瑶湖沉积物中磷的赋存形态及其空间分布特征

利用磷的分级提取分析方法,首先对瑶湖沉积物磷赋存形态进行了分析;其次将瑶湖分成A、B和C 3个区段(其营养状态指数TLI值的大小为:B区A区C区),在此基础上,探讨了铁结合态磷(Fe-P)、铝结合态磷(Al-P)、钙结合态磷(Ca-P)和有机磷(OP)的空间分布特征。研究结果表明:在沉积物磷赋存形态中,无机磷形态(IP)占总磷(TP)的平均比重为75%以上,Fe-P是IP的主要成分,Fe-P占TP比重范围为40.55%~67.63%;各种形态磷的平均含量(或占TP比重)大小为Fe-PAl-POPCa-PDP。Fe-P、Al-P和OP的水平分布特征的结果表明:对于相同的区段,不同磷赋存形态的含量变化具有相同的变化规律,其含量大小为Fe-PAl-POP,而Ca-P含量变化相对稳定;对于不同的区段,相同磷的赋存形态含量的极值变化具有一定的差异,其中Fe-P、Al-P和OP的最大值均出现在B区段,而Fe-P和Al-P最小值出现在A区段,OP则出现在C区段。Fe-P、Al-P、Ca-P和OP的垂直分布特征的结果显示:对于相同的区段,Fe-P、Al-P、Ca-P和OP的含量均随深度呈现递减趋势,当达到25 cm深度时其含量基本稳定;而对于不同的区段,Fe-P、Al-P和OP的含量随深度的变化趋势具有一定的差异性,A区段随深度的变化趋势比B区段和C区段缓慢,而Ca-P变化趋势则没有明显的区分,这一研究结果为揭示瑶湖富营养化发生的机制提供了数据和理论支撑。     

桂林会仙湿地沉积物中磷形态及分布特征

沉积物中磷的含量及其形态是影响水体营养化进程的重要因素,对研究湿地水体富营养化具有重要意义。应用蒋柏藩等石灰性土壤无机磷提取方法,调查了桂林会仙岩溶湿地5个典型区域柱状沉积物中的磷形态分布、垂向上的变化特征,分析了各形态磷之前的相关性。结果表明,桂林会仙湿地柱状沉积物中w(TP)为161.14~555.48 mg/kg,活性较高的Ca2-P(5.27~51.45 mg/kg)、Ca8-P(7.76~37.57 mg/kg)均较低。沉积物中的磷以Ca-P(42.92%)为主,Ca-P中的Ca10-P所占比例较高(>70.3%),导致内源磷不易释放,有利于减缓桂林会仙湿地水体富营养化进程。在空间分布上,Ca2-P、Ca8-P、Al-P、Fe-P与TP分布趋势相似,从沉积物表层至底层逐渐降低并趋于稳定。Pearson相关系数表明,TP与总氮(TN)、有机质(OM)、Ca2-P、Ca8-P、Al-P、Fe-P极显著相关,与Ca10-P显著相关。     

2种动物对复合垂直流人工湿地基质中磷形态的影响

分别向复合垂直流人工湿地下行流池和上行流池中加入蚯蚓和泥鳅,研究动物加入后人工湿地基质中磷形态及去除效率的变化。结果表明,加入蚯蚓后,下行流池基质中铁铝磷(Fe/Al-P)、钙磷(Ca-P)、有机磷和总磷的含量显著增加(p0.05);加入泥鳅后,上行流池基质中Fe/Al-P含量无显著性变化,钙磷、有机磷、总磷含量增加。人工湿地加入蚯蚓后,基质中Ca-P占总磷的百分比下降,Fe/Al-P和有机磷占总磷的百分比增加;加入泥鳅后,基质中Ca-P占总磷的百分比也下降,而有机磷占总磷的百分比升高,该结果表明,蚯蚓和泥鳅促进了基质中Ca-P向有机磷的转化。加入蚯蚓的人工湿地对磷的去除率高于未加蚯蚓的人工湿地,其原因之一可能与加入蚯蚓后人工湿地基质总磷含量增加有关。     

土地处理系统表层土壤中磷赋存形态及其转化过程

以在江淮地区典型经济欠发达村镇(忠庙)构建的化粪池-土地处理系统为对象,研究了土地处理系统表层土壤中磷赋存形态及其转化过程。结果表明,土地处理系统表层土壤中TP含量在149.2～159.4 mg/kg之间,且在运行实验后其含量有所增加。在磷赋存形态方面,Ca-P占TP含量的百分比最高,达到33.1%,随后依次为Ex-P、Org-P、Fe-P和Oc-P,分别为26.1%、19.6%、14.2%和7.0%;在磷活性方面,活性磷(Ex-P和Fe-P)占TP含量的百分比较大,在运行实验后由38.0%增至40.3%,可能是由于惰性磷(Oc-P、Ca-P和Org-P)转化所致,而Org-P矿化速率大于其累积速率。相关性分析表明,除Ca-P外,其他各形态磷均与土壤pH不相关,而Org-P与OM、TP、Ex-P和Ca-P均呈正相关。     

赤泥投加控制河道底泥磷释放的影响因素

通过对不同赤泥投加比例下河道底泥磷释放作用的研究,发现底泥中铁铝磷与钙磷的比值(Fe/Al-P∶Ca-P)、铁磷比(Fe∶TP)及有机质含量(OM)是赤泥能否应用于河道底泥磷释放控制中的决定性因素。实验结果表明,只有当河道底泥中Fe/Al-P∶Ca-P小于0.88,Fe∶TP小于16.1,且有机质含量低于1.87%时,投加适量赤泥才能起到抑制河道底泥内源磷释放的作用;反之,赤泥的投加则有可能促进底泥内源磷的释放。在实际工程应用中,推荐赤泥与底泥的接触时间不低于7d,从而使赤泥的效能发挥到最佳状态。     

过氧化钙缓释材料对河道水固磷及底泥控磷的机理研究

用聚乙二醇2000(PEG2000)和硬脂酸(SA)包埋粉末过氧化钙(CP)成功制备了CP缓释材料CP@PEG2000-SA。比较了粉末CP和CP@PEG2000-SA对上覆水中溶解性总磷的影响和对底泥中磷酸铝盐(Al-P)、磷酸铁盐(Fe-P)和磷酸钙盐(Ca-P)的影响。结果表明,CP@PEG2000-SA投加量宜为1.8kg/m2,在CP用量相同的条件下计算得到粉末CP投加量为1.0kg/m~2。投加粉末CP在10d内上覆水中溶解性总磷浓度迅速降至最低后又上升,而投加CP@PEG2000-SA可以实现35d内溶解性总磷持续缓慢下降。上覆水中的内源性磷一般来自底泥中Fe-P的释放。投加粉末CP虽能固定Fe-P含量,但起不到长效作用,甚至可能导致Al-P的释放。投加CP@PEG2000-SA可控制氧气释放速率,稳定pH,使得上覆水中溶解性总磷向底泥中的Al-P、Ca-P和Fe-P转化,起到长效抑制底泥中内源性磷向水体释放并同时吸收水体中磷的双重效应,达到了控磷目的。     

合肥市南淝河不同排口表层沉积物磷形态分布特征

对合肥市南淝河不同排口处表层沉积物进行了采样,并采用修正后的标准测试程序SMT和钼锑抗紫外分光光度法测定了其中的总磷(TP)、无机磷(IP)、有机磷(OP)、铁/铝磷(Fe/Al-P)和钙磷(Ca-P),同时分析了各形态磷之间以及与沉积物有机质之间的相关性。结果表明,由于各排口附近不同的水动力条件,污染状况以及沉积环境,各排口表层沉积物总磷(TP)的质量分数存在显著差异,其值在771.23~3 065.36 mg/kg之间,除二里河排口(S15)沉积物磷以钙磷(CaP)为主外,其他采样点表层沉积物磷均以铁/铝磷(Fe/Al-P)为主,各形态P的最低值均在位于南淝河上游的S4点,TP、IP、Fe/Al-P的最大值均出现在位于望塘污水厂排口下游60 m处的S6点,潜在释放磷比例最大值在南淝河上游受农业面源污染影响较大的S3点。沉积物各形态磷之间存在着不同程度的相关性,各形态磷与有机质存在着显著的正相关。以上结果表明,南淝河沉积物磷形态分布特征受排口类型影响显著,其中城市污水处理厂尾水可能是受纳水体沉积物重要的磷源。     

于桥水库底泥磷分级及其释放能力

取样测定了于桥水库底泥无机磷各组分含量及其平面和竖向分布,无机磷总量为284～704 mg/kg,平均为485.70mg/kg,其中Ca2-p、Cag-P、Al-P、Fe-P、O-P和Ca10-P所占质量分数平均分别为3.5%、2.9%、0.3%、48.5%、2.9%和41.9%.通过模拟释放实验得出,在pH<8和pH=9.10条件下,由于厌氧使得底泥磷释放的启动溶解氧分别为<1、<2 mg/L.底泥磷在pH=6.50、DO<1 mg/L,pH=9.10、DO>5 mg/L,pH=9.10、DO<1 mg/L的3种条件下的极限释放量为0.24、0.17、0.33 mg/g,分别占底泥无机磷总量的41.7%、29.5%和57.3%(质量分数).释放的磷主要来自Fe-P,但Fe-P也只能部分释放.酸性条件下,有部分Ca2-P、CaB-P、Ca10-P和Al-P释放,对于AI-P,低pH酸溶作用要远大于高pH下OH-置换作用.     

水源水库沉积物磷的赋存形态及其与间隙水磷的关系

为了探明水源水库沉积物磷的赋存形态及其对水体磷的影响,采用连续提取方法,研究了周村水库沉积物中磷的赋存形态分布特征,并探讨了沉积物各形态磷与总磷、烧失量及间隙水中磷的相关性。结果表明,周村水库内源磷负荷较高,沉积物中TP表现出表层富集的现象,表层沉积物中TP空间分布存在较大差异,上游浅水区为554~563 mg·kg~(-1),库心附近为424~1 161 mg·kg~(-1),而坝前深水区高达812~2 969 mg·kg~(-1)。无机磷(IP)是总磷(TP)的主要成分,占TP的79.26%~89.12%,IP主要由铝/铁磷(Al/Fe-P)构成。沉积物中的Al/Fe-P含量很高,具有很大的磷释放潜能。沉积物中各形态磷的浓度垂向分布随深度增加而逐渐降低,其中B、C两点变化最为明显。相关性分析结果表明,间隙水PO3-4-P与Fe-P存在较好的相关性,说明Fe-P对周村水库沉积物间隙水中PO3-4-P浓度分布有着重要的影响,周村水库水体季节性分层导致恒温层厌氧情况的发生,Fe-P在厌氧还原条件下释放进入间隙水并向上覆水扩散,进而可能对水体水质产生影响。     

土壤渗滤系统中植物对地表雨水径流中磷的控制效果与影响分析

按照城市地表雨水径流水质指标,通过在自来水中添加药剂或材料,人工配制模拟地表雨水径流。通过对有植物和无植物种植的两个土壤渗滤系统开展4次模拟地表雨水径流渗滤试验,监测每次模拟地表雨水径流渗滤试验的渗滤出水中TP含量以及在进水、落干阶段土壤渗滤系统试验装置中0、5、15、35cm深度改良土壤渗滤介质的交换态无机磷(Ex-P)、铝磷(Al-P)、铁磷(Fe-P)的含量,研究土壤渗滤系统中植物对地表雨水径流中磷的控制效果和对改良土壤渗滤介质吸附磷迁移转化过程的影响。结果表明:(1)4次模拟地表雨水径流渗滤试验中,土壤渗滤系统对模拟地表雨水径流中TP的去除率均在89%以上,有植物种植的土壤渗滤系统中TP去除率均高于无植物种植的土壤渗滤系统。(2)改良土壤渗滤介质对模拟地表雨水径流中无机磷的吸附是分层进行的,随着上层改良土壤渗滤介质固定的无机磷量逐渐增加,改良土壤渗滤介质对模拟地表雨水径流中磷的吸附作用逐渐减弱,含有较多磷的模拟地表雨水径流进入下层的改良土壤渗滤介质再被吸附固定。在没有外源磷进入的阶段,改良土壤渗滤介质吸附磷的主要介质为红壤土中无定形态的铝,植物的生长会促使改良土壤渗滤介质中Al-P累积到一定程度后会向Fe-P转化。     

罗时江河口湿地沉积物磷的空间分布及污染风险评价

以云南洱海罗时江入湖河口湿地为典型对象,利用柱状底泥分层采样器采集罗时江河口湿地沉积物样品,0~10 cm为表层,10~30 cm为中层,30~60 cm为底层,分析了3层沉积物的总磷含量。研究结果表明,(1)从水平方向看,罗时江河口湿地各层(表层、中层、底层)沉积物总磷分布均呈现出沿2条主水道(水道Ⅰ和水道Ⅱ)向岸边递减,并在入水口处出现峰值的规律;垂直方向上看,总磷含量随着沉积深度增加而减少,表层富集明显。表层、中层和底层沉积物总磷平均含量分别为1.09、1.03和0.99 g/kg。(2)运用单因子污染指数评价法对沉积物总磷进行了评价,3层沉积物总磷总体属于中度污染,局部出现重度污染。各层污染程度从大到小依次为表层(1.81)中层(1.72)底层(1.65),重度污染主要集中在水道Ⅰ上。     

湖泊底泥磷释放及磷形态变化

为研究底泥中内源性磷释放对城市景观水体富营养化的影响,以西安市曲江南湖为对象,采用底泥磷形态标准测试方法(SMT)分析了磷的赋存形态,通过模拟实验探究了在不同环境条件(温度、pH和溶解氧)下磷形态变化的特征。结果表明:温度升高促进内源磷的释放,在夏季加剧水体富营养化程度;碱性条件有利于磷的释放,增大补给水源可减少底泥释磷量;厌氧环境下底泥释磷量是好氧时的3.96倍;Al-P和Ca-P较稳定,在酸性条件下会加速其溶解;NH+4-P、Fe-P和OrgP受溶解氧、pH和温度影响较大,其吸附与释放能力有明显的差异。     

产芝水库底泥和其间隙水中氮、磷分布特征

在现场调查和样品采集的基础上,对产芝水库主要采样点底泥及其间隙水中TN、NH+-N、NO3--N和TP浓度进行了测定,并对底泥TN,TP和其间隙水中TN、总溶解性磷(TDP)浓度进行了相关性分析.研究结果表明,产芝水库底泥含水率和有机质含量在表层均较高;而底泥中氮、磷浓度自深度为10 cm处向表层多表现出增加的趋势,间...     

红枫湖底泥磷负荷释放

为了研究高原湖泊底泥沉积物中磷的释放负荷,对贵州红枫湖区10个地区的沉积物进行了磷形态分析。选取10个采样点中5个典型区域,研究结果表明,底泥中各形态磷占总磷比例Org-P为58.6%,NaOH-P为29.91%,Ca-P为11.48%,底泥中主要的磷形态为有机磷。上覆水溶解性总磷酸盐(TSP)与底泥中各形态磷的相关性研究表明,底泥中的Ca-P与上覆水中的TSP几乎没有相关性,NaOH-P与Org-P与上覆水的TSP有较高的相关性(R2>0.94),而底泥中的总磷(TP)与上覆水中的TSP相关性最高(R2>0.98),底泥中这种形态的结构有利于抑制底泥的释放。研究表明,在10点位样品中,间隙水中TP和SRP(溶解性正磷酸)浓度远大于上覆水体中相应磷形态的浓度,间隙水中TP平均浓度为0.37 mg/L,SRP平均浓度为0.18 mg/L,上覆水体中TP平均浓度为0.10 mg/L,SRP平均浓度为0.02 mg/L,间隙水中TP、SRP与上覆水中TP、SRP存在了一种浓度梯度。     

凹形基底自然湿地中理化指标的分布特征

对凹形基底自然湿地中的底泥和不同水深的水体进行采样,研究了自然湿地中理化指标的分布特征,并初步分析其形成机制。结果表明:水体中总氮(TN)、总磷(TP)的分层现象明显,且TN、TP浓度随水深增加呈现先下降后上升的趋势;在水深为30~50cm处,TN、TP浓度最低;底泥中TN、TP浓度随水深增加而上升;在水深为30~50cm处,底泥中微生物数量最高。对降雨径流进入湿地及水流在湿地中的速度分布进行模拟分析,得出水流形态是导致湿地水体和底泥中TN、TP分布变化的重要因素,而水流形态又受基底形态的影响。     

环境因素对长寿湖底泥释磷影响的模拟实验研究

肥水养殖显著增加了长寿湖底泥中的磷含量。为了解肥水养殖积累在湖泊底泥中磷的释放情况,以长寿湖大坝口枯水期底泥为实验材料,模拟研究了不同环境条件(上覆水pH、温度、DO含量和扰动)下湖泊底泥的释磷特征。结果表明,在弱碱性条件下,底泥释磷量随上覆水pH的升高而升高;温度升高有利于底泥磷的释放,温度每升高5℃,第21天时底泥释磷量增大0.0045～0.0074 mg/L;DO含量降低有利于底泥中铁/铝结合态磷的释放;扰动对底泥磷的释放没有明显影响。研究表明,网箱养殖增加了底泥中的有机磷含量,促进有机磷向无机磷转化,增大了底泥中磷的释放风险。     

南京玄武湖沉积物生物可利用磷的研究

采用连续提取法(SMT法)和化学提取法,研究了南京玄武湖5个采样点的沉积物中TP、各组分磷及生物可利用磷的垂向分布,探讨了玄武湖不同深度沉积物的潜在释磷能力和生物可利用磷的来源.结果表明,玄武湖5个采样点的沉积物中TP含量分布差异较大,且与人类活动密切相关.沉积物中铁磷(Fe-P)和钙磷(Ca-P)对生物可利用磷的贡献巨大,这部分磷具有较大的潜在释放风险.     

太湖不同营养类型湖区沉积物磷的形态与吸附行为的比较

选择太湖不同营养类型的湖区开展了沉积物磷形态与磷吸附行为的研究,结果表明,位于藻型湖区梅梁湾的T1点表层沉积物中的总磷(TP)含量高于位于草型湖区T2点的相应值,且沉积物吸附能(K)值与TP含量显著负相关(p0.05),即沉积物自身的高磷含量可加速磷向水柱释放的风险。有机质与磷吸附饱和度(DPS)显著正相关(p0.05),同时DPS与K值显著负相关(p0.05),总之,有机质通过沉积物磷吸附饱和度间接的影响沉积物磷吸附行为。T2点沉积物吸附解吸平衡浓度(EPC0)值随深度递增,大型水生植物的存在促使表层沉积物维持磷汇的功能,T1点沉积物距表层10~15cm处EPC0值最低,故相应疏浚深度宜为10~15cm,这一结果为富营养化湖泊的修复提供了理论依据与技术参数。     

菖蒲对沉积物中各形态磷垂直分布的影响

在实验室模拟条件下,培育根系较发达的湿地植物菖蒲(Acorus calamus),以探究其对沉积物中各形态磷垂直分布的影响。结果表明:(1)实验60d后,对照组上覆水TP、溶解性活性磷(SRP)显著升高(P0.05),而菖蒲组上覆水TP、SRP降低。(2)对照组各形态磷含量在沉积物各深度之间无显著差异(P0.05)。菖蒲组沉积物中各形态磷含量(除盐酸提取磷)均不同程度低于对照组和初始值。菖蒲组沉积物中TP、有机磷、氢氧化钠提取磷在沉积物5cm处变化幅度最大,与初始值相比分别降低94.08、58.30、56.19mg/kg;无机磷在沉积物2cm处下降了35.40mg/kg。(3)菖蒲通过自身的生长吸收以及改变周围环境因子,直接或间接地影响了沉积物各形态磷的垂直分布。     

多孔陶瓷滤球与沉水植物联合作用处理杭州西湖沉积物中的磷

首次将新型环保陶瓷滤球(red mud-based porous ceramic filter material,PCFM)作为吸附材料,与沉水植物处理沉积物磷技术相结合,通过测定沉积物各形态磷含量的变化,以期研究该吸附-生物联合修复技术对沉积物磷的修复效果。结果表明,苦草组对沉积物各形态磷去除量随时间的变化逐渐增大,苦草在150 d时对沉积物TP、IP、OP、Fe/Al-P和Ca-P的去除量分别为51.60、16.32、34.74、46.37和-14.99 mg·kg~(-1)。研究不同PCFM厚度与沉水植物苦草联合对沉积物磷的去除效果,发现厚度5 cm PCFM+苦草对对沉积物各形态磷的去除效果最好。在150 d时,对沉积物TP、IP、OP、Fe/Al-P和Ca-P在的去除量分别达到652.61、249.12、396.40、314.38和72.11 mg·kg~(-1),苦草与陶瓷滤球在对沉积物磷的去除过程中,可能存在有益于去除沉积物磷的相互促进的作用。可见PCFM和苦草联合作用处理沉积物磷的效果较好,可进一步应用于富营养化湖泊沉积物磷控制工程。