环境科学  2017, Vol. 38 Issue (12): 5020-5031   PDF    
引用本文
卓海华, 邱光胜, 翟婉盈, 刘云兵, 兰静. 三峡库区表层沉积物营养盐时空变化及评价[J]. 环境科学, 2017, 38(12): 5020-5031.
ZHUO Hai-hua, QIU Guang-sheng, ZHAI Wan-ying, LIU Yun-bing, LAN Jing. Evaluation of Temporal and Spatial Variation Characteristics of Nutrients in Surface Sediment in the Three Gorges Reservoir Area[J]. Environmental Science, 2017, 38(12): 5020-5031.
三峡库区表层沉积物营养盐时空变化及评价
卓海华1 , 邱光胜2 , 翟婉盈1 , 刘云兵1 , 兰静1     
1. 长江流域水环境监测中心, 武汉 430010;
2. 长江流域水资源保护局, 武汉 430010
收稿日期: 2017-05-13; 修订日期: 2017-06-16
基金项目: 国务院三峡工程建设委员会办公室三峡水库运行维护管理资金项目（JJ2015-008）；国家重点研发计划项目（2016YFC0402207）
作者简介: 卓海华(1978~), 男, 硕士, 高级工程师, 主要研究方向为流域水环境监测评价, E-mail:harderjoe@sina.com
通信作者: 兰静, E-mail:89073107@qq.com
摘要: 三峡工程开建以来，三峡水库长江干支流水文形势发生了重大变化，水体流态及悬浮物沉降条件的改变可能导致库区表层沉积物性状的改变.对2000~2015年三峡水库长江干流江津至坝址段和嘉陵江、御临河、乌江、小江、大宁河、香溪河等主要入库支流河口表层沉积物中营养盐含量水平、时空变化及污染状况分析和评价.结果表明：干流表层沉积物中总磷各断面含量平均值在678.2~928.6mg·kg-1之间，总氮质量分数平均值在0.203%~0.362%，钾元素质量分数平均值在1.74%~2.37%之间，有机质质量分数平均值在0.94%~1.54%之间；支流河口表层沉积物中总磷各断面含量平均值在490.1~832.3 mg·kg-1之间，总氮质量分数平均值在0.257%~0.495%，钾元素质量分数平均值在1.69%~2.32%之间，有机质质量分数平均值在1.21%~2.27%之间.干支流绝大部分断面表层沉积物中总磷、钾均值与背景值基本相当，但总氮均值明显高于背景值、有机质均值则显著低于背景值.干支流各断面沉积物中营养盐含量未表现出明显的岸别差异；不同的营养盐在沉积物中含量沿程变化趋势呈现出较明显的差异.不同水期干支流沉积物中营养盐含量存在一定程度的波动；蓄水对表层沉积物中营养盐含量影响有限，未出现明显地随蓄水进程而进一步富集现象.有机指数和有机氮污染评价结果表明，三峡库区表层沉积物环境状况以较清洁为主，仅个别支流和局部时段会呈现较明显的有机污染现象，但均存在较明显的有机氮污染.三峡库区表层沉积物中营养物质存在一定的生态风险，营养物质生态风险主要来自TP和TN.
关键词: 三峡水库      表层沉积物      营养盐      时空变化      评价     
Evaluation of Temporal and Spatial Variation Characteristics of Nutrients in Surface Sediment in the Three Gorges Reservoir Area
ZHUO Hai-hua1 , QIU Guang-sheng2 , ZHAI Wan-ying1 , LIU Yun-bing1 , LAN Jing1     
1. Yangtze Valley Water Environment Monitoring Center, Wuhan 430010, China;
2. Water Resources Protection Bureau of the Yangtze River Basin, Wuhan 430010, China
Abstract: With the construction of the Three Gorges Dam, the river flow pattern and sediment dynamics are expected to be affected. As a consequence, the sediment traits could be impacted by these changes. The temporal and spatial variation characteristics of the nutrient content from 2000 to 2015 in surface sediment were analyzed in the main stream from Jiangjin to the dam site section of the Yangtze River and in the estuaries of the representative input tributaries of the Three Gorges Reservoir, such as the Jialing River, Yulin River, Wujiang River, Xiaojiang River, Daning River, and Xiangxi River. Then, the state of the pollution was assessed. Results revealed that the average concentrations of total phosphorus (TP) in the surface sediments of the main stream ranged from 678.2 to 928.6 mg·kg-1, the average contents of total nitrogen (TN) ranged from 0.203% to 0.362%, the average contents of potassium ranged from 1.74% to 2.37%, and the average contents of organic matter ranged from 0.94% to 1.54%. The average concentrations of TP in the estuaries of the representative input tributaries ranged from 490.1 to 832.3 mg·kg-1, the average contents of TN ranged from 0.257% to 0.495%, the average contents of potassium ranged from 1.69% to 2.32%, and the average contents of organic matter ranged from 1.21% to 2.27%. The concentrations of TP and potassium in the study sections were generally within background concentration ranges, while the concentrations of TN were obviously above background levels, and the concentrations of organic matter were obviously below background levels. The nutrient contents in the surface sediment did not display significant differences among the study sites; however, the distributions of different nutrient contents along the river varied widely. Although the nutrient contents in the surface sediments fluctuated somewhat during different flow periods, they were seemingly unaffected by the impoundment, since no obvious enrichment was observed throughout the impoundment. The evaluation of organic index indicated a clean state for the surface sediments in the majority of the study area, while there was a moderately polluted state in some local sections. The evaluation of nitrogen pollution indicated a polluted state for most sections. Overall, the nutrients in the surface sediments of the Three Gorges Reservoir showed moderate ecological risks, possibly caused by TP and TN.
Key words: Three Gorges Reservoir      surface sediments      nutrients      temporal and spatial variation      evaluation     

沉积物是湖库生态系统的重要组成部分, 是营养盐及其他污染物在水体中的重要归宿和主要储存场所, 也是潜在的污染受体和污染源[1].通常情况下, 营养盐会通过泥沙和悬浮物质的沉降、吸附等作用进入沉积物; 当超过其负荷时, 累积在其中的营养物质则在一定条件下释放到上覆水中, 影响湖库上覆水体的质量[2~13].三峡工程自1994年正式动工兴建至2009年全线竣工, 期间水库经历了135 m高程蓄水、156 m高程蓄水、172 m高程试验性蓄水, 至2010年成功蓄水至175 m高程.从天然状态到蓄水运行, 三峡水库库区水文情势发生了重大变化, 已越来越多地显现出湖泊特性, 局部水域已出现富营养化现象[14~19].

随着三峡水库运行和调度方式的变化, 水体流态变化及悬浮物沉降条件发生改变, 表层沉积物性状也可能发生改变.因此, 研究沉积物中营养盐含量时空变化并进行评价对掌握三峡水库水体富营养化和生态系统状况有重要指导意义.虽然近年来有机构和学者对三峡库区水质、消落带土壤及局部干支流河段沉积物中营养盐含量进行了相关研究[20~28], 但多只针对蓄水过程中的某一时间点, 没有对整个三峡工程建设、运行期沉积物中营养物质含量时空变化趋势进行系统分析和评价.

本文首次系统对2000~2015年16年间(三峡蓄水前至175 m蓄水运行后)三峡水库长江干流江津至大坝坝址段和嘉陵江、御临河、乌江、小江、大宁河、香溪河等主要入库支流表层沉积物中总磷、总氮、钾及有机质含量进行分析和评价, 以期为三峡水库水环境变迁研究、水污染防治等提供基础数据和科学依据.

1 材料与方法 1.1 监测对象选取

本文选取三峡水库长江干流江津至三峡大坝段的朱沱、铜罐驿、寸滩、清溪场、沱口、官渡口和坝下南津关等7个断面及嘉陵江北碚和临江门、御临河河口、乌江武隆、小江河口、大宁河河口、香溪河河口等6条主要支流的7个断面表层沉积物监测结果进行分析.朱沱断面位于水库上游, 基本不受三峡蓄水回水影响; 寸滩断面在三峡水库蓄水至172 m高程以上时会受到回水影响; 清溪场断面当水库蓄水至156 m高程后会受到影响; 而沱口和官渡口断面则均会受蓄水影响.选取以上断面为研究对象, 对研究三峡库区表层沉积物中营养物质含量变化趋势有着较好的代表性.

参照《水环境监测规范》(SL 219)对采样工作的要求, 在每个断面设置2~3条垂线分别采集表层沉积物.采样断面布设详见图 1.

图 1 三峡库区研究断面位置示意 Fig. 1 Schematic of the Monitoring Locations in the Three Gorges Reservoir

1.2 监测时段及样品检测

在每年1月和7月分别采集沉积物样品进行监测, 其中1月为代表枯水期, 7月为丰水期.三峡水库蓄水前, 河道基本保持在自然状态; 三峡水库蓄水后, 朱沱断面仍处自然状态; 下游干支流河段会不同程度受蓄水影响, 一般1月水库处于高水位运行, 水流较缓; 7月处于防洪限制水位运行, 水流速度较快.

样品采集后沥去水份, 除去砾石、植物残渣等杂物, 在室温条件下风干.风干后的样品用行星式粉碎机进行粉碎, 用100目的筛子过筛后储存备用.因水流条件及河床变化等因素, 个别采样点采集不到样品或采集上来的样品全部为沙砾, 在分析过程中排除了这些因素的影响.总磷(TP)采用钼酸铵分光光度法测定, 总氮(TN)采用凯式法测定, 钾(K)元素采用原子吸收分光光度法测定, 有机质(TOM)采用重铬酸钾容量法测定.

1.3 评价方法

因当前国内外尚未建立统一的沉积物营养物质污染状况评价标准和方法, 本文参考文献[26, 29~33]采用的方法开展污染状况进行评价.

1.3.1 有机指数评价方法和标准

有机指数通常用作评价水域沉积物环境质量状况的指标, 评价标准见表 1.计算方法为：

表 1 沉积物有机指数评价标准 Table 1 Criteria for organic index in surface sediments assessment

有机指数=有机碳(%)×有机氮(%)

式中, 有机碳(%)=有机质(%)/1.724;有机氮(%)=总氮(%)×0.95.

1.3.2 有机氮评价方法和标准

有机氮是常用来衡量湖泊表层沉积物有否遭受氮污染的重要指标, 评价标准见表 2.

表 2 沉积物有机氮评价标准 Table 2 Criteria for organic nitrogen in surface sediments assessment

1.3.3 营养盐污染状况评估

为了评估三峡库区干支流表层沉积物中营养盐受人类活动的影响程度, 在研究三峡库区表层沉积物营养盐污染水平和富集特征时采用加拿大安大略省环境和能源部(2002)根据生态毒性效应制定的沉积物质量评价指南[29], 按照能够引起水环境生态风险效应的营养物(TP、TN和TOM)含量评价标准及文献[34, 35]中营养盐均值为背景参照值(表 3), 对沉积物中营养盐的污染水平进行评价并计算富集系数(CFi).富集系数计算公式为：

表 3 沉积物中TP、TN和TOM评价标准和环境背景值1) Table 3 Assessment criteria and background values for TP, TN, and TOM in surface sediments

CFi=ci/cvi

式中, ci为第i种营养盐的实测浓度, cvi为第i种营养盐的环境背景参考值.

1.4 数据处理

数据经过检查、采用Grubbs法剔除异常值等处理后, 采用Microsoft Office Excel 2010和IBM SPSS 22进行处理、统计和分析.

2 结果与讨论 2.1 沉积物中营养盐含量特征 2.1.1 营养盐含量分析

将各断面2000~2015年表层沉积物中总磷、总氮、钾、有机质监测成果进行统计分析, 结果见表 4, 其中给出了上述污染物在沉积物中含量范围、均值、中位值和变异系数.从中可知, 干流沉积物中总磷在各断面含量平均值在678.2~928.6 mg·kg-1之间, 总氮平均值在0.203%~0.362%, 钾元素平均值在1.74%~2.37%之间, 有机质平均值在0.94%~1.54%之间; 支流沉积物中总磷在各断面含量平均值在490.1~832.3 mg·kg-1之间, 总氮平均值在0.257%~0.495%, 钾元素平均值在1.69%~2.32%之间, 有机质平均值在1.21%~2.27%之间.

表 4 三峡库区表层沉积物营养盐含量统计1) Table 4 Nutrients concentrations in surface sediments of the Three Gorges Reservoir

总体上, 三峡水库长江干支流表层沉积物中营养物质含量分布各有特点.干流表层沉积物中总磷含量除官渡口断面外平均值差异不显著, 官渡口断面显著高于干流其它断面; 支流中除香溪河外总磷含量均值差异也不显著, 香溪河河口断面总磷含量均值明显高于支流其它断面; 干流各断面总磷含量平均值明显高于除香溪河河口外的其它支流河口断面.嘉陵江临江门和乌江武隆断面表层沉积物中总氮、香溪河钾元素、御临河有机质均值高于干支流其它断面; 除此之外, 干支流断面总氮、钾元素、有机质均值差异不显著.总氮含量变异系数明显较其他参数大, 普遍接近1或大于1.

以文献[34, 35]的研究成果作为背景参照值, 2000~2015年间三峡库区干流除官渡口外其它各断面表层沉积物中总磷含量均值与背景值基本相当, 官渡口显著高于背景值; 支流中嘉陵江北碚断面显著低于背景值, 香溪河口正好相反, 其它各断面与背景值基本相当.钾元素含量均值干支流均与背景值基本相当.与背景值相比较, 总氮和有机质含量水平相反, 总氮明显高于背景值, 有机质则显著低于背景值.

2.1.2 营养盐含量空间变化

(1) 断面不均衡性分析

为研究三峡水库长江干支流相同断面不同测点沉积物中营养盐含量是否存在差异, 以同期左、右两条垂线对应的表层沉积物中营养盐含量的比值为对象进行分析. 图 2为不同断面左右垂线营养盐含量比值统计结果分布.从中可见, 干支流各断面营养盐含量比值中位值基本均在1附近波动, 并未表现出明显的岸别差异, 这和金属元素在各断面表层沉积物中的表现有所不同[36].

图 2 断面不同测点营养盐含量分布 Fig. 2 Characteristics of the nutrients in the monitoring sections

(2) 沿程不均衡性分析

为简化分析, 以长江干支流各断面营养盐在沉积物中含量多年均值作图(图 3), 从中可见, 不同的营养盐在沉积物中含量沿程变化趋势呈现出较明显的差异.

图 3 沉积物营养盐含量沿程分布 Fig. 3 Spatial variation of nutrients concentrations in surface sediments

干流总磷含量自朱沱至沱口段呈下降趋势, 之后先升后降, 官渡口断面达到最高值.总氮含量在朱沱至清溪场总体呈上升趋势, 至清溪场达到最高值, 之后呈小幅下降趋势.朱沱、铜罐驿、寸滩、南津关钾盐含量基本相当, 清溪场、沱口和官渡口也基本相当, 但后者要高于前者.有机质含量除清溪场外, 整体呈现先升高后降低的趋势, 从朱沱的0.94%升高到沱口的1.41%, 然后下降并稳定在1.30%左右; 清溪场断面有机质均值为1.10%.

支流河口断面中, 大宁河河口总磷含量均值最低, 为588 mg·kg-1; 香溪河口最高, 为832 mg·kg-1; 其余支流河口断面基本相当, 含量在640 mg·kg-1上下波动; 嘉陵江上游北碚断面总磷含量均值则仅为490 mg·kg-1.总氮含量差异较大, 含量最高的乌江武隆断面较最低的大宁河口断面高出约一倍, 其余断面则在这两者之间波动.钾元素含量香溪河口含量最高, 小江河口次之, 嘉陵江北碚断面最低.有机质均值御临河河口最高, 达到2.27%;嘉陵江、小江、香溪河口基本相当, 均在1.5%上下; 大宁河口为1.36%, 乌江武隆仅为1.21%.

另外, 干流各断面总磷含量高于绝大部分支流河口断面; 香溪河口断面总磷含量均高于其它干支流断面, 这可能与香溪河上游磷化工生产有关.干流总氮含量总体低于支流河口, 特别是支流河口断面与其入口附近的干流断面相比较, 如寸滩断面与临江门断面、清溪场与武隆断面、官渡口与香溪河口断面.钾及有机质含量, 干支流断面则无显著差异.

2.1.3 沉积物营养盐含量时间变化

(1) 不同水期营养盐含量变化

三峡水库是一个河道型巨型水库, 库内水体流态受水库调度、水文条件等因素的影响.自2003年开始, 一般情况下水库1月处于较高水位运行, 库内流速较缓, 水体中悬浮物沉降条件较好, 蓄清作用明显; 7月出于防汛需要水库处于较低水位运行, 库内流速较快, 水体中悬浮物沉降条件较差.流速的变化除会直接影响水体沉积物沉降条件外, 对河床的冲刷程度也会不一样.为研究三峡库区沉积物中营养盐含量在不同水期是否存在差异, 以2000~2015年16年间不同水期监测结果进行对比分析.为简化分析, 以同年1月和7月表层沉积物营养盐含量比值进行分析. 图 4为各断面营养盐在不同水期含量比值统计.从中可见, 不同水期干支流沉积物中营养盐含量存在一定程度的波动, 有机质受水期影响最明显, 非汛期表层沉积物中有机质含量明显低于汛期, 即1月沉积物中有机质含量大部分年份低于7月; 总磷、总氮和钾元素含量在各干支流断面在不同水期存在一定差异, 但差异相对较小.

图 4 不同水期表层沉积物营养盐含量分布 Fig. 4 Characteristics of nutrients in surface sediments during different flow periods

(2) 不同蓄水期营养盐含量变化

为了便于分析, 以2000年作为三峡水库蓄水前代表年, 2004年作为135 m高程蓄水代表年, 2007年为156 m高程蓄水代表年, 2009年为172 m高程实验性蓄水代表年, 2012年和2015年分别为175 m高程实验性蓄水代表年和蓄水运行代表年.不同蓄水时段表层沉积物营养盐含量分布见图 5.从中可见, 各营养盐在干支流不同断面变化趋势并不完全一致, 但均无明显趋势.结合蓄水影响范围和各营养盐在表层沉积物中浓度变化趋势综合分析, 表明蓄水对表层沉积物中营养盐含量的影响有限, 未出现明显的随蓄水而进一步富集的现象.

图 5 不同蓄水时段表层沉积物营养盐含量分布 Fig. 5 Characteristics of nutrients in surface sediments during different impoundment stages

2.2 三峡库区沉积物营养盐污染评价 2.2.1 有机指数和有机氮污染评价

采用有机指数和有机氮污染评价, 三峡库区各监测断面表层沉积物污染状况评价结果统计见表 5.从中可见, 各监测断面沉积物有机指数评价结果在Ⅰ~Ⅳ级均有分布, 且总体以符合Ⅱ级标准为主, 即水体沉积物环境状况属于较清洁.除御临河外, 干支流大部分断面评价结果达到Ⅳ级标准的比例较低, 即呈现有机污染的程度较低; 御临河评价结果达到Ⅲ~Ⅳ级标准的比例分别为20%和40%, 已经呈现出较明显的有机污染, 值得引起关注.

表 5 有机指数和有机氮污染评价结果统计/% Table 5 Assessment of organic index and organic nitrogen pollution in surface sediments/%

三峡库区各监测断面表层沉积物有机氮评价结果均达到Ⅲ~Ⅳ级标准, 且大部分断面以Ⅳ级为主, 属于尚清洁~有机氮污染, 干支流断面没有明显差异.这说明三峡库区长江干支流表层沉积物有机氮污染程度差异较小, 无显著差异.结合三峡库区表层沉积物中营养盐含量时空变化趋势分析成果可知, 三峡库区相关水域水体沉积物营养盐污染水平变化与蓄水进程并无显著联系.

沉积物中C/N是用来判断沉积物中有机质来源的一个依据, 可被用来指示沉积物中有机质是来自藻类还是来自陆生高等植物.内源有机质的C/N一般在4~10, 而外源维管束植物一般14~30[37, 38].统计结果表明(见表 6), 近年来三峡库区各监测断面表层沉积物的C/N均值为2.0~6.9, 且大部分监测断面表层沉积物的C/N值最大值仅略高于10、且小于14, 干支流无显著差异.这表明三峡库区表层沉积物有机质主要来源于内源有机物的积累.

表 6 表层沉积物营养盐相互关系 Table 6 Relationship of nitrogen and phosphate in surface sediments

沉积物中C/P在一定程度上能反映沉积物中有机碳和磷化合物的分解速率, 一般表层沉积物中P比C分解速度快[39].三峡库区长江干流各监测断面表层沉积物的C/P均值为7.2~12.3, 支流为10.6~17.3, 支流C/P均值总体略大于干流.沉积物中N、P含量及比值通常为水中N、P聚积、沉积及沉积物溶出、释放两种动态过程的综合反映, 在某种程度上反映了水体中营养化状态, N/P比值的高低与水体富营养化状态有着密切关系.据统计, 三峡库区干支流各断面表层沉积物N/P平均值范围为2.5~6.4, 支流河口略高于干流断面.与相关报道相比[26], 本研究中三峡水库支流河口断面C/P均值略偏低, 而N/P值较高.

2.2.2 营养盐污染状况评价

以各断面表层沉积物营养盐污染系数分布情况进行统计分析, 2000年以来, 三峡库区干支流表层沉积物总磷和TOM污染程度较低, 基本处于安全级至最低级; 总氮污染程度相对较重, 绝大部分处于最低级至严重级, 且以最低级为主.这表明, 三峡库区表层沉积物营养盐含量虽然局部超过了加拿大安大略省环境和能源部发布的沉积物中能引起水环境生态风险效应的营养物含量评价标准, 表层沉积物已受到污染, 但总体上仍属于多数底栖生物可以承受的污染水平.以《中国土壤元素背景值》中营养盐背景参照值评价, 三峡库区干支流表层沉积物中总磷、总氮均存在较严重的富集现象, 且总磷在干流断面的富集总体大于支流, 总氮在干支流断面的富集程度差异不大; TOM绝大部分干支流断面存在轻度富集现象.可见, 三峡库区表层沉积物中营养物质存在一定的生态风险, 但风险总体较低, 营养物质生态风险主要来自TP和TN.营养盐污染状况评价结果统计见表 7.

表 7 营养盐污染状况评价结果统计/% Table 7 Assessment of the nutrients pollution in surface sediments/%

3 结论

(1) 干流表层沉积物中总磷在各断面含量平均值在678.2~928.6 mg·kg-1之间, 总氮质量分数平均值在0.203%~0.362%, 钾元素平均值在1.74%~2.37%之间, 有机质均值在0.94%~1.54%之间; 支流沉积物中总磷在各断面含量平均值在490.1~832.3 mg·kg-1之间, 总氮质量分数平均值在0.257%~0.495%, 钾元素平均值在1.69%~2.32%之间, 有机质均值在1.21%~2.27%之间.干流表层沉积物中总磷含量除官渡口断面外平均值差异不显著, 官渡口断面显著高于干流其余断面; 支流中除香溪河外总磷含量均值也差异不明显, 香溪河河口断面总磷含量均值明显高于其余断面.干流各断面表层沉积物中总磷含量均值除官渡口外与背景值基本相当, 官渡口显著高于背景值; 支流中嘉陵江北碚断面显著低于背景值, 香溪河河口正好相反, 其余各断面与背景值基本相当.钾元素质量分数均值干支流均与背景值基本相当; 与背景值相比较, 总氮和有机质质量分数水平正好相反, 总氮明显高于背景值, 有机质均值则显著低于背景值.

(2) 干支流各断面营养盐含量未表现出明显的岸别差异; 不同的营养盐在沉积物中含量沿程变化趋势呈现出较明显的差异, 干流各断面总磷含量高于绝大部分支流河口断面, 香溪河口断面总磷含量均高于其他干支流断面; 干流中总氮含量总体上低于支流断面, 特别是在支流河口断面与其入口附近的干流断面相比; 钾及有机质含量, 干支流断面则无显著的特定分布差异.

(3) 不同水期干支流沉积物中营养盐含量存在一定程度的波动, 有机质受水期影响最明显, 非汛期表层沉积物中有机质含量明显低于汛期, 即1月沉积物中有机质含量大部分年份低于7月; 总磷、总氮和钾元素含量在干支流各断面水期变化相对较小.不同营养盐在干支流不同断面沿程变化趋势并不完全一致, 但均无明显趋势.结合蓄水影响区域和各营养盐在表层沉积物中浓度变化趋势进行分析, 说明蓄水对表层沉积物中营养盐含量的影响有限, 也未出现随着蓄水进程而进一步富集的现象.

(4) 有机指数评价结果表明三峡库区干支流各监测断面沉积物环境状况以较清洁为主, 但个别河流和局部时段会呈现较明显的有机污染.有机氮评价结果表明, 三峡库区各监测断面表层沉积物环境状况处于尚清洁至有机氮污染, 干支流断面没有明显差异.三峡库区监测断面表层沉积物有机质主要来源于内源有机物的积累.三峡库区表层沉积物中营养物质存在一定的生态风险, 但风险总体较低, 营养物质生态风险主要来自TP和TN.

参考文献
[1] 张晓晶, 李畅游, 贾克力, 等. 乌梁素海表层沉积物重金属与营养元素含量的统计分析[J]. 环境工程学报, 2011, 5(9): 1955-1960.
Zhang X J, Li C Y, Jia K L, et al. Statistical analysis between heavy metals and nutrient elements in surface sediments of Wuliangsuhai Lake[J]. Chinese Journal of Environmental Engineering, 2011, 5(9): 1955-1960.
[2] Hu W F, Lo W, Chua H, et al. Nutrient release and sediment oxygen demand in a eutrophic land-locked embayment in Hong Kong[J]. Environment International, 2001, 26(5-6): 369-375. DOI:10.1016/S0160-4120(01)00014-9
[3] Wang S R, Jin X C, Zhao H C, et al. Phosphorus release characteristics of different trophic lake sediments under simulative disturbing conditions[J]. Journal of Hazardous Materials, 2009, 161(2-3): 1551-1559. DOI:10.1016/j.jhazmat.2008.05.004
[4] Gomez E, Durillon C, Rofes G, et al. Phosphate adsorption and release from sediments of brackish lagoons:pH, O2 and loading influence[J]. Water Research, 1999, 33(10): 2437-2447. DOI:10.1016/S0043-1354(98)00468-0
[5] Furumai H, Ohgaki S. Adsorption-desorption of phosphorus by lake sediments under anaerobic conditions[J]. Water Research, 1989, 23(6): 677-683. DOI:10.1016/0043-1354(89)90199-1
[6] Varjo E, Liikanen A, Salonen V P, et al. A new gypsum-based technique to reduce methane and phophorus release from sediments of eutrophied lakes:(gypsum treatment to reduce internal loading)[J]. Water Research, 2003, 37(1): 1-10. DOI:10.1016/S0043-1354(02)00264-6
[7] 叶华香, 臧淑英, 肖海丰, 等. 扎龙湿地表层沉积物营养盐空间分布特征及评价[J]. 自然资源学报, 2013, 28(11): 1966-1976.
Ye H X, Zang S Y, Xiao H F, et al. Spatial distribution and evaluation of nutrients in surface sediments of Zhalong Wetland[J]. Journal of Natural Resource, 2013, 28(11): 1966-1976. DOI:10.11849/zrzyxb.2013.11.013
[8] 卢少勇, 许梦爽, 金相灿, 等. 长寿湖表层沉积物氮磷和有机质污染特征及评价[J]. 环境科学, 2012, 33(2): 393-398.
Lu S Y, Xu M S, Jin X C, et al. Pollution characteristics and evaluation of nitrogen, phosphorus and organic matter in surface sediments of Lake Changshouhu in Chongqing, China[J]. Environmental Science, 2012, 33(2): 393-398.
[9] Ting D S, Appan A. General characteristics and fractions of phosphorus in aquatic sediments of two tropical reservoirs[J]. Water Science and Technology, 1996, 34(7-8): 53-59.
[10] Zhou Q X, Gibson C E, Zhu Y M. Evaluation of phosphorus bioavailability in sediments of three contrasting lakes in China and the UK[J]. Chemosphere, 2001, 42(2): 221-225. DOI:10.1016/S0045-6535(00)00129-6
[11] Søndergaard M, Kristensen P, Jeppesen E. Phosphorus release from resuspended sediment in the shallow and wind-exposed Lake Arres?, Denmark[J]. Hydrobiologia, 1992, 228(1): 91-99. DOI:10.1007/BF00006480
[12] Bates M H, Neafus N J E. Phosphorus release from sediments from Lake Carl Blackwell, Oklahoma[J]. Water Research, 1980, 14(10): 1477-1481. DOI:10.1016/0043-1354(80)90013-5
[13] Boström B, Pettersson K. Different patterns of phosphorus release from lake sediments in laboratory experiments[J]. Hydrobiologia, 1982, 91: 415-429.
[14] 向迎春, 张丽莹, 刘贵强, 等. 三峡水库万州段支流回水区富营养化时空分布研究[J]. 重庆三峡学院学报, 2014, 30(3): 4-9.
Xiang Y C, Zhang L Y, Liu G Q, et al. A spatial and temporal distribution of eutrophication in Wanzhou section tributary backwater area in Three Gorges Reservoir[J]. Journal of Chongqing Three Gorges University, 2014, 30(3): 4-9.
[15] 熊超军, 刘德富, 纪道斌, 等. 三峡水库汛末175m试验蓄水过程对香溪河库湾水环境的影响[J]. 长江流域资源与环境, 2013, 22(5): 648-656.
Xiong C J, Liu D F, Ji D B, et al. Influence of the 175 m trial impoundment of the Three Gorges Reservoir on water environment in the Xiangxi Bay[J]. Resources and Environment in the Yangtze Basin, 2013, 22(5): 648-656.
[16] 刘玉洁, 尹真真. 三峡水库支流回水区富营养化时空分布特征[J]. 环境保护科学, 2014, 40(2): 30-34.
Liu Y J, Yin Z Z. Space-time distribution of eutrophication in backwater zones of branch rivers in the Three Gorges Reservoir[J]. Environmental Protection Science, 2014, 40(2): 30-34.
[17] 邹家祥, 翟红娟. 三峡工程对水环境与水生态的影响及保护对策[J]. 水资源保护, 2016, 32(5): 136-140.
Zou J X, Zhai H J. Impacts of Three Gorges Project on water environment and aquatic ecosystem and protective measures[J]. Water Resources Protection, 2016, 32(5): 136-140. DOI:10.3880/j.issn.1004-6933.2016.05.025
[18] 李欣, 宋林旭, 纪道斌, 等. 三峡水库蓄水过程中神农溪库湾营养盐的动态分布[J]. 中国农村水利水电, 2017(3): 103-111.
Li X, Song L X, Ji D B, et al. The dynamic distribution of nutrients in Shennong Bay in the impoundment of the Three Gorges Reservoir[J]. China Rural Water and Hydropower, 2017(3): 103-111.
[19] 王丹. 三峡库区氮、磷面源污染负荷模拟及水质评价[D]. 重庆: 西南大学, 2016. 15-16.
Wang D. The load simulation of nitrogen and phosphorus non-point source pollution and water quality assessment in the Three Gorges Reservoir[D]. Chongqing:Southwest University, 2016. 15-16.
[20] 张永生, 李海英, 任家盈, 等. 三峡库区大宁河沉积物营养盐时空分布及其与叶绿素的相关性分析[J]. 环境科学, 2015, 36(11): 4021-4031.
Zhang Y S, Li H Y, Ren J Y, et al. Temporal and spatial distribution of nutrients in Daning River sediments and their correlations with Chlorophyll in the Three Gorges Reservoir area[J]. Environmental Science, 2015, 36(11): 4021-4031.
[21] 程瑞梅, 刘泽彬, 肖文发, 等. 三峡库区典型消落带土壤化学性质变化[J]. 林业科学, 2017, 53(2): 19-25.
Cheng R M, Liu Z B, Xiao W F, et al. Changes of soil chemical properties in typical hydro-fluctuation belt of Three Gorges Reservoir[J]. Scientia Silvae Sinicae, 2017, 53(2): 19-25. DOI:10.11707/j.1001-7488.20170203
[22] 李楚娴, 张金洋, 王定勇, 等. 三峡库区典型消落区土壤氮磷的动态变化特征[J]. 环境化学, 2014, 33(12): 2169-2175.
Li C X, Zhang J Y, Wang D Y, et al. Dynamic variations of nitrogen and phosphorous of the soil in hydro-fluctuation of Three Gorges Reservoir[J]. Environmental Chemistry, 2014, 33(12): 2169-2175.
[23] 何立平, 刘丹, 于志国, 等. 三峡库区干支流落干期消落带土壤可转化态氮含量及分布特征[J]. 环境科学, 2016, 37(3): 950-954.
He L P, Liu D, Yu Z G, et al. Distribution and content of transferable nitrogen in the soil of water level fluctuating zones of mainstream and Its tributary of Three Gorges Reservoir Areas during the dry period[J]. Environmental Science, 2016, 37(3): 950-954.
[24] 何立平, 付川, 谢昆, 等. 三峡库区万州段不同类型消落带土壤磷形态贮存特征[J]. 长江流域资源与环境, 2014, 23(4): 534-541.
He L P, Fu C, Xie K, et al. Soil phosphorus species and storage characteristics of different types in water fluctuation zone of the Wanzhou section of the Three Gorges Reservoir[J]. Resources and Environment in the Yangtze Basin, 2014, 23(4): 534-541.
[25] 石艳. 三峡库区消落带土壤磷素形态转化及水环境释放风险研究[D]. 重庆: 西南大学, 2015. 1-6.
Shi Y. Research on characteristics of exogenous phosphorus transformation and release risk of environmental in soils of the water-level fluctuation zone in the Three Gorges Reservoir areas[D]. Chongqing:Southwest University, 2015. 1-6. http://cdmd.cnki.com.cn/Article/CDMD-10635-1015335477.htm
[26] 封丽, 李崇明, 张韵, 等. 三峡水库运行期支流沉积物营养盐污染评价[J]. 环境科学与技术, 2015, 38(12): 151-157.
Feng L, Li C M, Zhang Y, et al. Nutrients distribution and pollution evaluation for top-layer sediments in tributaries of Three Gorges Reservoir during water storage period[J]. Environmental Science & Technology, 2015, 38(12): 151-157.
[27] 冉小萌. 三峡库区消落带土壤磷素释放性能及影响因素研究[D]. 重庆: 西南大学, 2016. 1-10.
Ran X M. Study on the release property and influencing factors of soil phosphorus in the fluctuating zone of Three Gorge Reservoir[D]. Chongqing:Southwest University, 2016. 1-10. http://cdmd.cnki.com.cn/Article/CDMD-10635-1016767138.htm
[28] 娄保锋, 臧小平, 吴炳方. 三峡水库蓄水运用期化学需氧量和氨氮污染负荷研究[J]. 长江流域资源与环境, 2011, 20(10): 1268-1273.
Lou B F, Zang X P, Wu B F. Study on pollution loads of CODCr and ammonia-N into the Three Gorges Reservoir during operation period from first impoundment to completion[J]. Resources and Environment in the Yangtze Basin, 2011, 20(10): 1268-1273.
[29] CCME. Canadian sediment quality guidelines for the protection of aquatic life:summary tables. Updated[R]. Winnipeg, Canada:Canadian Council of Ministers of the Environment, 2002.
[30] 张光贵. 洞庭湖表层沉积物营养盐和重金属污染特征及生态风险评价[J]. 水生态学杂志, 2015, 36(2): 25-31.
Zhang G G. Characterization and ecological risk assessment of nutrients and heavy metal pollution in the surface sediments of Dongting Lake[J]. Journal of Hydroecology, 2015, 36(2): 25-31.
[31] 程先, 孙然好, 孔佩儒, 等. 海河流域水体沉积物碳、氮、磷分布与污染评价[J]. 应用生态学报, 2016, 27(8): 2679-2686.
Cheng X, Sun R H, Kong P R, et al. Spatial distribution characteristics of carbon, nitrogen and phosphorous and pollution status evaluation of sediments in the Haihe River Basin, China[J]. Chinese Journal of Applied Ecology, 2016, 27(8): 2679-2686.
[32] 隋桂荣. 太湖表层沉积物中OM、TN、TP的现状与评价[J]. 湖泊科学, 1996, 8(4): 319-324.
Sui G R. Statement and evaluation of organic matter, total nitrogen and total phosphate in surface layer sediments in Taihu Lake[J]. Journal of Lake Science, 1996, 8(4): 319-324. DOI:10.18307/1996.0405
[33] Chhatre S, Purohit H, Shanker R, et al. Bacterial consortia for crude oil spill remediation[J]. Water Science and Technology, 1996, 34(10): 187-193.
[34] 国家环境保护局. 中国土壤元素背景值[M]. 北京: 中国环境科学出版社, 1990.
[35] 重庆市土壤普查办公室. 重庆土壤[R]. 重庆: 重庆市土壤普查办公室, 2003.
[36] 卓海华, 孙志伟, 谭凌智, 等. 三峡库区表层沉积物重金属含量时空变化特征及潜在生态风险变化趋势研究[J]. 环境科学, 2016, 37(12): 4633-4643.
Zhuo H H, Sun Z W, Tan L Z, et al. Temporal and spatial variation characteristics of the heavy metals content in the surface sediment and the potential ecological risk trends in the Three Gorges Reservoir area[J]. Environmental Science, 2016, 37(12): 4633-4643.
[37] Dean W E. The carbon cycle and biogeochemical dynamics in lake sediments[J]. Journal of Paleolimnology, 1999, 21(4): 375-393. DOI:10.1023/A:1008066118210
[38] 张晓晶, 李畅游, 张生, 等. 乌梁素海表层沉积物营养盐的分布特征及环境意义[J]. 农业环境科学学报, 2010, 29(9): 1770-1776.
Zhang X J, Li C Y, Zhang S, et al. Distribution analysis of nutrient salt in the sediment of Lake Wuliangsuhai with respect to its effects on the environment[J]. Journal of Agro-environment Science, 2010, 29(9): 1770-1776.
[39] 何桐, 杨文丰, 谢健, 等. 大亚湾柱状沉积物中C、N、P的分布特征及其环境意义[J]. 海洋环境科学, 2015, 34(4): 524-529.
He T, Yang W F, Xie J, et al. Distribution characteristics and environmental significance of carbon, nitrogen and phosphorus in core sediments of Daya Bay[J]. Marine Environmental Science, 2015, 34(4): 524-529.