农业小流域源头区池塘底泥磷形态和吸附特征

选择开慧河小流域源头区为研究对象,分析3类池塘(近年来由农田改建的人工塘为第Ⅰ类,受人为影响大的山边塘为第Ⅱ类,受人为影响小的山边塘为第Ⅲ类)的水质、底泥理化性质和底泥磷吸附特性。结果表明,3类池塘底泥的全磷、草酸提取态磷、不同形态无机磷(NH4Cl-P除外)以及生物可利用性磷(BAP)含量从大到小依次均为Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ类,与3类池塘水质状况相一致。无机态磷中不同形态磷含量从大到小依次为金属氧化物结合态磷(NaOH-P)、钙结合态磷(HCl-P)、可还原态磷(BD-P)和弱吸附态磷(NH4Cl-P),其中,NaOH-P是主要赋存形式(占68.51%)。BD-P含量和HCl-P含量分别与活性铁(Feox)含量呈显著正相关(P0.01),NH4Cl-P含量和NaOH-P含量分别与活性铝(Alox)含量呈显著正相关(P0.05)。采用Langmuir方程拟合吸附数据得出:Ⅰ类(塘1、6和12)、Ⅱ类(塘10和11)和Ⅲ类(塘3)池塘底泥吸附/解吸平衡磷浓度(C0EP)、磷最大吸附量(Smax)和磷吸附键能参数(Kc)分别为0.02~0.12 mg·L-1、526.32~826.45 mg·kg-1和0.31~1.11 L·mg-1。其中,塘6底泥Smax和Kc最小,C0EP最大,潜在磷释放风险大;塘10和11具有较高的Smax、Kc及较低的C0EP值;塘3底泥对磷的吸附能力介于Ⅰ和Ⅱ类塘之间。可见,研究区人类活动输入外源污染物在一定程度上影响了池塘底泥磷含量和吸附特性,在控制农业小流域源头磷污染的同时应考虑磷的流入负荷及水体底泥的磷吸附能力。     

猪和奶牛粪污厌氧发酵中固相磷形态变化分析

采用H2O、NaHCO3、NaOH和HCl连续抽提法分析了猪和奶牛粪污厌氧发酵前后固相磷的形态和含量。结果表明,猪粪厌氧发酵后的出料(沼液)固相中酸溶磷(HCl-P)所占比例为85.50%,较进料显著提高(P0.05);NaHCO3提取态磷(NaHCO3-P)、残留磷、水提取态磷(H2O-P)和NaOH溶性磷(NaOH-P)所占比例分别为5.83%、4.71%、2.15%和1.81%,均较进料有不同程度降低。牛粪厌氧发酵后排放的沼液固相中HCl-P、NaHCO3-P、H2OP、残留磷和NaOH-P所占比例分别为53.73%、19.62%、12.66%、8.60%和5.39%,均较进料无显著变化。沼液固相中各形态无机磷占总磷的比例为60.98%~100.00%。厌氧发酵运行结束后,猪粪沼渣固相中各形态磷含量由高到低依次为HCl-P、NaHCO3-P、残留磷、H2O-P和NaOH-P,分别占沼渣固相总磷的87.43%、5.17%、4.33%、1.79%和1.28%;牛粪沼渣固相中各形态磷含量由高到低依次为HCl-P、NaHCO3-P、H2O-P、残留磷和NaOH-P,分别占沼渣固相总磷的69.74%、9.91%、8.75%、8.30%和3.30%。猪粪经厌氧发酵后,磷由液相向固相转移,而固相中水溶态磷向难溶态磷转化;牛粪沼渣中的磷较猪粪沼渣中的磷更难被作物吸收利用。     

城市滨海湿地表层沉积物磷形态与相关关系分析

以九龙江口滨海湿地为例,采用连续提取法对沉积物中的磷进行连续提取和测定,探究城市滨海湿地表层沉积物中磷的生物可利用性,同时分析沉积物磷形态以及与环境参数的相关关系。结果表明：总磷（TP）含量为（456.34±13.13）mg·kg-1,生物可利用性磷（Bio-P）占TP59.46%;NaOH-P、HCl-P是TP的主要组成形态;NaOH-P是Bio-P的主要组成形态。相关性研究表明,沉积物中TP含量的增加主要来自NaOH-P,其次是HCl-P。NH4Cl-P、BD-P、NaOH-P、HCl-P之间未呈显著相关,其来源具有差异性。NaOH-P与pH显著负相关,与Fe、Al未呈显著相关;OP与有机质含量亦无显著相关。研究成果将为海域生态环境保护和城市滨海湿地环境恢复提供基础数据。     

广州流花湖底泥磷的垂直变化特征

广州流花湖是典型的城市景观浅水湖泊。应用经改进的Psenner连续提取法,分析了广州市流花湖底泥中各形态磷的垂直分布。结果表明,不同采样点底泥的理化性质和磷的形态垂直变化存在较大的差异;不同形态磷的质量分数由小到大的顺序是NaOH-P,Org-P,HCl-P,BD-P,NH4Cl-P,其中NaOH-P和Org-P是底泥磷的主要赋存形态,分别占底泥总磷质量的47.28%和24.23%,说明了流花湖底泥人为污染较严重;底泥生物可利用磷的质量分数在0.50～1.45 mg.g-1,平均质量分数为0.93 mg.g-1,约占总磷的58.57%,表明流花湖底泥的磷具有较好的生物可利用性,将为水体藻类大量繁殖提供潜在的有利条件。流花湖底泥中有机磷、金属结合态磷和生物可利用磷垂直方向上的分布变化规律较复杂。     

南亚热带中小型水库沉积物中磷的形态与释放特征

以珠海6座典型中小型供水水库为研究对象,通过对水库沉积物中磷形态和释放速率的测定,分析这些水库沉积物中磷形态特征和释放速率及它们与水体磷的关系,了解库容和调水对沉积物中磷形态特点和释放速率的影响.从库容来看,小型水库沉积物中TP及各形态磷含量明显高于中型水库,且小型水库以无机磷为主,中型水库以有机磷为主.小型水库表层底泥的磷释放速率明显高于中型水库.从调水方式来看,抽水水库沉积物中TP及各形态磷含量明显高于非抽水水库且自表层向下大多有递减的趋势,层间波动较大,说明调水入库河流污染日趋严重以及水库调水量增长,沉积物中磷的含量有增加趋势.6座水库沉积物中PO4-P的释放速率与上覆水体TP的增加量以及沉积物中NaOH-P OP含量呈显著的相关性(r>0.80,p<0.05),说明底泥磷释放对水体中TP有很大贡献,而释放的PO4-P主要来源于沉积物中NaOH-P和OP.     

夹皮沟金矿区土壤汞的赋存形态及污染特征

使用改进的BCR连续提取法和电感耦合等离子质谱(ICP-MS),测定夹皮沟金矿区土壤样品中汞元素的赋存形态及含量。结果表明,三个深度的土壤汞元素形态分布趋势相似,均以残渣态为主,其次为可氧化态和可还原态,酸溶/可交换态和水溶态所占比例较少,各形态汞的分配系数依次为:残渣态(48.28%)可氧化态(25.68%)可还原态(13.35%)酸溶/可交换态(8.38%)水溶态(4.33%)。垂直方向上,20~40 cm的中层土壤中的汞含量略高于0~20 cm的表层土壤,40~60 cm的下层土壤则含量最低。不同深度土壤中的有效态汞与总汞的含量具有较高的相关性,但三层土壤不具有相同的相关趋势。     

集约化蔬菜地土壤磷素累积特征及流失风险

以南京市郊集约化蔬菜长期种植基地为对象,采集蔬菜种植年限分别为3~5、15~20、25~30 a的土壤,测定土壤全磷(TP)、速效磷(Olsen-P)、水溶性磷(CaCl2-P)、生物有效磷(NaOH-P)的含量,并对0—20 cm土层磷素吸附特性进行分析,通过研究土壤磷吸附饱和度(DPS)、最大缓冲容量(MBC)来对土壤磷素流失风险进行评估。结果表明,在0—20 cm土层,除NaOH-P外,其余各形态磷(TP、Olsen-P、CaCl2-P)都随种植年限延长呈增加趋势。不同种植年限土壤TP、Olsen-P、CaCl2-P、NaOH-P主要积累在0—20 cm土层,且随着土层深度的增加土壤磷的累积量逐渐降低。DPS随种植年限延长而升高,种植年限25~30 a的菜地0—5 cm土层DPS超过土壤磷素流失环境敏感指标临界值(25%),其MBC也最低,表明随着蔬菜种植年限的延长土壤磷素流失风险加剧,且流失风险主要体现在0—5 cm土层。     

黄河上中游表层沉积物磷的赋存形态特征

利用淡水沉积物中磷形态的标准测试程序（SMT）,研究了黄河上中游10个沉积物样品中磷的赋存形态变化规律和分布特征,并分析了沉积物中磷的来源和释放潜力。研究结果表明,黄河上中游沉积物中总磷（OP）的含量为82.0～113.5mg·kg-1,无机磷（IP）的含量范围在45.3～76.6mg·kg-1,有机磷（OP）的含量范围在27.6～56.6mg·kg-1。其中主要以无机磷的形式存在,而无机磷中以钙结合态磷为主。线性回归分析结果表明,NaOH-P的含量与活性态Fe、Al含量总和有一定的线性关系。黄河沉积物向上覆水体释放磷的潜力不大。     

镧改性沸石改良太湖底泥的磷吸附特征

采用镧改性沸石对太湖底泥进行改良,通过吸附试验分析镧改性沸石改良太湖底泥的磷酸盐吸附特征.结果表明,Langmuir和Freundlich等温吸附模型可以较好地描述太湖底泥对水体中较高浓度磷酸盐(1～15 mg·L-1)的吸附平衡,根据Langmuir吸附方程,未改良太湖底泥对水体中磷的最大吸附容量为791 mg·kg-1,镧改性沸石添加量为10、25和50 g·kg-1的改良太湖底泥对水体中磷的最大吸附容量分别为937、1 037和1 505mg.kg-1.准二级动力学模型可以较好地描述太湖底泥对磷酸盐的吸附动力学过程.太湖底泥对磷酸盐的去除能力随pH值增加而降低,其对磷酸盐的吸附属于自发和吸热过程.改良太湖底泥对磷酸盐的吸附能力明显高于未改良太湖底泥,并且其吸附能力随镧改性沸石添加量的增加而增加.镧改性沸石添加量为10～50 g · kg-1的改良太湖底泥的磷吸附-解吸平衡浓度为0.129～0.241 mg·L-1,明显低于未改良太湖底泥(0.386 mg·L-1).被改良底泥中镧改性沸石所吸附的磷以NaOH-P和HCl-P等较稳定的形态存在,厌氧状态下不易释放.     

黄河中下游表层沉积物磷的赋存形态及生物有效性

利用磷的连续分级提取方法,研究了黄河中下游16个沉积物样品中磷的赋存形态分布特征,并探讨了沉积物中磷的生物有效性.结果表明,黄河沉积物中总磷的含量为83.79～132.35 μg·g~(-1),其中主要以无机磷的形式存在,而无机麟中以钙结合态磷为主.线性回归分析结果表明,NaOH-P的含量与活性态Fe、BD-P,NaOH-P含量的总和与活性态Fe、BD-P,NH_4Cl-P含量的总和与活性态Fe、Al含量总和,均有一定的线性关系;沉积物中的总无机磷含量与沉积物的总有机质含量呈正相关关系.磷的生物有效性分析结果显示,潜在的生物有效性磷主要包括弱结合态磷、氧化还原敏感态磷、金属(水台)氧化物结合态磷3种赋存形态,黄河沉积物中潜在的生物有效性磷含量在9.02～37.20 μg·g~(-1)范围内,平均值为24.47 μg·g~(-1),平均占沉积物总磷的22.43%、占总无机磷的35.59%.     

龙塘镇电子垃圾拆解区土壤和河流底泥重金属赋存形态及生态风险

龙塘镇是珠三角电子垃圾拆解区之一,采用AAS方法对该地土壤和河流底泥沉积物中5种重金属(Cd、Cr、Cu、Zn和Pb)含量进行测定分析,结果显示周围农田土壤中Cd含量是《国家土壤质量标准》二级标准的3倍左右,是广东省土壤背景值的20倍左右;拆解区土壤Cd超标最为严重,最高达5.67倍,超过广东省土壤背景值达36.17倍;拆解区下游0—1500 m河流底泥中Cd、Cr、Cu、Zn和Pb含量大幅增加且部分金属超标,Cd在0—40 cm深度内含量总体逐渐降低,仍远超背景值,Cu含量采样深度内递减规律最显著且在0—10 cm内含量超标,Cr、Zn和Pb除部分点位在表层积累较多外,其余与背景值相差不大且未超标.采用BCR(the Community Bureau of Reference)法提取重金属不同形态可知,底泥中Cd主要以弱酸溶态和可还原态为主,Cu主要以可氧化态存在,Cr主要以残渣态存在,而Zn和Pb则以可还原态为主;其中Cd的可提取态比例较高(60%),容易释放出来形成"二次污染".潜在生态风险结果表明,河流底泥中Cd生态危害程度属于极强(Ei320);其他金属Cr、Cu、Zn和Pb危害风险程度属于轻微(Ei40);金属Cd对整个RI值贡献最大(88%),应重点加强对Cd污染的防控.     

沉水植物对沉积物中磷赋存形态影响的初步研究

采用磷的分级方法研究苦草移植后生长过程中沉积物不同的磷赋存形态(NH4Cl-P, BD-P, NaOH-P和HCl-P)以及总磷的变化,同时结合野外人工恢复的水草区域采样的结果,进一步分析了野外条件下沉水植物狐尾藻(Myriophyllum spicatum L.)对磷赋存形态的影响,结果表明,沉水植物能够有效的降低沉积物中磷的含量,而且水生植物对磷的不同赋存形态的影响并不相同,其中,BD-P是受沉水植物影响最为明显的磷赋存形态.     

物理扰动对锆改性沸石改良底泥磷吸附和移动的影响

本文研究了物理扰动对锆改性沸石改良底泥吸附水中磷酸盐的影响,并考察了其对锆改性沸石改良底泥中磷赋存形态和生物可利用性的影响.结果表明,与未改良底泥相比,锆改性沸石改良底泥对水中磷酸盐的吸附能力明显更强.但是,物理扰动却降低了锆改性沸石改良底泥对水中磷酸盐的吸附容量和吸附速率.在物理扰动状态下培养的锆改性沸石改良底泥的最大磷酸盐吸附容量(743 mg·kg~(-1)),比在静止状态下培养的锆改性沸石改良底泥的最大吸附容量(902 mg·kg~(-1))低18%左右.物理扰动对锆改性沸石改良底泥的磷形态和生物可利用性产生一定的影响.物理扰动略微降低了改良底泥中氧化还原敏感态磷(BD-P)和金属氧化物结合态磷(NaOH-rP)含量,但是却会略微增加改良底泥中残渣态磷(Res-P)含量.另外,物理扰动还会略微降低改良底泥中藻类可利用磷(AAP)和NaHCO_3可提取磷(Olsen-P)的生物可利用性磷含量.物理扰动虽然略微降低了改良底泥对水中磷酸盐的吸附能力,但是却略微促进了锆改性沸石对底泥中潜在可移动态磷和生物可利用性磷的钝化.     

黄河中下游表层沉积物磷的赋存形态特征

利用淡水沉积物中磷形态的标准测试程序（SMT）,研究了黄河中下游10个沉积物样品中磷的赋存形态变化规律和分布特征,并分析了沉积物中磷的来源和释放潜力。研究结果表明,黄河中下游沉积物中总磷（TP）的含量为85.0~128.2 mg.kg-1,无机磷（IP）的含量范围在52.4~80.0 mg.kg-1,有机磷（OP）的含量范围在28.4~48.2 mg.kg-1。其中主要以无机磷的形式存在,而无机磷中以钙结合态磷为主。线性回归分析结果表明,NaOH-P的含量与活性态Fe、Al含量总和有一定的线性关系。黄河沉积物向上覆水体释放磷的潜力不大。     

广州市流花湖表层底泥磷的形态与生物可利用性

应用经改进的Psenner连续提取法对广州市流花湖表层底泥中的磷进行了连续提取和测定。结果表明,流花湖底泥中总磷含量在1.28~2.15 mg/g,流花湖总磷含量最高在L2点,最低在L3点。湖泊表层底泥总磷主要由金属氧化物结合态磷、有机磷和钙结合态磷组成,可还原态磷和弱吸附态磷仅占很少部分。不同形态磷的含量顺序是金属氧化物结合态磷NaOH-P>有机磷Org-P>钙结合态磷HCl-P>可还原态磷BD-P>弱吸附态磷NH4Cl-P。底泥中生物可利用性磷的含量达0.76~1.00 mg/g,平均含量为0.91 mg/g,占总磷的45.47%~64.71%。说明流花湖底泥的磷有较好的生物可利用性,将为水体藻类大量繁殖提供潜在的有利条件,因此在湖泊治理恢复过程中,应该采样有效的措施来控制底泥磷的内源释放。     

云南不同类型农村沟渠底泥中氮赋存形态分布

由于人为干扰强度较大,农村沟渠底泥氮形态的分布与河流、湖泊等存在较大差异,研究农村沟渠底泥氮形态的分布特征具有重要意义.本研究以云南省4种典型农村(畜禽养殖型、生态休闲型、集镇型和传统型)为对象,研究其沟渠底泥氮形态的分布特征.结果表明,全氮(TN)含量为2285.26—5713.51 mg·kg-1,空间分布呈畜禽养殖型集镇型生态休闲型传统型;各形态可转化态氮(TTN)的含量由大到小依次表现为强氧化剂可提取态氮(SOEF-N)强碱可提取态氮(WAEF-N)≈弱酸可提取态氮(SAEF-N)离子交换态氮(IEF-N);释放程度从易到难依次为IEF-NWAEF-NSAEF-NSOEF-N;除IEF-N外,各形态氮的含量最大值均出现在畜禽养殖型农村.方差分析表明,w(TN)在集合点和分散点间存在显著差异性;传统型农村的w(IEF-N)、w(WAEF-N)明显低于其余3个类型;畜禽养殖型农村的w(SAEF-N)、w(SOEF-N)明显高于其余3个类型.对农村环境氮污染风险贡献最大的是IEF-N和SOEF-N,其次为WAEF-N和SAEF-N.畜禽养殖型农村氮污染风险最高,其次是集镇型和生态休闲型,传统型最低.     

蓟运河汉沽河段中黄磷的分布与磷的形态研究

本文介绍了蓟运河汉沽河段水和底泥中黄磷的含量和分布、磷的存在形态以及各形态之间的比例。该河段黄磷污染的范围很窄,河水中黄磷含量不超过2μg/l,底泥中黄磷含量最高达117mg/kg干土;污染河段中黄磷埋藏总量约为0.3吨。河水中总磷含量比一般水体高出9—34倍;正磷酸盐浓度比一般水体高百倍以上。底泥中总磷,水溶态总磷,水溶态正磷酸盐等均比一般底泥中的含量高,尤其是水溶态总磷比一般底泥高10倍。     

镧改性膨润土对长荡湖底泥磷的释放机制

在监测常州长荡湖水样和沉积物磷形态与含量的基础上，开展了在温度、pH、溶氧度等不同环境因子背景下镧改性膨润土对底泥磷释放的抑制效果研究.通过对比监测上覆水体磷的浓度、底泥磷的形态变化，考察了镧改性膨润土对水体磷的钝化效果以及底泥磷的固定作用.结果表明，镧改性膨润土可以很好地抑制底泥释磷，抑制底泥的释放率达到了55%—75%.温度和溶氧度的变化对镧改性膨润土的抑磷率无影响，而强酸碱(pH=4、pH=10)环境相较与中性环境(pH=7)抑磷效率减少15%；沉积物中Ex-P和Fe/Al-P等活性态磷含量下降了55%—60%，而Ca-P等稳定态磷含量上升1—1.1倍，说明镧改性膨润土可以改变沉积物磷的形态，由不稳定态转化为稳定态，提高了底泥对磷的滞留能力，降低了对上覆水释放的风险.利用镧改性膨润土控制长荡湖水体磷污染具有较好的应用前景.     

稻麦轮作磷肥减施下水稻土磷素生物有效性特征

土壤磷素化学分级提取方法被广泛应用于磷素状态及特征分析,但相关提取方法缺乏土壤根际过程的表征。基于磷素的根际过程特点,采用一种磷素生物有效性(the biologically-based phosphorus,BBP)分级方法,研究太湖稻麦轮作区磷肥减施定位试验田实施7 a后麦季收获期土壤磷素生物有效性及其影响因素。结果表明:就宜兴试验田而言,稻季不施磷麦季施磷处理(PW)CaCl_2-P含量与稻麦季均施磷处理(PR+W)之间无显著差异,Citrate-P、HCl-P和Enzyme-P含量则差异显著(P0.05)。就常熟试验田而言,不同磷肥减施方式对各磷组分含量总体无显著影响,仅Pzero处理HCl-P含量与PR+W处理相比明显降低。两块试验田用BBP法提取的4种土壤磷组分含量与有效磷含量之间的决定系数(R~2)不同:宜兴有效磷主要来自Citrate-P(R~2=0.587,P0.01)、HCl-P(R~2=0.587,P0.01)和Enzyme-P(R~2=0.531,P0.01),常熟有效磷主要来自HCl-P(R~2=0.386,P0.05)和Citrate-P(R~2=0.280,P0.05)。4种磷组分含量由大到小依次为HCl-P、Citrate-P、Enzyme-P和CaCl_2-P。冗余分析结果表明,土壤pH、碱性磷酸酶(S-ALP)是影响磷组分变化的重要因素,与土壤磷组分间存在一定的正相关关系。认为该研究结果能加深对减磷条件下土壤磷素生物有效性的理解。     

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。