城市景观水体是指城市中具有景观功能的水体，包括城市中的河道、 湖泊、 公园水体等^[1,2]. 作为景观功能水体，良好的表观应是其具有的最基本特性^[3]，然而，水体表观恶化，颜色异常、 藻类疯长乃至藻华现象在城市中屡见不鲜. 富营养化亦是最常见的城市水体表观污染类型，根据国家环境保护总局2013年发布的资料，我国75%的湖泊出现了不同程度的富营养化^[4].

国内外研究表明悬浮颗粒物是引起水体表观污染最主要原因^{[5, 6, 7]}，它是水体的重要组成部分，主要指呈悬浮状态的颗粒物的总称，包括各种矿物碎屑颗粒、 微体浮游生物及生物残骸、 有机胶膜和一些有机、 无机物聚集成的絮凝体等^{[8, 9, 10, 11, 12]}. 水中悬浮颗粒物的物质组分和含量决定着水体表观污染的种类和程度^[6]. 粒度分布是水体悬浮颗粒物的重要性质之一，粒度分布特征包含悬浮颗粒物的组分信息和含量信息^[13]，因而，悬浮颗粒物的粒度分布特征反映水体表观污染状况.

针对水中悬浮颗粒物粒度特征研究已涉及湖泊、 港湾、 海口等不同生境，研究集中在利用粒度级别分类、 含量组成以及粒度参数来揭示水体物质成分、 水动力环境及污染物迁移转化机制^{[12, 14, 15, 16, 17, 18]}. 前人对粒度特征的分析更多是基于混合全样粒度参数，富营养化城市景观水体中悬浮颗粒物表现出多组分粒度分布特征，因而有必要对此类水体中悬浮颗粒物粒度组分进行分离，并充分利用各个组分粒度参数信息. 本研究从富营养型景观水体入手，以苏州市河道水为对象，系统分析不同程度表观污染下悬浮颗粒物多组分粒度分布特征，结合水体表观质量和悬浮颗粒物粒度分布的影响因素，探讨此类水体的表观污染粒度特征及表观污染机制. 加深对悬浮颗粒物作用水体表观污染的认识，对于解析水体表观污染历程以及城市水体污染治理具有重要意义.

本次研究以苏州城区内若干富营养型缓流水体为研究对象，研究区域是苏州科技学院江枫校区，在研究区域内共设5个采样点(北门桥、 东门桥、 孺子桥、 问钟桥、 望师桥)，按照采样点特性分为3类，采样点分类及具体位置见图 1. 研究区域内每条河道有效水深均低于3 m，只采集表层(距水面0.5 m)水样； 实验期间内水体呈深绿色，按照水体富营养化评价标准^[19]，水体富营养化程度介于中度富营养化和重度营养化之间，样品点详细描述见表 1. 从2015年3~7月对5个采样点水样进行持续监测，共120组数据.

图 1

Fig. 1

图 1 苏州科技学院江枫校区采样点分布示意 Fig. 1 Map of Suzhou University of Science and Technology (Jangfeng Campus) and distribution of sampling sites

表 1(Table 1)

表 1 采样点分类及具体描述 Table 1 Classifications and description of sampling sites 采样点位置 采样点分类 采样点描述 北门桥 A类 无外源，有底泥，无水质交换，流速约0.03m·s-1 问钟桥 无外源，有大量底泥，无水质交换，流速约0.03m·s-1 东门桥 B类 无外源，有底泥，与外界有少量水质交换，流速约0.09m·s-1 孺子桥 C类 有较多生活污水，有较多底泥，水质交换少，流速约0.03m·s-1 望师桥 有大量生活污水，有底泥，水质交换少，流速约0.03m·s-1

表 1 采样点分类及具体描述 Table 1 Classifications and description of sampling sites

水体表观污染的表征采用吸收光谱法^[20]：该法用表观污染指数 (sensation pollution index，SPI) 方程(1)计算出可反映表观污染程度的SPI值，根据SPI值将表观污染分为清洁(0～10)、 微污染(10～25)、 轻污染(25～45)、 中污染(45～70)以及重污染(＞70)共5个表观污染等级.

式中，SPI为表观污染指数； a，b为常数； β为修正系数； x为水样抽滤前后扫描曲线面积差.

水质指标测定采用国标法^[21]，总磷(TP)采用过硫酸钾消解钼酸铵分光光度法(HACH DR2800)，总有机碳(TOC)和总氮(TN)采用Multi3100N/C测量，叶绿素a(Chl-a)和最大光化学效率(F_v/F_m)采用荧光法(water pam，叶绿素荧光测定仪)测定，浊度采用HACH2100N浊度仪，水温及溶解氧(DO)采用YSI便携式溶氧仪.

悬浮颗粒物的粒度测量采用的是英国马尔文公司生产的Malven3000激光粒度分析仪，该仪器测量是基于不同粒径颗粒物对激光束的散射角度不同，并运用Mie和Fraunhofer散射理论，从数学上反推散射数据而获得颗粒物0.01~3 500 μm范围内共100(用户可调)个粒级的体积分数分布^[22]. 该仪器用于水体中悬浮颗粒物测量，在国内外已经得到广泛应用.

悬浮颗粒物的粒度分布是由污染物成分和环境作用共同决定的，在这些作用下，水体中的悬浮颗粒物产生了粒度分布多组分的现象，并反映在粒度分布曲线上^[22,23]. 通过对采样点中大量不同表观污染程度的水体样品的悬浮颗粒物粒度分布曲线观察分析，此类水体中悬浮颗粒物粒度大多呈现双峰或多峰分布，尽管表观污染程度不同，但出峰位置大致相同，图 2是几组典型悬浮颗粒物粒度频率分布，从中可见，悬浮颗粒物粒径最多呈现出6个峰，因而本研究把它分为6个组分，各组分粒径范围分别为<1.5 μm、 1.5~8 μm、 8~35 μm、 35~186 μm、 186~516 μm、>516 μm. 用高斯函数对全样品进行数学分离. 高斯函数方程(2)以各粒级的粒径对数为自变量，以该粒级的体积分数为分布函数值，以拟合误差最小为目标对样品进行了粒度频率曲线拟合(Origin 7.0).

图 2

Fig. 2

图 2 悬浮颗粒物粒度频率分布 Fig. 2 Frequency spectra of the SPM grain size

式中，y为体积分数(%)； y₀为初始值； A为峰面积； W为两倍标准偏差及峰宽； x为中值粒径(μm)； xc为悬浮颗粒物等效球径(μm). 依据方程(2)对各组样品粒度测量结果进行拟合，拟合效果见图 3，从而将各组分分离出来.

图 3

Fig. 3

图 3 悬浮颗粒物粒度正态分布拟合 Fig. 3 Logarithm normal school initiation of the SPM grain size

研究期内水体水温变化范围10.3~31.3℃，由于研究区地理位置集中，水温在所有采样点位间差异不大； 溶解氧(DO)变化范围0.41~11.28 mg·L^-1，具有明显的时间差异，3、 4月较高，但波动也最大，5~7月较低. 采样点位间DO也存在差异，A类水样2.5~11.28 mg·L^-1，B类水样1.34~7.21 mg·L^-1，C类水样最低0.41~7.01 mg·L^-1； 营养盐具有相似的时间变化规律，各类水样中总磷(TP)在4月底出现较大值0.56~1.23 mg·L^-1(均值0.89 mg·L^-1)，其他时间含量基本在0.59mg·L^-1左右. 采样点位间，C类水样TP含量0.49~1.23 mg·L^-1最高，A类水样0.41~1.09 mg·L^-1次之，C类水样0.37~0.88 mg·L^-1最低； 水样中总氮(TN)较大值亦出现在4月底，平均浓度达11.87 mg·L^-1，对比各类采样点间TN含量，C类(均值10.47 mg·L^-1)高于A类(均值9.70 mg·L^-1)高于B类(均值9.25 mg·L^-1).

TOC含量除5月中旬和6月下旬出现峰值[图 4(a)]，其他时间稳定在16 mg·L^-1，点位间C类水样波动最大且均值23.9 mg·L^-1最高，A、 B类水样均值相差不大，分别为17.3 mg·L^-1和16.5 mg·L^-1. 浊度在不同类型水样间有一定的差异[图 4(b)]，C类水样浊度均值最高10.7NTU，A类水样均值为9.4NTU略低于B类水样均值9.6NTU.

图 4

Fig. 4

图 4 各类水样水质指标比较 Fig. 4 Comparison of water quality index in all kinds of water

Chl-a含量具有明显的时间动态规律[图 4(c)]，Chl-a浓度最大值出现在4月中旬，Chl-a浓度有数日达到60 μg·L^-1以上(除B类水样)，此时气温回升，适宜藻类生长，同时可能由于该时期温度波动大及降雨影响，一定程度抑制藻类生长，之后Chl-a浓度处于较低水平，6月后Chl-a浓度有上升趋势； Chl-a随时间变化外还呈现出点位间差异，A类水样Chl-a浓度总体较高，均值达35.7 μg·L^-1，B类和C类水样的Chl-a浓度则较低，均值分别为20.5 μg·L^-1和19.3 μg·L^-1. 最大光化学效率(F_v/F_m)能反映藻类生长环境良好与否^[24]，它在时间和点位间上变化趋势与Chl-a浓度变化具有一致性[图 4(d)].

研究期内水体表观污染程度范围介于轻污染与中污染间(图 5)，SPI值最大值出现在5月初. 对比不同类型水样的水体表观污染程度，C类水样中SPI值处于最高水平，SPI均值为35.1，明显高于A类和B类水样中SPI均值量，两类水样SPI均值分别为32.7和31.2.

图 5

Fig. 5

图 5 各类水样SPI值比较 Fig. 5 Comparison of SPI value in all kinds of water

表 2显示，不同类型水样的SPI值与水质指标的相关性具有相似性，SPI值与DO、 Chl-a、 F_v/F_m、 浊度均显著正相关，与水温和营养盐(TP、 TN)无相关关系； A、 B两类水样SPI值与TOC未显现出显著相关性，而C类水样SPI值与TOC呈正相关(P<0.05).

表 2(Table 2)

表 2 SPI值和水质指标的皮尔逊相关系数 1) Table 2 Pearson's correlation coefficient of SPI value and water quality index 项目 类型 水温 DO Chl-a 最大光化学效率 浊度 TP TN TOC SPI值 A类 0.289 0.697** 0.724** 0.646** 0.802** 0.223 0.101 0.274 B类 0.104 0.701** 0.688** 0.511** 0.834** 0.307 0.243 0.492 C类 0.322 0.619** 0.631** 0.489** 0.869** 0.117 0.275 0.403* 1)*为P<0.05，**为P<0.01

表 2 SPI值和水质指标的皮尔逊相关系数 1) Table 2 Pearson's correlation coefficient of SPI value and water quality index

污染物质成分含量不同比率混合在水体表观上会表现出SPI值差异，在粒度分布曲线上则会表现出粒度组分含量差异. 将粒度曲线数据按照先前划分的6个粒级，作各类水样时间尺度上各粒级组分体积分数分布图(图 6)，时间尺度上，各类水样组分 Ⅰ+组分Ⅱ体积分数无明显变化，基本保持在30%左右； 组分Ⅲ体积分数虽有波动但始终保持优势组分，4月中旬达到最大； 后3个组分体积分数没有明显规律性变化. 对比三类水样间各粒级组分体积分数，A类水样中优势组分Ⅲ体积分数均值为43.2%最高，B类水样均值为40.5%，C类水样均值为38.3%； 而后3个组分体积分数A类水样低于B、 C两类水样，后3个组分中，A、 C类水样以组分Ⅳ为主，而B类水体中组分Ⅴ体积分数也较大； 三类水样间组分Ⅰ和组分Ⅱ体积分数差异性较小，组分Ⅰ体积分数均值分别为4.3%、 4.8%和4.6%，组分Ⅱ体积分数为A类水体(平均30.7%)略高于B类水样(平均29.2%)，高于C类水样(28%).

图 6

Fig. 6

图 6 各类水样悬浮颗粒物各粒级组分体积分数时间变化 Fig. 6 Temporal variations of volume fraction of size- fractionated components of SPM in all kinds of water

表 3显示，水体表观质量与多个粒级组分体积分数呈显著相关. A类和B水样中，SPI值与组分Ⅲ体积分数均在(P＜0.01)水平下呈显著正相关，与组分Ⅳ和组分Ⅴ体积分数在(P＜0.05)水平下显著负相关，组分Ⅰ、 组分Ⅱ和组分Ⅵ体积分数与SPI值无相关关系. C类水样中，SPI值与前3个组分体积分数的关系与A、 B类水样基本一致，SPI值与组分Ⅲ体积分数呈显著正相关，与组分Ⅰ、 组分Ⅱ不相关，与后3个组分体积分数的关系同A、 B类水样有所差异，呈现出较弱的正相关但未达到显著水平. 三类水样中前2个组分体积分数和后3个组分体积分数与SPI值的关系具有一致性，因而，把前2个组分和后3个组分进行了合并，A类和B类水样中，组分Ⅳ+组分Ⅴ+组分Ⅵ体积分数与SPI值呈显著负相关. 富营养化水体表观污染的主要污染物质是藻类^[10]. 叶绿素a(Chl-a)可以用来对水体中藻类含量进行表征^[25,26]. Chl-a浓度和SPI值与各粒级组分体积分数关系具有高度一致性(表 4).

表 3(Table 3)

表 3 SPI值和各组分体积分数的皮尔逊相关系数 1) Table 3 Pearson's correlation coefficient of SPI value and volume fraction of all components 项目 类型 组分Ⅰ 组分Ⅱ 组分Ⅲ 组分Ⅳ 组分Ⅴ 组分Ⅵ 组分Ⅰ+组分Ⅱ 组分Ⅳ+组分Ⅴ+组分Ⅵ SPI值 A类 -0.086 0.095 0.650** -0.451* -0.462* -0.168 -0.012 -0.530** B类 -0.059 0.34 0.477** -0.625* -0.458* -0.296 -0.296 -0.371* C类 -0.112 0.172 0.338** 0.063 0.215 0.439 0.154 0.362 1)*为P<0.05，**为P<0.01

表 3 SPI值和各组分体积分数的皮尔逊相关系数 1) Table 3 Pearson's correlation coefficient of SPI value and volume fraction of all components

表 4(Table 4)

表 4 Chl-a与各组分体积分数的皮尔逊相关系数 1) Table 4 Pearson's correlation coefficient of Chl-a and volume fraction of all components 项目 类型 组分Ⅰ 组分Ⅱ 组分Ⅲ 组分Ⅳ 组分Ⅴ 组分Ⅵ 组分Ⅰ+组分Ⅱ 组分Ⅳ+组分Ⅴ+组分Ⅵ Chl-a浓度 A类 -0.328* -0.148 0.631** -0.478** -0.309* -0.246 -0.219 -0.441** B类 -0.037 -0.165 0.541** -0.557* -0.314* -0.396 -0.253 -0.389* C类 -0.135 0.222 0.341** -0.013 0.178 0.442 0.117 0.109 1)*为P<0.05，**为P<0.01

表 4 Chl-a与各组分体积分数的皮尔逊相关系数 1) Table 4 Pearson's correlation coefficient of Chl-a and volume fraction of all components

中值粒径x、 峰宽W以及峰面积A等粒度参数是经常用来表征粒度分布特征的数值. 利用高斯函数拟合水体中悬浮颗粒物粒径分布图可以得到各组分的中值粒径x、 峰宽W以及峰面积A(表 5)，比较A、 B、 C三类水样中粒度参数，组分Ⅰ平均中值粒径0.72~0.74 μm，组分Ⅱ平均中值粒径4.24~4.57μm，两者差异很小，峰宽和峰面积相差亦不大. A类水样和C类水样组分Ⅲ平均中值粒径分别为18.48 μm和18.28 μm，B类水样组分Ⅲ平均中值粒径15.79 μm小于A、 C类水样； A类水样组分Ⅲ峰宽(平均0.64)大于C类水样(平均0.59)大于B类水样(平均0.49)； A类水样组分Ⅲ峰面积(平均3.33)大于B类水样(平均2.89)大于C类水样(平均2.74)； C类水样后3个组分平均中值粒径、 峰宽和峰面积大于B类水样大于A类水样.

表 5(Table 5)

表 5 悬浮颗粒物各组分粒度参数 Table 5 SPM grain size parameters of different components 类型 组分名称 中值粒径x/μm 峰宽W 峰面积A 均值 最大值 最小值 均值 最大值 最小值 均值 最大值 最小值 A类 组分Ⅰ 0.74 1.08 0.51 0.27 0.35 0.20 0.18 0.25 0.09 组分Ⅱ 4.27 7.25 3.24 0.61 0.91 0.46 1.81 2.46 1.27 组分Ⅲ 18.28 21.77 15.09 0.64 0.97 0.45 3.33 4.07 2.67 组分Ⅳ 136.24 155.12 98.87 0.38 0.61 0.25 0.71 1.99 0.41 组分Ⅴ 351.25 409.87 271.65 0.30 0.41 0.23 0.46 0.75 0.31 组分Ⅵ 839.74 899.36 647.79 0.22 0.25 0.19 0.05 0.09 0.03 B类 组分Ⅰ 0.72 0.92 0.61 0.36 0.38 0.31 0.2 0.45 0.11 组分Ⅱ 4.57 7.29 3.14 0.59 0.91 0.42 1.86 2.26 0.72 组分Ⅲ 15.79 19.79 12.40 0.49 0.82 0.37 2.89 3.77 1.29 组分Ⅳ 142.87 161.84 99.88 0.44 0.51 0.28 0.44 1.01 0.20 组分Ⅴ 375.50 452.12 329.95 0.36 0.39 0.23 0.52 0.56 0.47 组分Ⅵ 1010.64 1302.01 931.67 0.29 0.32 0.21 0.18 0.33 0.11 C类 组分Ⅰ 0.72 0.75 0.62 0.33 0.36 0.21 0.20 0.28 0.14 组分Ⅱ 4.24 5.03 3.57 0.53 0.71 0.42 1.68 2.04 1.03 组分Ⅲ 18.48 24.53 14.84 0.59 0.86 0.44 2.74 4.15 1.76 组分Ⅳ 152.82 194.12 110.23 0.69 0.75 0.54 1.17 2.46 0.79 组分Ⅴ 426.7 477.29 365.42 0.36 0.60 0.21 0.58 0.69 0.35 组分Ⅵ 1278.44 1807.41 871.28 0.32 0.39 0.27 0.18 0.26 0.14

表 5 悬浮颗粒物各组分粒度参数 Table 5 SPM grain size parameters of different components

表 6表明，A、 B、 C三类水样中SPI值与各组分中值粒径均无显著相关关系； SPI值仅与组分Ⅳ峰宽显著负相关； SPI值与三类水样组分Ⅲ峰面积均在(P＜0.05)水平下显著正相关，A类水样SPI值与组分Ⅳ峰面积显著正相关，而C类水样SPI值与组分Ⅳ峰面积显著负相关.

表 6(Table 6)

表 6 各组分粒度参数与SPI值皮尔逊相关系数 1) Table 6 Pearson's correlation coefficient of grain size parameters of different components and SPI value 项目 类型 组分 Ⅰ/x 组分 Ⅱ/x 组分 Ⅲ/x 组分 Ⅳ/x 组分 Ⅴ/x 组分 Ⅵ/x 组分 Ⅰ/W 组分 Ⅱ/W 组分 Ⅲ/W SPI值 A类 0.015 -0.412 -0.26 -0.061 0.332 0.132 -0.341 0.059 0.062 B类 0.411 -0.218 0.25 0.632 0.622 0.211 0.563 -0.227 0.052 C类 0.221 0.232 -0.287 -0.411 0.012 -0.018 -0.075 -0.133 -0.144 项目 类型 组分 Ⅳ/W 组分 Ⅴ/W 组分 Ⅵ/W 组分 Ⅰ/A 组分 Ⅱ/A 组分 Ⅲ/A 组分 Ⅳ/A 组分Ⅴ/A 组分Ⅵ/A SPI值 A类 -0.477* -0.138 -0.231 0.325 0.156 0.684* -0.505* -0.041 -0.119 B类 0.398 -0.048 -0.318 0.533 -0.073 0.421* -0.25 -0.055 -0.021 C类 0.142 -0.148 -0.051 0.36 0.228 0.366* 0.401* 0.101 0.006 1)*为P<0.05，**为P<0.01

表 6 各组分粒度参数与SPI值皮尔逊相关系数 1) Table 6 Pearson's correlation coefficient of grain size parameters of different components and SPI value

SPI值与多个组分体积分数呈显著相关(表 3)，表明悬浮颗粒物粒度分布对水体表观质量产生影响，其中组分Ⅲ、 组分Ⅳ+组分Ⅴ+组分Ⅵ体积分数对SPI值影响最大，且不同的环境条件其影响不一致. 组分Ⅰ+组分Ⅱ、 组分Ⅲ、 组分Ⅳ+组分Ⅴ+组分Ⅵ的体积分数三角图(图 7)可以反映各组分体积分数与SPI值动态变化规律. 不受外源影响时即A、 B类水样[图 7(a)]，SPI值低于30时，组分Ⅳ+组分Ⅴ+组分Ⅵ占优势，SPI值增加到35时，优势组分逐渐过渡到组分Ⅲ，组分Ⅳ+组分Ⅴ+组分Ⅵ体积分数降低； 当SPI值高于35时，组分Ⅲ明显成为优势组分； 有外源影响时即C类水样[图 7(b)]，随着SPI值的增加，组分Ⅲ体积分数逐渐增大，与A、 B类水样变化规律性一致，但增大幅度明显小于A、 B类水样，同时组分Ⅳ+组分Ⅴ+组分Ⅵ体积分数是随着SPI值的增大而增大的，表明组分Ⅳ+组分Ⅴ+组分Ⅵ体积分数的增大主要来自于外源的输入. 藻类是富营养型水体中主要表观污染物质，组分Ⅲ体积分数与Chl-a浓度呈显著正相关(表 4)，表明组分Ⅲ体积分数的增大主要来自于藻类的增加.

图 7

Fig. 7

图 7 悬浮颗粒物组分体积分数三角图 Fig. 7 Percentage triangle map for volume fraction of SPM components

A类水样粒度分布和SPI值时间尺度上的差异表明环境因子对粒度分布和表观污染产生了一定的影响，环境因子与粒度特征参数、 SPI值的相关性及其与Chl-a浓度相关性具有一致性(表 7)，F_v/F_m和DO与组分Ⅲ体积分数、 SPI值、 Chl-a浓度的相关系数分别为0.545、 0.646、 0.794和0.706、 0.697、 0.812，均在(P＜0.01)水平下呈显著正相关，说明这些环境因子是通过作用藻类含量影响粒度分布和水体表观污染，在粒度分布上体现为组分Ⅲ体积分数的增大，在水体表观污染上则是SPI值的增大. F_v/F_m和DO与组分Ⅲ中值粒径均无相关关系，说明未对颗粒大小产生显著影响； 除F_v/F_m和DO外，水温和氮磷浓度也会影响藻类. 本研究中水温与粒度参数、 SPI值及Chl-a浓度无相关关系，这可能与研究期内水温已经达到藻类生长需要有关，春夏季Chl-a浓度变化的主要影响因子不是水温^[27]. TN、 TP与粒度参数、 SPI值及Chl-a浓度亦无相关关系，这可能与研究区域内水体中氮磷浓度(TP>0.4mg·L^-1，TN>6.2mg·L^-1)均超过了藻类生长的限制浓度有关(当溶解性的氮≥0.1mg·L^-1、 磷≥0.01mg·L^-1时，氮磷不再是藻类生长的限制因素)^[28].

表 7(Table 7)

表 7 组分Ⅲ粒度特征参数、 Chl-a和SPI值与水质指标皮尔逊相关系数 1) Table 7 Pearson's correlation coefficient of grain size parameters of component Ⅲ, Chl-a, SPI value and water quality indexes 项目 DO 水温 最大光化学效率 TP TN 组分Ⅲ体积分数 0.706** 0.125 0.545** 0.097 0.27 组分Ⅲ中值粒径 -0.338 -0.051 0.156 0.214 -0.362 Chl-a浓度 0.812** 0.323 0.794** 0.174 0.084 SPI值 0.697** 0.289 0.646** 0.223 0.101 1)*为P<0.05，**为P<0.01

表 7 组分Ⅲ粒度特征参数、 Chl-a和SPI值与水质指标皮尔逊相关系数 1) Table 7 Pearson's correlation coefficient of grain size parameters of component Ⅲ, Chl-a, SPI value and water quality indexes

A类水样和B类水样除水动力条件不同，其他环境条件和主要污染物质基本相同，而A、 B两类水样各组分体积分数和中值粒径有明显差异(图 6和表 5)，反映了水动力条件是影响粒度分布的重要因子. B类水样中组分Ⅳ、 组分Ⅴ和组分Ⅵ体积分数、 中值粒径、 峰宽和峰面积都高于A类水样，B类水样中相对大颗粒要多于A类水样，这可能由于流速快的河道由于水体自身的夹带功能，使得大颗粒物得不到沉降，而流速缓慢水体中，水动力条件弱，大悬浮颗粒物能得以沉降，使悬浮颗粒物的粒径得到细化^[8,13].A类水样和C类水体营养盐水平差异不明显，河道形态比较类似，环境条件不同主要在于是否有外源进入. 而两类水样中水体表观质量(图 5)以及各粒度组分体积分数与SPI值、 Chl-a浓度关系存在差异(表 3和表 4)，表明外源作用亦是影响粒度分布和水体表观污染的重要因子. 对比A、 C两类采样点水质指标(图 4)，A类水样的Chl-a浓度7.5~83.2 μg·L^-1明显高于C类水样的Chl-a浓度5.0~75.3 μg·L^-1，而TOC浓度7.9~38.4 mg·L^-1、 浊度4.7~15.7NTU和SPI值26.6~41.4低于C类水样TOC浓度9.9~56.8mg·L^-1、 浊度5.6~16.1NTU和SPI值28.3~47.0. 可能由于外源的不定期进入会导致水体环境不稳定，水质波动大^[27]，对藻类生长产生一定的抑制作用，同时又带入一部分污染物质. 图 8是A、 C两类水样各组分体积分数，粒度分布差异主要体现在组分Ⅲ和组分Ⅳ+组分Ⅴ+组分Ⅵ体积分数上，A类水样中组分Ⅲ体积分数高于C类水样，组分Ⅳ+组分Ⅴ+组分Ⅵ体积分数低于C类水样. 表明外源因子对悬浮颗粒物粒度分布的影响，表现为组分Ⅲ体积分数相对降低，组分Ⅳ+组分Ⅴ+组分Ⅵ体积分数的相对增大.

图 8

Fig. 8

图 8 A类和C类水样中悬浮颗粒物各组分体积分数对比 Fig. 8 Comparison of volume fraction of different components in class A and class C water samples

(1)富营养型水体中悬浮颗粒物具有相似的粒度分布特征，粒度分布存在多峰，且出峰位置大致相同，悬浮颗粒物的粒度分布由多个组分叠加构成，反映多组分粒度分布特征，最多有6个组分，各组分的粒径范围是：<1.5 μm、 1.5~8 μm、 8~35 μm、 35~186 μm、 186~516 μm、>516 μm.

(2)悬浮颗粒物各粒度组分中，组分Ⅲ是优势组分，平均体积分数为38.3%~43.2%，组分Ⅲ体积分数与SPI值、 Chl-a浓度呈显著正相关，组分Ⅲ体积分数的增大是该类水体表观污染程度加深的粒度结果表征，该组分体积分数的增大主要来自于藻含量增加； 组分Ⅳ+组分Ⅴ+组分Ⅵ体积分数在有外源时明显高于无外源时，无外源影响时组分Ⅳ+组分Ⅴ+组分Ⅵ体积分数与SPI值显著负相关，有外源影响时组分Ⅳ+组分Ⅴ+组分Ⅵ体积分数与SPI值存在较弱的正相关但未达到显著水平.

(3)环境因子(F_v/F_m和DO)、 外源因子和水动力条件是影响水中悬浮颗粒物粒度分布和水体表观质量的重要因素. 环境因子和外源因子作用水体主要表观污染物质藻类的含量，进而影响悬浮颗粒物各组分的体积分数和水体表观质量； 水动力条件作用悬浮颗粒物粒径，较大水动力使中值粒径增大，对水体表观质量未产生显著影响.