高原浅水湖泊沉积物中磷、氮形态化学研究

以滇池马村湾和海东湾为研究对象,对其沉积物－间隙水－上覆水三界面中的磷、氮形态作研究,其中钙结合态磷占的比例最大,其次是有机/细菌聚合态磷和残渣磷;总氮含量很高,平均值为2.63 mg/g,而亚硝酸盐氮含量很低,其它三种无机氮形态（硝酸盐氮、亚硝酸盐氮和氨氮）之间并不存在恒定的化学计量关系,这主要是无机氮循环还受水体和沉积物中有机氮的影响。调查还表明沉积物中Fe P含量与间隙水中溶解性磷酸盐磷有着较好的线性关系,沉积物中Fe P含量与间隙水Eh呈对数关系。     

玄庙观水库表层沉积物磷形态及正磷酸盐释放风险特征研究

在高磷矿区域深大水库缺乏相关研究与报道的背景下,为给深大水源水库的管理提供科学依据,对宜昌市黄柏河流域玄庙观水库的沉积物及其上覆水的理化特征进行了研究。结果表明:(1)玄庙观水库表层沉积物总磷(TP)含量变化范围为5 356.0~9 631.5 mg/kg,各磷形态含量表现为:钙磷(Ca-P)"有机磷(OP)"铁铝磷(Fe/Al-P),其中,Ca-P为TP的主要成分,占TP的86.4%~93.0%;(2)受外源磷矿输入的影响,TP和总碳(TC)表现出相同的整体变化趋势,即从库首到库尾逐渐增大,而有机质(TOC、TN、OP)的来源类似于深大湖泊,主要源自内生生物的沉积作用,各采样点无显著性差异;(3)沉积物-水界面存在明显的正磷酸盐(PO_4~(3-)-P)浓度梯度,释放通量为0.41±0.09~0.86±0.14 mg/(m~2·d),数据统计分析表明内源磷释放通量与TP、Ca-P浓度具有显著正相关性,且为该区域的第一主成分因素。     

东湖典型区域间隙水中营养盐的时空分布

以富营养化程度严重的浅水湖泊东湖为研究对象，通过持续采样调查，分析并比较了3个典型采样点柱状沉积物间隙水中营养盐的垂直分布和季节变化特征，结果表明东湖沉积物间隙水中营养盐浓度最高值一般出现在-5 cm以上，-5～-10 cm之间有一个快速降低的过程，-10～-26 cm之间趋于稳定，但也有小幅的波动；冬季间隙水中营养盐浓度明显低于其他季节，夏秋两季略高。分析认为沉积物间隙水中营养盐浓度受附近污染源直接影响较大，与上覆水水质有一定相关性，但不显著。间隙水中营养盐的季节变化主要因为冬季污染排放减少加速了间隙水中营养盐向上覆水的扩散、减少了水中营养盐在沉积物表层的沉积，以及温度降低导致微生物活动减少进而降低了有机物的矿化分解量。并且认为常规疏浚深度就可以有效移除东湖表层污染严重的沉积物     

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。     

常见沉水植物对东湖重度富营养化水体磷的去除效果

采用人工模拟方法,选取武汉市东湖的春季优势种金鱼藻、伊乐藻和菹草,夏季优势种类金鱼藻、狐尾藻和苦草,在春夏两个季节分别对东湖重度富营养化水体磷的去除效果进行了比较研究。结果显示：5种沉水植物在春夏季节生长良好,其中金鱼藻生物量增长率最高（春季为12888％,夏季为5833％）。5种沉水植物均能较好地吸收上覆水中的磷,其中金鱼藻在春夏两季对水体总磷的去除率均为最高（春季为9175％,夏季为9244％）。同时5种沉水植物还可抑止底泥中磷的释放,均使上覆水中各形态磷浓度保持较低水平。结果表明,金鱼藻在春夏季节均表现出较好的生长和净化水体磷的能力,且其耐污能力强,有可能成为以东湖为代表的重度富营养浅水湖区植物修复的先锋种之一。     

墨水湖上覆水与沉积物间隙水中重金属的分布特征

武汉市墨水湖重金属污染严重，在我国内陆城市受污染湖泊中具代表性。应用 ICP MS对墨水湖上覆水和沉积物间隙水中的主要重金属元素进行了定量测试，并分析了其空间分布特征和变化规律。在此基础上，结合微量重金属界面扩散通量的计算，定量评估了其对上覆湖水水质的影响，以期为浅水湖泊的重金属污染防治提供科学依据。研究结果表明，墨水湖沉积物间隙水中重金属的浓度由高到低依次为：Mn>Fe>Zn>Cu>Cr>Pb；上覆水和沉积物间隙水中微量重金属浓度剖面均表现出明显相似的峰形分布特征，指示了湖泊沉积物中普遍存在微量重金属的沉积后再迁移现象；Fe和Mn在间隙水中的浓度远大于它们在上覆水中的浓度，其剖面分布特征主要是参与氧化还原反应的结果，Cu、Cr、Pb和Zn等的浓度也因受氧化还原过程及矿物平衡作用的影响而波动；微量重金属元素按照浓度梯度经孔隙水从沉积物向上覆水中扩散，并最终影响上覆水.     

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     

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。     

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     

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     

洞庭湖渔业水域氮磷时空分布分析

根据2000~2011 年对洞庭湖渔业环境监测数据,对东洞庭湖、南洞庭湖、西洞庭湖和三江口4 个不同渔业水域的总氮、总磷、氨氮和硝酸盐氮浓度的时空分布进行分析。结果表明：（1）洞庭湖总氮、总磷、氨氮和硝酸盐氮浓度均值分别为143±041、009±003、032±005和063±011 mg/L,总氮最大值为2009 年5 月丰水期东洞庭湖的鹿角采样点,为480 mg/L,总磷最大值为2008 年1 月枯水期鹿角采样点,为0417 mg/L,分析得知,所有采样点中鹿角采样点较其它采样点污染严重;（2）洞庭湖氮、磷浓度年均值间差异性显著（P<005）,除总磷变化规律不明显外,总氮、氨氮和硝酸盐氮的年浓度均值总体呈上升趋势,与此同时,洞庭湖在丰水期、平水期和枯水期的氮、磷浓度均值间也存在显著性差异（P<005）,平水期总氮平均浓度最高,枯水期总磷浓度均值最高;（3）东洞庭湖、南洞庭湖、西洞庭湖和三江口4 个湖区氮磷浓度均值间也存在显著性差异（P<005）,总氮、总磷和硝酸盐氮均值以三江口最高,氨氮均值以东洞庭湖最高,主要受城市污水和工业污水影响严重;（4）面源污染是洞庭湖主要污染方式,也是造成洞庭湖水体富营养化程度加剧的主要因素,面源污染占洞庭湖污染总量的94%～99%,主要包括农业污染、城市生活污水和畜牧水产养殖业污染;点源污染占洞庭湖污染总量的1%～6%,主要为工业污水和城市生活污水的排放,虽然排放量相对于面源污染较小,但是工业污水含有高浓度的有毒物质,且瞬时排放量大,很容易造成渔业污染事故,严重时会影响到人类的健康;（5）参照《地表水质量标准》（GB3838 2002）中的水质分类标准,所有监测年份中,仅2000 年水质为III 类,其它年份水质类型多为IV 类,部分年份为V 类,推断洞庭湖渔业水域大部分处于中度污染状态,部分湖区处于重度污染,根据《渔业水质标准》和鱼类对水环境质量的需求,洞庭湖水质不利于鱼类繁殖、早期发育、索饵和越冬等行为,势必会造成洞庭湖渔业资源的衰退     

鄱阳湖丰水期不同底质类型下氮、磷含量分析

以2011年7月份(丰水期)鄱阳湖实测数据为基础,通过不同底质在遥感影像上的光谱特征,将鄱阳湖底质分为沙滩、泥滩和草洲3种类型,并就不同底质类型鄱阳湖水体和底泥总氮(TN)、总磷(TP)含量进行分析。结果表明:(1)底质类型不同时,鄱阳湖表层水体TN、TP含量以及底泥磷含量平均值:沙滩泥滩草洲。底泥TN含量平均值:草洲泥滩沙滩。(2)底质为沙滩的站点主要分布在饶河入湖口至都昌段、赣江北支入湖口至星子段和入江水道前段,饶河、赣江高含量氮、磷的输入,以及沿途陆源污染物的排放,可能是沙滩底质表层水体TN、TP含量较高的一个因素;泥滩底质的站点,有一部分分布在星子至湖口段,该区间陆源污染的影响是泥滩底质表层水体TN、TP含量居次原因之一;而底质为草洲时,草洲对水体中氮、磷的吸收使得草洲底质的站点表层水体TN、TP含量最低。     

丰水期鄱阳湖氮磷含量变化及来源分析

通过系统测定丰水期鄱阳湖湖水、主要支流水、长江水及部分农田水、地下水及城市污水的氮磷含量,对其氮磷含量变化及来源进行了分析,结果表明,鄱阳湖水体中主要的氮素形式是硝酸盐氮（090 mg/L）,赣江是其主要贡献者。鄱阳湖五大支流氮磷含量存在着较大的差异,赣江NO-3 N含量明显高于鄱阳湖其它主干流,而NH+4 N和TN含量以饶河的最高,TP以信江的最高。农田水、城市废水以及地下水含有较高的氮磷含量,是鄱阳湖及其五大支流氮磷的主要来源。农田水TN和TP含量最高,分别为1347、2863 mg/L。高含量的NO-3 N（735 mg/L）和NH+4 N（548 mg/L）分别出现在地下水和城市污水中。鄱阳湖水体氮负荷较大,N/P比值远大于7〖DK〗∶1。受滞留区及赣江和修水补给的影响,鄱阳湖主河道氮含量变化从上游至下游呈总体上升趋势。鄱阳湖湖体氮含量以下游最高,滞留区次之,上游主河道最低,TP含量呈相反的趋势变化。底层沉积有机物的降解和扰动导致鄱阳湖水体底层NO-3 N、NH+4 N、TN、TP的含量高于表层。     

太湖流域典型土地利用方式下入湖河流水质污染特征研究

为探究太湖流域典型土地利用类型下水质污染特征,选取了太湖流域两类具有典型代表性的区域作为研究对象,一类是城市化进程高、人口高度密集的太湖北部重污染汇水口区域,一类是以耕地与涵养林为主导、人类活动强度相对较弱的浙西小梅港区域。选取TN、DTN、PN、NH+4 N、NO-3 N、TP、DTP、PP、CODMn等主要指标,通过区域差异和季节差异分析,以期明确太湖流域典型土地利用格局下河流水质污染特征。研究表明：（1）汇水口水质劣于小梅港水质,但两区域均有相对较高的TN污染,因此两地河流TN污染控制依然是重要内容;（2）汇水口和小梅港区域水质差异分析结果表明,土地利用格局、水循环过程、涵养林的生态功能是两区域水质差异产生的重要原因,差异指标体现在DTN、NH+4 N、TP、DTP、PP、CODMn;（3）汇水口区域水质污染特征体现出较强的点源污染特征;小梅港区域水质污染则体现出以TN、PN、TP、PP为主要污染物的面源污染特征。因此在以建设用地为主导的汇水口区域需加强点源污染控制,优化产业结构;以耕地为主导的小梅港区域则需加强农业面源污染控制,进而缓解太湖富营养状态     

水利调度修复东湖水质的数值模拟

总结武汉东湖水质污染问题基础上，根据湖泊和港渠联通状况设计了长江-东湖水利调度的调水线路和调水方案。基于一维港渠河道水动力水质模型和二维湖泊水动力水质模型，通过嵌套耦合求解的方式实现耦合，建立了一、二维湖泊河网水动力水质耦合模型，并利用实测数据进行了参数率定和验证。采用数值模拟的方式研究了水利调度影响下东湖水质的改善效果，结果表明：水利调度影响下东湖主要湖区水体CODMn和TN指标得以明显改善，但TP指标改善不大；东湖湾汊众多，个别湖区受到调水线路影响较小，水质改善不明显。因此水利调度可以作为东湖水体修复的重要思路。建立的数学模型也可以为东湖以及其他类似水域的水污染治理提供科学参考和依据