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上海城市内河中有机碳含量的时空变化及影响因素分析

朱坤 吴莹 齐丽君

朱坤, 吴莹, 齐丽君. 上海城市内河中有机碳含量的时空变化及影响因素分析[J]. 华东师范大学学报(自然科学版), 2020, (1): 150-158. doi: 10.3969/j.issn.1000-5641.201841032
引用本文: 朱坤, 吴莹, 齐丽君. 上海城市内河中有机碳含量的时空变化及影响因素分析[J]. 华东师范大学学报(自然科学版), 2020, (1): 150-158. doi: 10.3969/j.issn.1000-5641.201841032
ZHU Kun, WU Ying, Qi Lijun. Spatiotemporal variations and influencing factors of organic carbon content in the urban rivers of Shanghai[J]. Journal of East China Normal University (Natural Sciences), 2020, (1): 150-158. doi: 10.3969/j.issn.1000-5641.201841032
Citation: ZHU Kun, WU Ying, Qi Lijun. Spatiotemporal variations and influencing factors of organic carbon content in the urban rivers of Shanghai[J]. Journal of East China Normal University (Natural Sciences), 2020, (1): 150-158. doi: 10.3969/j.issn.1000-5641.201841032

上海城市内河中有机碳含量的时空变化及影响因素分析

doi: 10.3969/j.issn.1000-5641.201841032
基金项目: 国家自然科学基金(41530960)
详细信息
    通讯作者:

    吴 莹, 女, 教授, 博士生导师, 研究方向为有机地球化学. E-mail: wuying@sklec.ecnu.edu.cn

  • 中图分类号: X52

Spatiotemporal variations and influencing factors of organic carbon content in the urban rivers of Shanghai

  • 摘要: 2015年12月至2016年12月间, 对苏州河、黄浦江4个固定站点的表层水样进行逐月采集, 测定溶解态有机碳(dissolved organic carbon, DOC)和颗粒态有机碳(particulate organic carbon, POC)的含量, 结合总悬浮颗粒物(total suspended matter, TSM)和稳定碳同位素(δ13C)等参数, 研究有机碳的时空变化, 并对其影响因素进行初步分析. 结果显示, 苏州河非汛期时上游DOC质量浓度(4.52 ± 0.48 mg·L–1)明显高于下游(3.66 ± 0.32 mg·L–1), 而汛期上下游DOC质量浓度无明显差异, 推测在汛期与非汛期DOC在上下游输送过程中的停留时间不同可能是DOC空间分布存在差异的主要因素. 苏州河汛期颗粒物δ13C(–29.1‰ ± 1.0‰)比非汛期(–28.1‰ ± 0.6‰)更负, 表明汛期浮游生物的生长对POC贡献更大. 苏州河汛期与非汛期POC质量分数(POC%)则无明显差异, 但非汛期POC%平均值(6.01% ± 2.27%)略高于汛期(4.10% ± 0.99%). 黄浦江DOC(年平均值3.56 ± 0.31 mg·L–1)和POC%(年平均值2.18% ± 0.56%)上下游差异不明显, DOC呈现冬高夏低的特征. 汛期更负的δ13C(–28.1‰ ± 0.9‰)与更低的TSM(79.1 ± 26.4 mg·L–1)显示黄浦江汛期时主要受到了太湖来水的影响, POC%表现出汛期高、非汛期低的特征. 两条河的有机碳输送均以DOC输送为主, 水体自净能力的差异使得苏州河DOC/POC变化范围大于黄浦江. 从历史数据比对分析来看, 2005—2016年黄浦江DOC质量浓度逐渐降低, 一定程度上表明了污水治理三期工程对黄浦江的有机污染治理初显成效, 但总有机碳(total organic carbon, TOC)质量浓度的高值表明黄浦江有机污染仍处于较高水平.
  • 图  1  采样站点示意图

    Fig.  1  Sampling stations in Huangpu River and Suzhou River

    图  2  苏州河、黄浦江有机地球化学参数含量变化

    Fig.  2  Monthly variations in organic geochemical parameters in Huangpu River and Suzhou River

    图  3  POC%和δ13C与TSM的变化关系

    Fig.  3  Relationship between TSM and POC% as well as TSM and δ13C

    图  4  2016年黄浦江、苏州河每月DOC/POC随着TSM的变化

    Fig.  4  Variation of DOC/POC with TSM in Huangpu River and Suzhou River in 2016

    图  5  2016年黄浦江每月DOC、TOC浓度与黄浦江COD浓度的关系

    注: 2016年黄浦江COD每月浓度数据由上海环境监测中心提供

    Fig.  5  Relationship of DOC and TOC among COD concentrations in Huangpu River in 2016

    表  1  2016年苏州河、黄浦江有机地球化学参数年平均值

    Tab.  1  Average organic geochemical parameters of Suzhou River and Huangpu River in 2016

    站位 DOC**/(mg·L–1) POC/(mg·L–1) TOC/(mg·L–1) TSM*/(mg·L–1) POC**/% δ13C**/‰
    苏州河 4.13 ± 0.30 2.29 ± 1.01 6.42 ± 1.05 67.9 ± 50.9 5.13 ± 1.99 –28.6 ± 0.9
    黄浦江 3.56 ± 0.31 2.21 ± 0.70 5.78 ± 0.87 113 ± 58.6 2.18 ± 0.56 –27.4 ± 0.9
    注: * 表示该参数在两河间差异显著(p < 0.05); ** 表示差异极显著(p < 0.01)
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    表  2  黄浦江不同年份间DOC浓度对比

    Tab.  2  Comparison of DOC concentrations of Huangpu River over different years

    采样时间 DOC变化范围/(mg·L–1) DOC平均值/(mg·L–1) 数据来源
    2005 5.40~7.97 6.68 [33]
    2005.05—2006.01 5.64~7.29 6.63 [10]
    2005.11—2006.05 5.02~7.74 6.28 [34]
    2006.12—2007.12 4.51~6.59 5.90 [11]
    2008.10—2009.01 4.55~5.34 4.95 [35]
    2011.07—2011.10 4.80 ± 0.57 4.80 [36]
    2012.02—2012.12 2.93~5.94 4.27 [6]
    2015.12—2016.12 2.88~4.04 3.56 本文
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2018-11-12
  • 网络出版日期:  2019-12-25
  • 刊出日期:  2020-01-01

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