2013–2018年鄱阳湖水环境监测数据集 中华文库

2013–2018年鄱阳湖水环境监测数据集
作者：刘贺　徐力刚　张奇　胡耀辉　牛媛媛
2019年12月9日
本作品收录于《中国科学数据》
刘贺, 徐力刚, 张奇, 等. 2013–2018年鄱阳湖水环境监测数据集[J/OL]. 中国科学数据, 2019. (2019-12-02). DOI: 10.11922/csdata.2019.0062.zh.


    摘要&关键词

    摘要：2013–2018年水环境监测数据集是中国科学院鄱阳湖湖泊湿地综合研究站每年1月、4月、7月和10月四个月进行全湖调查的成果。通过常规监测点的长期监测，反映出鄱阳湖近年来水质年内季节性和年际的变化特征。本数据集可为科学研究、项目申报和湖泊水环境保护决策建议等提供支撑。本数据集包括物理指标和水化学指标两大类：物理指标通过便携式水质分析仪现场进行测定；水化学指标总氮、总磷、氨态氮等使用岛津UV-2450紫外分光光度计进行测定，CODMn采用酸式滴定管滴定。

    关键词：鄱阳湖；水环境；数据集；物理指标；化学指标

    Abstract & Keywords

    Abstract: Water quality is regularly observed in the Poyang Lake Wetland Observation and Research Station of the Chinese Academy of Sciences. The dataset reported in this paper was sampled in January, April, July and October from 2013–2018. We described the procedure and methods of water sampling, laboratory tests and data quality control. This dataset reflects the seasonal and interannual changes of water quality in Poyang Lake in recent years, and may be valuable for scientific research, and decision-making support for lake water environmental management. The dataset includes physical and chemical parameters. Physical parameters are measured on the spot by portable water quality analyzer. Chemical parameters of total nitrogen, total phosphorus, ammonia nitrogen, etc. are measured by Shimadzu UV-2450 UV spectrophotometer, and CODMn by acid burette titration.

    Keywords: Poyang Lake; water environment; datasets; physical and chemical parameter

    数据库（集）基本信息简介

    数据库（集）名称 2013–2018年鄱阳湖水环境监测数据集
    数据作者 刘贺、徐力刚、张奇、牛媛媛
    数据通信作者 张奇（qzhang@niglas.ac.cn）
    数据时间范围 2013–2018年
    地理区域 鄱阳湖
    数据量 2.33 MB
    数据格式 Excel
    数据服务系统网址 http://www.sciencedb.cn/dataSet/handle/876
    数据库（集）组成 本数据集包括水温、电导率、溶解氧、氧化还原电位、碱度、硬度、水色、总氮、总磷、氨态氮、硝态氮、亚硝态氮、磷酸盐等指标。

    Dataset Profile

    Title A dataset of water environment monitoring in Poyang Lake from 2013 to 2018
    Data corresponding author Zhang Qi (qzhang@niglas.ac.cn)
    Data authors Liu He, Xu Ligang, Zhang Qi, Niu Yuanyuan
    Time range 2013–2018
    Geographical scope Poyang Lake
    Data volume 2.33 MB
    Data format Excel
    Data service system <http://www.sciencedb.cn/dataSet/handle/876 >
    Dataset composition This dataset includes water temperature, conductivity, dissolved oxygen, redox potential, alkalinity, hardness, water color, total nitrogen, total phosphorus, ammonia nitrogen, nitrate nitrogen, nitrite nitrogen, phosphate, etc.


    引 言

    鄱阳湖位于江西省北部，是我国最大的淡水湖。主湖体地理坐标为115°47′–116°45′E，28°22′–29°45′N，湖泊接纳赣江、抚河、信江、饶河和修水五大子流域来水补给[1]，流域总面积达16.2×104 km2，是省内诸河、湖水入长江的总通道，是长江水量的重要调节器[2]。

    2000年以来，人类活动一定程度上改变了长江与鄱阳湖之间的水文情势关系，鄱阳湖水量、水质正发生显著的变化。胡振鹏和傅静[3]等研究表明，长江对鄱阳湖出流的顶托影响弱化，出湖水量增加，使得鄱阳湖水位持续走低，极端枯水位屡次出现，枯水期提前且时间有所延长。周云凯等[4]发现鄱阳湖年际水位波动较为频繁，且总体趋势明显下降，洪水威胁相对减小，枯水威胁相对加重。枯水期水量的减少，导致污染物沉积，水质恶化，由上世纪的Ⅰ-Ⅲ类下降为现在的Ⅲ-Ⅳ类，甚至V类。较低的水位影响船只航行，阻碍渔业发展，增加渔民负担[5]。张奇等[6]认为，三峡大坝的建成对长江上下游生态系统造成一定的影响，加剧了鄱阳湖极端干旱水文事件，对鄱阳湖湿地生态与环境产生不利影响。李冰等[7]通过水动力和水质耦合模型发现，丰水期水质较好，枯水期水质相对较差。总体而言，近20年来，鄱阳湖水文情势和水体质量呈下降趋势,部分湖区呈富营养化状况[8]。

    基于目前鄱阳湖水环境的急剧变化，中国科学院鄱阳湖湖泊湿地综合研究站（简称鄱阳湖站）对鄱阳湖进行了长期的定位观测。观测数据表明，2013年以来，叶绿素a全湖平均浓度总体呈上升趋势，年内波动幅度较大，7月浓度最高；全湖总氮、总磷平均浓度波动上升。本文主要介绍鄱阳湖站已有的水质数据集及常规监测方法和数据管理，为相关科学研究和管理决策提供数据基础。

    1 数据采集和处理方法

    鄱阳湖水位年内变幅大，湖泊水面面积年内差异可达3000 km2。为了使全年都能进行水体采样，常规采样点的设置都位于湖泊的主湖区，即常年有水区，也称为湖泊的永久水域。如图1所示，本数据集包括6个常规湖面点，即PYH1（116.21288E、29.74754N）、PYH2（116.05437E、29.44136N）、PYH3（116.049E、29.3098N）、PYH4（116.185E、29.2472N）、PYH5（116.37165E、29.07796N）、PYH6（116.422E、28.940N）。采集指标包括物理指标和水化学指标。物理指标使用已校准便携式多参数水质分析仪现场测定水温、电导率、溶解氧、矿化度、pH、氧化还原电位、盐度，用赛氏盘测定透明度，用便携式探深仪测定水深；水化学指标总氮、总磷、氨态氮、硝态氮、亚硝态氮、磷酸盐使用紫外分光光度计测定，用滴定法测定化学需氧量、碱度、硬度；用离子色谱等测定钾、钙、钠、镁。部分指标方法详见表1和表2。


    图1 鄱阳湖站常规观测样点分布示意图


    表1 鄱阳湖站物理指标检测方法

    分析项目 分析方法 检出限（下限–上限） 规范性引用文件
    水温 多参数水质分析仪/温度计 0.2℃ GB/T 131951991
    透明度 黑白板法 SL87-1994
    pH 值 多参数水质分析仪/玻璃电极法 0.02 pH值单位 GB/T 69201986
    溶解氧 多参数水质分析仪/电化学探头法 HJ506-2009
    电导率 多参数水质分析仪/电导率仪法 (0–105） µS/cm SL78-1994
    水色 铂钴比色法、稀释倍数法 (0–70） 度 GB11903-1989
    矿化度 多参数水质分析仪/重量法 10 mg/L SL79-1994
    浊度 多参数水质分析仪/分光光度法 GB13200-91
    盐度 YSI多参数水质分析仪


    表2 鄱阳湖站部分水化学检测方法

    分析项目 分析方法 检出限（下限–上限） 规范性引用文件
    溶解性磷酸盐 连续流动–钼酸铵分光光度法 （0–0.3） mg/L HJ670-2013
    总氮 过硫酸钾紫外分光光度法/连续流动–盐酸萘乙二胺分光光度法 （0.05–4） mg/L GB/T 118941989 HJ667-2013
    氨氮 电极法 0.03 mg/L
    水杨酸分光光度法/连续流动–水杨酸分光光度法 （0.01−1） mg/L GB7481-1987 HJ665-2013
    亚硝酸盐氮 分光光度法 0.003 mg/L GB/T7493-1987
    离子色谱法 0.03 mg/L （亚硝酸盐） HJ/T84-2001
    硝酸盐氮 紫外分光光度法 （0.32–4） mg/L HJ/T 346-2007
    离子色谱法 0.08 mg/L （硝酸盐） HJ/T84-2001
    '高锰酸盐指数 COD'Mn 酸性法 （0.5–4.5） mg/L GB11892-1989


    2 数据样本描述

    本数据集采用中国生态系统研究网络所提供的数据格式进行数据存储，共有6个EXCEL表格，全部命名为“xx年水体分中心鄱阳湖站数据”；碱度、硬度、水色、八大离子，由于监测方案发生变化，由选测变为必测，故从2017年7月开始检测。指标体系举例2017年7月20日常规采样点PYH6各项指标展示详见表3。


    表3 2017年7月20日PYH6各项指标

    生态站代码 调查年份 调查月份 调查日期 调查时间 观测站代码 观测站编号 站经度 站纬度
    PYL 2017 10 20 13:08 PYL06 PYH06 116.422E 28.940N
    采样层次 溶解氧 PH 碱度 硅酸盐 磷酸盐 亚硝酸盐氮 硝酸盐氮 氨态氮
    mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L
    水面下0.5 m 3.15 7.74 37.54 0.009 0.044 1.445 0.183
    硫酸盐 溶解性总碳 化学需氧量 生化需氧量 总磷 总氮 钾离子 钠离子 钙离子
    mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L
    11.67 8.7294 2.81 0.6 0.075 1.987 3.18553 9.259 12.32109
    镁离子 氯化物 总硬度 水温 水色 电导率 水下辐射 总有机碳 总无机碳
    mg/L mg/L mg/L ℃ 度 us/cm W·m'2'/nm mg/L mg/L
    2.51372 10.55 26.82412 29.39 10 62.9 3.518 4.762
    悬浮质 溶解性总氮 溶解性总磷 备注
    6.33 1.486 0.066


    3 数据质量控制和评估

    3.1 现场采集

    样品采集从现场添加固定剂等措施尽量减少运输过程带来的误差，所有采样设备均保持良好的工作状态，专业实验员按操作规范采集样品。

    3.2 实验室分析

    分析方法参照国家或行业标准分析方法《水质分析方法》（SL78-94-1994）[9]、《水和废水监测分析方法（第四版）》[10]和《陆地生态系统水环境观测规范》[11]等制定水样各理化指标分析标准和方法，保证所获分析结果的精密度、灵敏度和准确度。各监测项目的分析应在其规定保存时间内完成。全部水样的分析一般应在水样采集后10日内完成。测试过程中通过添加平行样和测试标准物来验证数据的可靠性以及稳定性，如遇异常值重新测定，以确保消除试管清洗不净等因素造成的数据误差。

    3.3 数据缺失说明

    2017年7月至2019年由于监测方案发生变化，新增TOC、BOD5、钾、钙、钠、镁等指标，2017年7月之前监测方案这价格指标没有纳入检测范围。

    4 数据使用方法和建议

    用户可登录Science Data Bank（http://www.sciencedb.cn/dataSet/handle/876）下载数据。或者登录鄱阳湖站官网http://poyang.niglas.cas.cn/，点击运行管理——下载中心，下载数据使用申请表，将表格发至pylstation@niglas.ac.cn，或联系本文作者。

    致 谢

    感谢中国生态系统研究网络对鄱阳湖站工作的支持！

    参考文献

    1. ↑ 陈格君. 鄱阳湖湿地土壤碳、氮分布特征及其来源分析[D]. 南昌: 东华理工大学, 2013.
    2. ↑ 陈宜瑜, 吕宪国. 湿地功能与湿地科学的研究方向[J]. 湿地科学, 2003, 1(1): 7-11.
    3. ↑ 胡振鹏,傅静.长江与鄱阳湖水文关系及其演变的定量分析[J]. 水利学报, 2018, 49(05): 570-579.
    4. ↑ 周云凯, 白秀玲, 宁立新. 1970–2015年鄱阳湖水位变化特征及其突变分析[J]. 河南大学学报(自然科学版), 2018, 48(02): 151-159.
    5. ↑ 胡莎莉. 水利工程建设对鄱阳湖区生态环境的影响分析[D]. 南昌: 南昌大学, 2017.
    6. ↑ ZHANG Q, LI L, WANG Y, et al. Has the three-gorges dam made the Poyang Lake wetlands wetter and drier?[J]. Geophysical Research Letters, 2012, 39(20). DOI: 10.1029/2012GL053431.
    7. ↑ LI B , YANG G , WAN R, et al. Hydrodynamic and water quality modeling of a large floodplain lake (Poyang Lake) in China[J]. Environmental Science and Pollution Research, 2018, 25(35): 35084-35098.
    8. ↑ 刘恋, 王国英. 鄱阳湖水环境质量及主要污染物变化趋势分析[J]. 水文, 2016, 36(03): 61-64, 96.
    9. ↑ 中华人民共和国水利部. SL78-94-1994水质分析方法[S]. 北京: 中国标准出版社, 1995.
    10. ↑ 中国生态系统研究网络科学委员. 陆地生态系统水环境观测规范[M]. 北京: 中国环境科学出版社, 2007.
    11. ↑ 国家环境保护总局《水和废水监测分析方法》编委会. 水和废水监测分析方法（第4版）[M]. 北京: 中国环境科学出版社, 2002.

    数据引用格式

    刘贺, 徐力刚, 张奇, 等. 2013–2018年鄱阳湖水环境监测数据集[DB/OL]. Science Data Bank, 2019. (2019-08-31). DOI: 10.11922/sciencedb.876.