白洋淀沉积物中磷的存在形态及垂直变化规律研究

湖泊沉积物中磷的含量及其形态分布是影响湖泊营养化进程的极为重要因素,对研究湖泊营养化等环境问题具有重要意义。采用化学连续提取分析法,对白洋淀环淀中村水域不同地点的沉积物中磷的形态及其在垂直方向上的变化进行了研究。结果表明,研究区域内,环淀中村水域表层沉积物总磷（TP）质量分数在544.424～608.197mg·kg-1之间,无机磷（IP）是沉积物中磷的主要形态,有机磷（OP）质量分数较小,约占10%～27%,无机磷中钙磷（Ca-P）占的比例相对较大,在质量分数上约占75.8%～94.1%。从各形态磷质量分数的变化范围来看,Ca-P〉OP〉Fe/Al-P;人类活动对湖泊沉积物中磷的形态及其水平和垂向变化影响很大。     

太湖西部沉积物磷形态剖面分布和成因分析

使用淡水沉积物磷形态的标准测试程序SMT法,分析了太湖西部湖区沉积物中磷的空间分异和成因。结果表明,该湖区沉积物各形态磷含量整体上呈现自表层向下递减的趋势,显示出磷污染在表层聚集的特征;不同采样点沉积物中总磷(TP)含量和各形态磷分布特征存在空间差异,西南湖区由于近期磷污染减少,表层磷含量呈缓慢降低趋势;受盛行风向、湖区位置和周边环境影响,太湖西北部沉积物中磷污染水平整体上高于西南部。西部湖区TP含量为337. 27～1 081. 87 mg·kg~(-1),无机磷(IP)是构成沉积物TP的主要部分,占TP含量的55. 27%～97. 93%;钙结合态磷(Ca-P)是IP的主要组成部分,占IP的44. 14%～89. 30%。TP和IP、IP和Ca-P含量的相关关系最为显著,表明IP含量影响TP含量;TP和Fe/Al-P含量的相关关系显著,表明人类活动产生的外源污染是沉积物中磷污染的主要来源。     

辽河辽宁段干流表层沉积物中磷的含量及赋存形态研究

辽河是中国第七大河流,是中国北方重要的重工业和农业基地,分析其沉积物中磷的含量和赋存形态可以为研究辽河水环境质量和渤海赤潮污染提供基础。以辽河辽宁段干流表层沉积物为研究对象,在辽河辽宁段干流设置了24个监测断面,于2018年对沉积物样品进行了采集,并分析了其总磷(TP)、有机磷(OP)、可交换态磷(Ex-P)、铁铝结合态磷(FeAlP)、钙结合态磷(Ca-P)和残留无机态磷(Re-P)的含量,对沉积物中磷的含量、不同赋存形态的比例以及不同环境因子对磷的影响进行了研究分析。结果表明,表层沉积物中总磷的含量为29.513—100.903 mg·kg~(-1),平均含量为55.070 mg·kg~(-1),与其他部分河流相比较,其总磷的含量较低。表层沉积物中各种磷按照平均含量排序为:可交换态磷(Ex-P)残留态磷(Re-P)有机磷(OP)铁铝结合态磷(Fe Al-P)钙结合态磷(Ca-P),其平均含量分别为3.413、5.030、6.409、16.407和23.812 mg·kg~(-1)。沉积物中无机磷(IP)受到pH的显著影响,而有机磷(OP)与水体中磷浓度密切相关。Ex-P和FeAl-P总计占沉积物中TP的33.83%,当水环境条件发生变化时,沉积物中的磷可能会向水体中释放,对加剧水体中磷污染具有一定的潜在风险。     

三峡水库香溪河库湾氮磷分布状况及沉积物污染评价

为了解三峡大坝蓄水完成之后香溪河库湾水体及沉积物中氮、磷的分布状况以及沉积物污染水平,2013年4月对三峡水库香溪河库湾进行调查采样,测定表层水及沉积物中氮磷含量和形态组成。结果表明,香溪河库湾表层水总磷(TP)含量范围为0.20~0.51 mg·L~(-1),总氮(TN)含量范围为0.54~2.25 mg·L~(-1),TP主要由磷酸盐(PO_4~(3-))组成,TN主要由硝酸盐(NO_3~-)以及氨氮(NH_4~+)组成,TP在空间上呈现从河口向库尾逐渐升高的分布格局,TN分布从河口向库尾逐渐降低。香溪河库湾沉积物中TP含量变化范围为642~1 189 mg·kg~(-1),TN含量变化范围为867~1 718 mg·kg~(-1),沉积物TP含量分布呈现上游高下游低,沉积物TN分布趋势呈现中间高,两头低。沉积物中TP主要由无机磷(IP)组成,有机磷(OP)所占比例较小,其中IP由钙磷(Ca-P)、铁铝磷(Fe/Al-P)组成,三者含量:Ca-POPFe/Al-P,且沉积物TP含量空间变化受到三者影响(P0.05)。采用单一因子标准指数法对香溪河库湾沉积物中TN、TP污染水平进行评价,结果表明,表层沉积物中TN、TP最低级别污染指数平均值为2.0和1.6,表层沉积物中TN、TP污染指数均超过最低污染水平,且TP的严重级别污染指数达到0.5以上。三峡水库三期蓄水完成以后,香溪河库湾表层水体中氮磷含量较初期蓄水有所升高,各样点沉积物中氮磷含量表现出相同的趋势,沉积物中不稳定磷释放对水体富营养化具有影响,香溪河库湾的表层沉积物已经受到一定的污染,磷污染水平较高。     

植物分解及含水量对鄱阳湖湿地土壤磷形态影响模拟研究

以鄱阳湖湿地土壤为研究对象,结合野外采样与室内模拟实验,借助连续提取法(SMT法)和31磷核磁共振(31P-NMR)技术,研究土壤含水量及其与优势植物灰化苔草(Carex cinerascens)分解作用下湿地土壤磷含量和形态的变化特征。结果表明:模拟实验所用鄱阳湖湿地土壤总磷(TP)含量为531 mg·kg~(-1);无机磷(IP)含量为305mg·kg~(-1),其主要由钙结合态磷(Ca-P)组成;有机磷(OP)含量为218 mg·kg~(-1),其组成主要包括单酯、二酯和焦磷酸盐。在不同土壤含水量(露干、恒湿、干湿交替、水位上升和水位下降)作用下,各培养组表层0~2 cm土壤TP、IP和Ca-P含量变化规律相似,均呈不同程度的下降,其中,干湿交替组降低幅度最大;干湿交替组0~2 cm土壤铁铝磷(Fe/Al-P)含量下降幅度与露干组相当,均低于其他培养组;不同培养组土壤OP含量和组成变化并不明显。在植物分解和土壤含水量变化的共同作用下,植物分解引起2~5 cm土壤TP、IP、Ca-P和OP含量均明显增加,二酯/单酯比值和二酯/焦磷酸比值亦呈增加趋势,其中,二酯/焦磷酸比值增加最明显;但表层0~2 cm土壤TP、Fe/Al-P和OP含量却明显降低,其中,OP含量下降幅度(9.0%~15.2%)远高于土壤含水量单一因素作用组,表明植物分解可增加土壤微生物活性,提高表层土壤OP的分解速率。     

水源生态净化系统沉积物中营养盐空间分布特征及污染评价

对盐龙湖水源生态净化系统预处理区、挺水植物区、沉水植物区及深度净化区沉积物中营养盐内源负荷及氮、磷的形态空间分布特征展开研究,并评价不同单元沉积物营养盐污染状况.结果表明:盐龙湖表层沉积物总氮(TN)、总磷(TP)、有机质(OM)含量范围分别为156. 43—1130. 00 mg·kg~(-1)、615. 23—1580.66 mg·kg~(-1)、5.00%—49.04%.盐龙湖TP含量在预处理单元的沉积物中最高(1508.09 mg·kg~(-1)),在挺水植物区B的沉积物中最低(932.30 mg·kg~(-1)),而TN和OM含量都在挺水植物区A的沉积物中达到顶峰(1126.91 mg·kg~(-1),48.89%),在深度净化区的沉积物中最低(272.47 mg·kg~(-1),5.23%).闭蓄态磷(Abs-P)的含量占总磷(TP)比例最多(75.3%—82.3%),易解析磷(Exch-P)占TP比例均不超过1%;顺水流方向,铁结合态磷(Fe-P)和铝结合态磷(Al-P)含量呈下降的趋势,而Exch-P和钙磷(Ca-P)呈U字型先减后增.弱酸可提取态氮(WAEF-N)占可转化态氮(TTN)比例最高(45.3%—68.94%),强氧化剂可提取态氮(SOEF-N)占TTN比例最低(10.45%—19.08%),沉积物TTN中各形态氮含量分布次序为弱酸可提取态氮(WAEF-N)强碱可提取态氮(SAEF-N)离子交换态氮(IEF-N)强氧化剂可提取态氮(SOEF-N).通过单一因子标准指数法、综合污染指数、有机氮和有机指数法进行评价,发现在预处理区和挺水植物区A营养盐污染最严重,其他处理单元也有不同程度的污染,深度净化区污染程度最低.     

中国东部浅水湖泊沉积物总氮总磷基准阈值研究

受人类活动的影响,东部浅水湖泊沉积物中总氮、总磷负荷很高,当外来污染源得到控制时,底泥中的营养盐会逐渐释放出来,对湖泊水质与生态系统影响很大。为合理削减湖泊内源污染,控制沉积物中营养盐向上覆水体释放,研究制定东部浅水湖泊沉积物总氮、总磷基准阈值,分别测定了100个湖泊的896个表层沉积物样品和8个典型湖泊11个柱芯的沉积物总氮（TN）、总磷（TP）含量,分析了沉积物TN、TP浓度剖面分布特征。通过频度分布法对100个湖泊沉积物总氮总磷的污染状况进行评价,通过背景值比较法确定了8个典型湖泊沉积物的TN、TP背景值。结果表明,100个湖泊的表层沉积物TN浓度范围在479.70~5 573.65 mg·kg-1,TP浓度范围在248.44~1000.33 mg·kg-1,不同湖泊表层沉积物中TN、TP值差异较大。8个典型湖泊沉积物总氮、总磷含量整体上表现出随着深度增加而下降变化趋势,在深层沉积物中含量保持稳定。所调查8个湖泊TN均值为1443.83 mg·kg-1,变化范围为247.45~3719.46 mg·kg-1,各湖泊中TN均值表现为：沱湖〉焦岗湖〉花园湖〉七里湖〉北民湖〉大通湖〉城东湖〉瓦埠湖;TP均值为519.62 mg·kg-1,变化范围为225.41~1944.89 mg·kg-1,各湖泊中TP均值表现为：北民湖〉大通湖〉七里湖〉焦岗湖〉沱湖〉瓦埠湖〉城东湖〉花园湖。不同湖泊沉积物总氮、总磷背景值差异很大。通过对100个湖泊表层沉积物TN、TP的频度分析发现,沉积物营养盐含量上25%点位对应的TP质量浓度398.51mg·kg-1,TN质量浓度为1106.24 mg·kg-1,沉积物营养盐含量下25%点位对应的TP质量浓度664.58 mg·kg-1,TN质量浓度为2916.66 mg·kg-1。通过互相之间的比较分析,推荐采用背景值比较法确定的各湖泊沉积物总氮、总磷背景值均值与频度分步法25%点位对应的总氮值和40%点位对应的总磷值作为东部浅水湖泊沉积物总氮、总磷基准阈值。因此,?     

东昌湖表层沉积物中氮的赋存形态

研究了东昌湖表层沉积物中可转化态氮(TTN)、非可转化态氮(NTN)以及可交换态氮(EN)、可矿化态氮(MN)的赋存特征.结果表明:(1)15个表层沉积物样品TN含量变化在1071.31—1450.55 mg.kg-1之间,与国内研究较多的非城市湖泊相比,底泥的营养水平并不是太高.(2)东昌湖表层沉积物的TTN平均963.55 mg.kg-1,NTN平均305.09 mg.kg-1.随着沉积物污染程度增高,TTN占TN比重减少,氮趋于稳定性强的形态发展.(3)东昌湖沉积物样品中EN平均47.68 mg.kg-1,沉积物MN平均210.72 mg.kg-1.随着东昌湖沉积物氮污染的积累,氮的生物有效性增强,氮的利用率提高.(4)东昌湖表层沉积物不同形态可转化态氮的释放顺序为离子交换态氮(IEF-N)→弱碱浸取态氮(WAEF-N)→强碱可浸取态氮(SAEF-N)→强氧化剂可浸取态氮(SOEF-N),在TTN中所占比例顺序依次为SAEF-N(50.52%)>SOEF-N(40.87%)>IEF-N(4.52%)>WAEF-N(4.09%).     

内蒙古乌兰布和沙漠样中磷形态分析及生物可获磷研究

采用6步连续提取法对采集于乌兰布沙漠磴口段沙样中磷的各种存在形态进行了分析测定,并对沙样进行了分级形态研究及生物可利用磷的估算.结果表明:在所取沙样中总磷(∑Pi)平均含量为251.32μg·g-1,其主要成分为无机磷(IP),占∑Pi含量的96.2%;有机磷(Or-P)占∑Pi的3.8%.在所有不同粒径沙样中,钙结合态磷(Ca-P)含量最高,平均为233.72μg·g-1,占∑Pi的93.0%;其他各形态磷含量的高低顺序依次为:有机磷(Or-P)、铁结合态磷(Fe-P)、弱吸附态磷(Ads-P)、铝结合态磷(Al-P)、闭蓄态磷(Obs-P).在所取沙漠颗粒物样中,∑Pi、Ca-P、Fe-P含量均随沙样粒径的减小而增大,其中∑Pi、Ca-P的变化幅度较大,而Fe-P的变化幅度较小;Or-P含量随粒径的减小而降低;Ads-P、Obs-P、Al-P含量随粒径变化的规律性不强.所取沙样中潜在的生物可获得磷的量约占总磷的6.6%.     

氧化还原电位及微生物对水库底泥释磷的影响

为了解上覆水环境以及生物作用对水库底泥释磷作用的影响,本研究通过选取石砭峪水库底泥作为贫营养水库底泥代表,在实验室模拟了不同物理化学条件及不同微生物条件下水库底泥静态释磷过程.实验期间调查了上覆水处溶解氧(DO)、氧化还原电位(ORP)、pH等条件的影响,定期监测了上覆水中的溶解性正磷酸盐(PO3-4)、总磷(TP)、亚铁离子(Fe2+),反应开始前与结束后测定了底泥中不同持留形态的磷组分,其中包括铁铝结合态磷(Fe/Al-P)、钙磷(Ca-P)、无机磷(IP)、有机磷(OP)、总磷(TP),同时测定了反应前后底泥中碱性磷酸酶活性(APA).实验证明,ORP0 mV的强还原性条件能够促进底泥中的磷大量释放,同时伴随着大量的Fe2+进入上覆水中.底泥中释放的磷是以Fe/Al-P和IP为主,并且进入水体中的磷大部分是PO3-4,占超过水体中TP的50%以上.底泥中微生物的活动能够促进OP的分解和转化,对底泥中其他形态的磷转化为PO3-4进入水体影响不大.同时微生物也可以吸收上覆水中除PO3-4之外的磷营养进入底泥中储存起来.