典型城内过富营养湖泊沉积物和间隙水中各形态磷的相关性研究

研究了武汉市繁华市中心典型过富营养湖泊沉积物—间隙水体系磷形态的相关性。对沉积物—间隙水中磷形态的连续提取分析发现,自然粒度下,沉积物中有机质含量与沉积物中有机/细菌聚合磷存在很好的线性相关性,说明沉积物中有机质是有机/细菌聚合磷的源;沉积物中总磷决定间隙水中总溶解性磷和溶解性磷酸盐的含量,并且总磷与间隙水中总溶解性磷和溶解性磷酸盐存在很好的相关性;沉积物中Fe P和Al P分别与间隙水中的Eh和溶解性磷酸盐存在相关性,说明Eh的大小严重影响Fe P和Al P的含量,但是Fe P和Al P含量之和又主导着间隙水中溶解性磷酸盐的含量。对典型市内过富营养湖泊的沉积物－间隙水体系中形态磷的相关性研究,旨在为控制这种典型过富营养湖泊沉积物中磷向水体释放提供理论参考。     

东平湖表层沉积物中磷的形态分布特征研究

以东平湖表层沉积物为研究对象，应用连续提取法测定了其中的总磷(TP)、弱吸附态磷(NH4Cl P)、铝磷(Al P)、铁磷(Fe P)、钙磷(Ca P)、残渣磷(Res P)、有机磷(OP)等形态磷的含量，探讨了东平湖表层沉积物中磷的形态分布特征。研究结果表明：东平湖表层沉积物中总磷的平均含量为79538 mg/kg，与我国其他湖泊相比含量较高。表层沉积物中的磷主要以无机磷的形式存在，含量为3849~1158.3 mg/kg，约占沉积物中总磷的8076%。各形态无机磷的含量在〖JP+1〗沉积物中的含量大小顺序为：Ca P>Res P>Al P+Fe P>NH4Cl P，分别占无机磷的448%、312%、231%和09%。老湖码头和湖心岛附近沉积物中有机磷含量略高于其他区域，这与两处附近均有大片网箱养殖区和接纳较多生活污水有关。生物可利用磷在东平湖沉积物中的含量较高，平均为2458 mg/kg，占总磷的309%，沉积物中磷向上覆水释放的潜在风险较大。     

东湖沉积物和间隙水中不同形态磷的垂直分布

对武汉东湖3个样点沉积物及间隙水不同形态磷的浓度进行了测定,结果表明：(1)位于排污区附近的1号点沉积物TP浓度最大,位于湖心位置的2号点TP浓度最小;(2)3个样点沉积物中不同形态磷含量均为Fe P（铁结合态磷）所占比例最大（3885%～5914%）,LP（不稳定态磷）所占比例最小（027%～149%）;(3)东湖沉积物中活性磷含量较高,有较大的磷释放潜力;(4)东湖表层沉积物间隙水中正磷酸盐和上覆水中正磷酸盐存在较大浓度梯度,浓度梯度可能不是间隙水和上覆水之间磷交换的决定性因素     

太湖聚藻区水华易发季节沉积物磷的分布特征

为了探讨太湖聚藻区月亮湾在水华易发季节及前后沉积物磷的赋存及迁移特征，采用欧洲标准测试委员会框架下发展的SMT磷形态分级方法对月亮湾由冬季至夏季（1～7月）表层沉积物（5 cm）分层的磷形态分析发现，总磷和无机磷呈现逐渐下降的趋势，平均含量分别为53553和42590 mg/kg。但有机磷则在冬季至夏初降低，随后从夏初开始上升并于7月达最大值，平均含量为8772 mg/kg，是冬季的14～18倍，表明藻类聚集和沉降对表层沉积物有机磷含量产生显著影响。在监测的这几个月中，无机形态磷均于春季4月达到最大值，而且与1、6和7月表现出显著的差异性（P <005）。铁磷为无机磷主要形态，平均含量达到18686 mg/kg，占无机形态磷质量分数的4443%，且4月、5月和6月沉积物铁磷含量表现出显著的差异性（P <005）。其次是铝磷和钙磷，平均含量分别达到12949和9748 mg/kg，为无机形态磷质量分数的3118%和2318%，各月份沉积物铝磷含量表现出显著的差异性（P<005），而钙磷却无显著性差异。沉积物中可交换态磷的含量虽然较少（平均444 mg/kg），但其冬季至春季逐渐升高、春季至夏季逐渐降低的现象，表明在生长季节可交换态磷从沉积物向上覆水柱释放，为藻类复苏和生长提供物资基础。分析还发现，铁磷、铝磷和有机磷均与可交换态磷存在较好相关性，无机磷与总磷的相关性最为显著，表明研究区沉积物中总磷的含量与分布主要受控于无机磷     

太湖东北部沉积物理化特征及磷赋存形态研究

对太湖东部和北部8个沉积物样品进行了理化性质及磷赋存形态分析,在此基础上探讨了沉积物各理化性质与磷赋存形态间的相关关系。研究结果表明：太湖沉积物的总磷含量为307.43～1454.39 mg/kg,阳离子交换量为15.18～22.68 meq/100g土,有机质含量为1.66%～3.45%;颗粒组成以粉砂级和粘粒级为主,占总量的54.39%～76.83%;主要矿物组成为石英和长石,粘土矿物以伊利石/蒙脱石混层为主,其次是伊利石、绿泥石和高岭石;沉积物中氧化物以SiO2、Al2O3和TFe2O3为主,且它们的含量随沉积物中总磷含量的不同变化较大。磷的形态以无机磷为主,污染较重沉积物中铁/铝磷的含量明显升高,有机磷的比例降低,钙磷变化不大。沉积物的各理化性质与磷赋存形态间关系密切,随着沉积物中总磷含量的增加, 阳离子交换量和有机质的含量都逐渐升高,细颗粒含量（<2 μm）逐渐增多,铁/铝形态的磷在总磷中所占比例也逐渐增大。     

香溪河流域不同介质中碳、氮、磷的分布特征及相关性研究

为了解香溪河流域碳、氮、磷的分布情况及水、陆生态系统中这些生源要素间的相互关系,对流域内河岸带土壤、河流水体及沉积物中总有机碳(TOC)、总氮(TN)、总磷(TP)含量进行调查,分析它们在流域内的分布特点,探讨各要素在3种介质间的相关性及随河流级别的变化规律。研究发现,超过60%的样点土壤中TOC、TN含量处于"较丰富"或"丰富"等级,耕地附近样点的TOC、TN和磷矿区附近样点的TP普遍偏高。河流水体及沉积物中各要素的含量都与土壤中的含量紧密相关,但水、陆介质间TP的相关性较TOC、TN强。低级别河流样点土壤中TOC、TN、C/P、N/P值和沉积物中C/P及N/P值整体较高级别河流样点高。结果表明:以磷矿开发和农业施肥为代表的人类活动,对香溪河流域内生源要素的含量及分布产生了显著影响;水体中P元素含量与陆源关系最强,在水体污染控制中应予以重视。     

南京近城市河流沉积物营养水平与磷形态的空间分布

近城市河流位于城市与农村的过渡带，其环境现状反映城市化过程对河流的影响。通过不同断面的样品研究了南京近城市河流--秦淮新河沉积物中主要营养元素与磷形态的空间分布，分析其变化特征和污染成因。研究表明，不同河段由于受人为活动和沉积环境的影响营养程度差异较大。河流表层沉积物的TOC、TN和TP范围分别为307～3497 g/kg、830～2 370 mg/kg和447～3 517 mg/kg，磷的形态显示Fe P或Ca P>Org P>>Al P>DP，其中Fe P和Ca P二者之和占TP的70%以上，两者均可指示营养化程度的轻重。通过西善桥段和入江口段柱状沉积物分析表明，营养元素和磷形态垂向上均呈现明显的“沉降 降解 堆积”三段式变化，西善桥段以Fe P为优势形态，占TP的431%～505%，入江口段以Ca P为优势形态，占TP的463%～603%。通过不同河流磷含量的对比，表明秦淮新河作为近城市河流，营养水平介于一般的乡村河流与城市河流之间，并且优势形态磷空间分布带有区域性，表明长三角的城市化对近郊河流的影响是局部的     

鄂北水资源配置工程受水区熊河水库碳氮磷沉积历史重构及源解析

鄂北岗地是国家重要的粮食主产区之一，但该区域也是湖北降水量最少的地区，水质污染严重。为缓解鄂北水资源短缺和污染问题，2015年湖北投资180亿实施了鄂北水资源配置工程，但目前对受水区相关水库的污染现状缺乏了解，对其碳、氮、磷污染历史缺乏认识。选择鄂北典型受水水库——熊河水库，利用沉积物²¹⁰Pb和¹³⁷Cs定年方法建立熊河水库建库以来坝前沉积物样品的年代序列，并结合沉积物理化分析和流域人口、国内生产总值(GDP)和粮食产量的数据，重建了人类活动与经济发展对熊河水库水环境的影响，结果表明在熊河水库采集的34 cm沉积物柱芯(命名为XHS)的沉积历史约66年(1953～2019年),平均沉积速率为0.66 cm/a;沉积物柱芯XHS的总有机碳含量为0.57%～1.56%,总氮含量为0.32～1.84 g/kg,总磷含量为0.97～1.91 g/kg。沉积物柱芯XHS的总有机碳含量与熊河水库流域人口数量、GDP和粮食产量的变化呈显著正相关，总氮与熊河水库流域粮食产量的变化呈显著正相关。沉积柱XHS中TP与Fe/Al-P、Ca-P、IP和OP呈正相关...     

百花湖入库河流麦西河河口消落带土壤磷形态及其分布特征研究

应用磷形态标准测定方法（SMT）对百花湖（水库）入库河流麦西河河口消落带土壤不同形态的磷进行了分级测定,分析了各形态磷及与有机质、pH之间的相关性。结果表明：消落带A区(岸边土壤)总磷含量平均为1 298.8 mg/kg,B区(交界面土壤)平均为1 1712 mg/kg,C区(淹没区土壤)平均为1 0762 mg/kg。各种形态的磷在消落带分布特点不同：（1）各点OP含量A区>B区>C区,OP/TP的平均值为592%、607%、633%;（2）各点IP以Fe/Al P为主,消落带A区Fe/Al P占无机磷的比例平均为789%,B区为642%,而C区则为546%;（3）Ca P含量C区（1017 mg/kg）>B区（849 mg/kg）>A区（621 mg/kg）;（4）消落带A区土壤中活性磷组份（OP+Fe/Al P）占TP百分数为738%,B区为744%,C区为771%。消落带土壤活性磷组份较高,在适宜的条件下容易引起水体的二次污染,加快水体富营养化的进程     

丹江口水库表层沉积物不同形态氮的赋存特征及其生物有效性

为了揭示丹江口水库沉积物氮空间分布特征及其生物有效性,采用连续分级提取法研究了表层沉积物中可交换态氮(Exchangeable nitrogen,EN)、酸解态氮(Acid hydrolysable nitrogen,HN)及残渣态氮(Residue nitrogen,RN)的赋存特征,同时结合生物可利用态氮的含量,探讨了各形态氮对生物可利用态氮的贡献。结果表明,丹江口水库沉积物中总氮(Total nitrogen,TN)在425~5796 mg/kg之间,平均为1 319.32 mg/kg,其中EN、HN和RN的平均值相对比例为2.15∶1.95∶1,且各形态氮含量的空间分布呈入库河流大于库区开阔区域的特征,尤其在丹江、老灌河以及犟河-堵河入库口的含量较大。潜在矿化氮(Potential mineralized nitrogen,PMN)含量在40.20~1 468.95 mg/kg之间,平均为275.06 mg/kg,其中EN对丹江口水库沉积物PMN的贡献较大,比例在19.85%~90.80%之间,平均为63.47%。各形态氮在不同的水环境条件下发生迁移转化,保持着水-沉积物界面氮的动态平衡。     

巢湖水及沉积物中总磷的分布变化特征

磷是导致巢湖水体富营养化的主要营养物质。采集大量巢湖表层水和沉积物样品,通过检测上覆水和沉积物中总磷含量,分析巢湖水体中磷的时空变化及赋存特征。结果显示:巢湖南淝河和裕溪河河口的上覆水中总磷含量值时间变化特征为8月5月3月12月;且南淝河口总磷含量年均值超过地表水Ⅴ类水质标准,明显高于裕溪河口值;表层水和沉积物中总磷含量在空间分布上呈西高东低趋势,最高值均出现在靠近合肥市河口处。巢湖周边土壤及湖区磷的等值线分布表明:杭埠河流域农业污染、东巢湖东南部水土流失可能是巢湖磷面源污染的主要来源。巢湖上覆水和沉积物中总磷的相关系数为0.515,蓝藻爆发期全湖表层沉积物中总磷含量显著减少,揭示目前内源磷释放已是巢湖富营养化的主要因素。结果将对巢湖流域的污染综合防治及蓝藻治理工作提供科学依据。     

长江中游典型鱼塘植莲的环境与经济效益分析

长江中游湿地区域的池塘经过连续多年的化肥养鱼导致了大量的氮、磷沉积在鱼塘底泥中。分析了鱼塘植莲对养殖后沉积的氮、磷的重新利用及植莲的经济效益。实验于2004年在位于长江中游的武汉市涨渡湖渔场进行。根据收支平衡计算了实验池氮、磷的转移量,根据投入产出计算了实验池的经济收入。逐月分析了池塘中水质理化指标和底泥中总凯氏氮（TKN）和总磷（TP）的含量。方差分析表明：总凯氏氮、总磷在池塘底泥表层（0～5 cm）、中层（5～10 cm）和底层（10～50 cm）当中的含量都出现显著性降低(〖WTBX〗P〖WTBZ〗<005)。养鱼池塘通过植莲后,每公顷有1 50938±2211 kg氮和188995±282 kg磷被重新利用;鱼塘植莲产生的经济效益平均为每公顷52 031±1 579元。实验表明鱼塘植莲既能够有效地改善池塘养殖的生态条件,又能带来较高的经济收入,是长江流域湿地保护和综合利用的一种高效的农业生态模式。     

Release of phosphorus from lake sediments

The relationship between the content of various forms of phosphorus in lakesediments and the amount of phosphorus released under aerobic and anaerobic conditions was studied. Total phosphorus content in the sediment of Lake Kasumigaura was highest at the 0–5 cm surface layer and decreased with depth. The constant value below 15 cm was consistent with the decrease of iron-bound phosphorus conent (FeP). The amount of phosphorus released from the sediments was proportional to the decrease of FeP under both aerobic and anaerobic conditions. Under anaerobic conditions, 90% of the FeP initially held in the sediments was released in 55 days. Using dialysis apparatus, maximum growth yield of algae was shown to be linearly dependent on the amount of phosphorus released under aerobic conditions.     

乐安河流域面源营养物质输移研究

根据乐安河流域2009~2011年17个监测断面的定期观测数据，初步分析了流域内总氮、总磷的时空分布规律。运用WATLAC水文模型和MESAW营养盐模型，对乐安河流域营养物质产出与输移进行模拟，估算主要土地利用方式营养物输出系数、产出量及河道滞留率。研究表明：该流域氮年产出量为10 4380 t，对流域出口处的贡献量为5 8557 t，滞留率为439%；磷年产出量为1 0037 t，对流域出口贡献量为3449 t，滞留率为656%。由于氮的可溶性强和流动性更强，因此比磷的产生量和贡献量都更多，并且滞留率受降雨影响更为显著。延长污染物的迁移路径和时间，可增加营养物的滞留率，减少对河道的贡献量     

消浪工程对太湖底泥再悬浮及营养盐释放的影响

为了解863消浪工程对太湖底泥再悬浮及营养盐释放的抑制作用,于2005年7月15～17日在工程区投放悬浮物捕获器测定沉积物的再悬浮通量,并分层采集水样进行水体营养盐浓度的垂向分布研究。16日平均风速3 m/s时,测得的再悬浮通量上层最大值为7.22 g/d·m2,下层最大值为41.8 g/d·m2;17日平均风速5 m/s时,测得的再悬浮通量上层最小值24.7 g/d·m2,下层最小值为48.4 g/d·m2,沉积物再悬浮通量与风浪扰动强度关系密切。对比消浪工程区内外沉积物的再悬浮通量表明,消浪工程能够显著减弱风浪对底泥的扰动,抑制沉积物再悬浮,减轻营养盐的内源释放通量。实验结果还表明,太湖水体悬浮物浓度越高,悬浮物的有机质含量就越低,相应地,单位悬浮物中磷的含量也越低。随着风浪扰动的持续和增强,尽管能够将更多的沉积物间隙水中的溶解性磷带入水体,但是,野外观测中发现水体溶解性的磷含量并未相应增高甚至降低,这可能是由于水体中悬浮物浓度越高,对水体溶解性磷的吸附能力也越高,从而使得水中溶解性磷的含量增高不显著甚至降低。