6 個流域的水庫水體營養(yǎng)鹽和電導率的平均值。 6 個流域水庫 N03-平均質(zhì)量濃度由大到小依次是：珠江三角洲 北江流域 韓江流域 粵東沿海 粵西沿海 東江流域； NH4+平均質(zhì)量濃度由大到小依次為：珠江三角洲 粵西沿海 韓江02468101214165 170 175 180 185 190 195電導率 / ( s c m-1)水深/m豐水期枯水期 0246810120 100 200 300 400 500電導率 / ( s c m-1)水深/m豐水期枯水期 A)飛來峽水庫 B)大境山水庫 圖 3 水庫電導率的典型垂直分布 Fig. 3 The profile of conductivity 050100150200250300350大壩 呂田 玉溪 新龍 九鄉(xiāng) 大壩 引堤 庫中 入口 出口 大壩 庫中 山頭 大壩 庫中 出口 入口 大壩 李坑 大壩 碼頭 壩前 大壩 入口 大壩 出口 入口 大壩 大壩 橫石 廟峽 出口 點火 渡口 入口 大壩 入口 大壩 入口 大壩 入口 新橋 大壩 入口 黃羌 大壩 入口 出口流溪河 契爺石 石巖 深圳 大境山 大沙河 合水 白盆珠 新豐江 沙田 赤石逕 小坑 飛來峽 鶴地 大水橋 高州 河溪 湯溪 公平 赤沙珠江三角洲 韓江流域 東江流域 北江流域 粵西沿海 粵東沿海水庫采樣地點電導率/(scm-1)枯水期 豐水期 圖 1 豐水期和枯水期 6 個流 域水庫電導率的分布 Fig. 1 Reservoir conductivity of in the 6 sampled watersheds in the flood season and dry season A）污水排放量 /t B）平均電導率 /(s cm-1) 圖 2 廣東省 6 個流域污染狀況與水庫平均電導率 Fig. 2 Water pollution and average conductivity in 6 sampled watersheds, Guangdong Province 18 生態(tài)環(huán)境 第 14 卷第 1 期（ 2005 年 1 月） 流域 粵東沿海 北江流域 東江流域；水庫 PO43-平均質(zhì)量濃度由大到小依次為：珠江三角洲 韓江流域 粵東沿海 粵西沿海 北江流域 東江流域； 6 個流域水庫電導率由大到小依次為：珠江三角洲 韓江流域 北江流域 粵西沿海 粵東沿海 東江流域 (表 1)。在 6 個流域中，珠江三角洲營養(yǎng)鹽質(zhì)量濃度最高 ， 電導率也最高；東江流域營養(yǎng)鹽的質(zhì)量濃度最低，電導率也最低。在 6 個流域中，水庫營養(yǎng)鹽離子質(zhì)量濃度以硝酸氮的質(zhì)量濃度最高，水庫營養(yǎng)鹽的離子質(zhì)量濃度隨水體污染程度的增加而升高，水庫電導率也相應增高。 2.2.2 豐水期、枯水期營養(yǎng)鹽對水庫電導 率的貢獻率 電導率的大小與營養(yǎng)鹽的離子類型有關(guān)，不同 的營養(yǎng)鹽離子對電導率的貢獻不同。在 25 時無限稀釋的水溶液中，主要營養(yǎng)鹽離子的電導率為：N03-為 5.10 (s/cm)、 NH4+為 5.24 (s/cm)、 PO43-為2.36 (s/cm) 3, 9。在水庫中， NO2-濃度很低，本文的分析中沒有考慮。我們計算了不同營養(yǎng)鹽離 子對電導率的相對貢獻率，這里營養(yǎng)鹽對水庫電導率的貢獻率是指 N03-、 NH4+和 PO43-離子分別對水庫電導率的貢獻之和與水庫電導率之比的百分數(shù)。通過計算，我們分別給出了豐水期和枯水期水庫 N03-、NH4+和 PO43-三種主要的營養(yǎng)鹽離子對水庫電導率的貢獻率（見圖 4）。 營養(yǎng)鹽離子對水庫電導率貢獻水平在豐水期和枯水期略有不同，枯水期營養(yǎng)鹽離子對水庫的電導率貢獻率比豐水期的略高。珠江三角洲的深圳水庫、石巖水庫營養(yǎng)鹽離子對水庫電導率的貢獻率較高，超過了 10%，深圳水庫的最高達 15%；其次是珠江三角洲的契爺石水庫 、大境山水庫、大沙河水庫、北江流域的赤石逕水庫和粵東地區(qū)的湯溪水庫，其營養(yǎng)鹽離子對水庫電導率的貢獻率也超過了6%。根據(jù)營養(yǎng)綜合指數(shù)（ TSI），這些水庫均是富營養(yǎng)型水庫或中富營養(yǎng)型水庫 10，而且富營養(yǎng)化程度越高，營養(yǎng)鹽離子對水庫電導率的貢獻率也越大。營養(yǎng)鹽離子對水庫電導率的貢獻值是隨著水體富營養(yǎng)化程度的增加而增加，水庫富營養(yǎng)化是導致水庫電導率上升的重要過程之一。水庫電導率的變化表 1 豐水期和枯水期 6 個流域水庫水體中主要營養(yǎng)鹽離子的平均質(zhì)量濃度和電導率 Tab. 1 The average nutrient concentrations of and conductivity in 6 sampled watersheds in the flood season and dry season 珠江三角洲 東江流域 北江流域 韓江流域 粵西沿海 粵東沿海 (NO2-)/(mgL-1) 豐水期 0.051 0.004 0.012 0.016 0.045 0.091 枯水期 0.046 0.026 0.012 0.009 0.008 0.005 (N03-)/(mgL-1) 豐水期 0.865 0.224 0.524 0.490 0.108 0.354 枯水期 1.399 0.323 0.476 0.205 0.398 0.328 (NH4+)/(mgL-1) 豐水期 0.113 0.012 0.016 0.105 0.272 0.057 枯水期 0.536 0.006 0.074 0.230 0.240 0.067 (PO43-)/(mgL-1) 豐水期 0.052 0.005 0.016 0.050 0.042 0.010 枯水期 0.034 0.004 0.008 0.030 0.003 0.010 電導率 /(scm-1) 豐水期 114.40 54.98 119.50 130.50 115.00 73.36 枯水期 165.60 54.64 127.00 164.10 99.51 56.65 0246810121416大壩 呂田 玉溪 新龍 九鄉(xiāng) 大壩 引堤 庫中 入口 出口 大壩 庫中 山頭 大壩 庫中 出口 入口 大壩 李坑 大壩 壩前 大壩 入口 大壩 出口 入口 大壩 大壩 橫石 廟峽 出口 點火 渡口 入口 大壩 入口 大壩 入口 大壩 入口 新橋 大壩 入口 黃羌 大壩 入口 出口流溪河 契爺石 石巖 深圳 大境山 大沙河 合水 白盆珠 新豐江 沙田 赤石逕 小坑 飛來峽 鶴地 大水橋 高州 河溪 湯溪 公平 赤沙珠江三角洲 韓江流域 東江流域 北江流域 粵西沿海 粵東沿海水庫采樣地點營養(yǎng)鹽對電導率貢獻率/%枯水期 豐水期 圖 4 主要營養(yǎng)鹽離子對水庫電導率貢獻率 Fig. 4 The contributions of nutrients to reservoir conductivity in the flood season and dry season 李秋華等：廣東大中型水庫電導率分布特征及其受 N、 P 營養(yǎng)鹽的影響 19 較好地反映了水體富營養(yǎng)化的變化趨勢。 2.2.3 豐水期、枯水期不同營養(yǎng)鹽離子對水庫電導率的貢獻率 特征 從豐水期到枯水期，水庫營養(yǎng)鹽質(zhì)量濃度的變化導致了營養(yǎng)鹽離子對水庫電導率的 貢獻率變化，同時對電導率的貢獻率的結(jié)構(gòu)也發(fā)生變化。同樣，這里我們計算了 N03-、 NH4+和 PO43-三種主要的營養(yǎng)鹽離子對水庫電導率貢獻率組成（圖 5A和圖 5B）。在 6 個流域的營養(yǎng)鹽離子對水庫電導率的貢獻率組成中，枯水期除了鶴地水庫以 NH4+對水庫電導率貢獻為主，其它水庫則以 N03-對水庫電導率的貢獻為主（圖 5B）；豐水期除了鶴地水庫、大水橋水庫以 NH4+對水庫電導率的貢獻為主，其它的水庫仍以 N03-對水庫電導率的貢獻為主（圖 5A）。這可能是由于鶴地水庫、大水橋水庫都處于粵西沿海，該流域的污染來源于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和 生活污水排放， NH4+污染較嚴重，在營養(yǎng)鹽離子對電導率的貢獻中， NH4+占了主要地位。PO43-離子對水庫電導率的貢獻在豐水期、枯水期變化較大，在枯水期 PO43-對水庫電導率的貢獻很少，但是在豐水期 PO43-離子對水庫電導率的貢獻明顯增大（圖 5A 和圖 5B）。這可能是由于在豐水期 6 個流域面污染較嚴重，使得 PO43-離子質(zhì)量濃度增大。 00 . 20 . 40 . 60 . 81大壩 呂田 玉溪 新龍 九鄉(xiāng) 大壩 引堤 庫中 入口 出口 大壩 庫中 入口 出口 入口 大壩 李坑 大壩 壩前 大壩 入口 大壩 出口 入口 大壩 大壩 橫石 廟峽 出口 點火 渡口 入口 大壩 入口 出口 入口 大壩 入口 新橋 大壩 入口 黃羌 大壩 入口 出口流溪河 契爺石 石巖 深圳 大境山 大沙河 合水 白盆珠 新豐江 沙田 赤石逕 小坑 飛來峽 鶴地 大水橋 高州 河溪 湯溪 公平 赤沙珠江三角洲 韓江流域 東江流域 北江流域 粵西沿海 粵東沿海水庫采樣地點豐水期營養(yǎng)鹽離子對電導率的貢獻率/% A 00 . 20 . 40 . 60 . 81大壩 呂田 玉溪 新龍 九鄉(xiāng) 大壩 引堤 庫中 入口 出口 大壩 庫中 山頭 大壩 庫中 出口 入口 大壩 大壩 壩前 大壩 入口 大壩 出口 入口 大壩 大壩 橫石 廟峽 出口 點火 渡口 入口 大壩 入口 大壩 入口 大壩 入口 新橋 大壩 入口 黃羌 大壩 入口 出口流溪河 契爺石 石巖 深圳 大境山 大沙河 合水 白盆珠 新豐江 沙田 赤石逕 小坑 飛來峽 鶴地 大水橋 高州 河溪 湯溪 公平 赤沙珠江三角洲 韓江流域 東江流域 北江流域 粵西沿海 粵東沿海水庫采樣地點枯水期營養(yǎng)鹽離子對電導率的貢獻率/%N O 3 - N N H 4 - N P O 4 - P B 圖 5 豐水期、枯水期營養(yǎng)鹽離子對電導率貢獻率比例 A）豐水期 ； B）枯水期 Fig. 5 The contribution composition of main nutrients to reservoir conductivity of in the flood season (A) and dry season (B) 20 生態(tài)環(huán)境 第 14 卷第 1 期（ 2005 年 1 月） 3 結(jié)論 （ 1）廣東 省大中型供水水庫電導率豐水期在22 246 s/cm, 枯水期在 23 254 s/cm之間變化；除大境山水庫外，其它水庫電導率在豐水期和枯水期差別不大。 （ 2）除大境山水庫外，水庫電導率在豐水期和枯水期沒有出現(xiàn)明顯分層。 （ 3）水庫電導率由溶解在水體的離子質(zhì)量濃度、種類和水溫等決定，水庫電導率受多種因素的綜合影響。水庫污染越嚴重，水庫的電導率越高。水庫電導率能夠在水質(zhì)分析中作為一個重要指標反映水體的污染情況。 （ 4）水庫 N03-、 NH4+和 PO43-營養(yǎng)鹽離子對水庫的電導率的總貢獻率在 2 16之間。 不同水庫的 N03-、 NH4+和 PO43-營養(yǎng)鹽離子對水庫電導率的貢獻不同。水體富營養(yǎng)化程度較高的水庫， N03-、NH4+和 PO43-離子質(zhì)量濃度相應較高，水庫電導率也較高，對水庫電導率的貢獻率相應也較大。廣東省大中型水庫的富營養(yǎng)化是導致水庫電導率上升的一個重要因素，水庫電導率能在一定程度上反映水庫的營養(yǎng)水平。 （ 5） N03-、 NH4+和 PO43-等營養(yǎng)鹽離子對水庫電導率的貢獻結(jié)構(gòu)中所占的比例不同；枯水期除了鶴地水庫以 NH4+的貢獻為主，其它水庫則以 N03-為主；豐水期除了鶴地水庫、大水橋水庫以 NH4+為主，其它的流域水庫仍以 N03-為主。豐水期 PO43-離子對水庫電導率的貢獻明顯高于枯水期的貢獻。 致謝： 本研究所采集的水樣和相關(guān)數(shù)據(jù)的測定和 分析，得到了廣東省水利廳和水文局（分局）有關(guān)同志的支持，暨南大學水生生物研究中心的有關(guān)教師與研究生也參與本項工作， 作者在此 一并致謝。 參考文獻： 1 劉建康 . 東湖生態(tài)學研究 (二 )M. 北京 : 科學出版社 , 1995: 63-226. 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Beijing: Scince Press, 2003. conductivity distribution of water supply reservoirs in Guangdong province LI Qiu-hua, LIN Qiu-qi, HAN Bo-ping Research Center of Hydrobiology, Jinan University, Guangzhou 510632, China Abstract: The conductivity of 20 large or medium water supply reservoirs in Guangdong province was in situ measured in two sea-sons of 2000: flood season and dry season. Conductivity of the reservoirs ranged from 22 to 246 s/cm in flood season and from 23 to 254 s/cm in dry season. There was no obvious change in conductivities between the two seasons except the Dajings