骆马湖泥-水界面磷铁硫原位同步变化特征

利用薄膜梯度扩散（DGT）原位采样装置获取了骆马湖全湖8个典型湖区泥-水界面（SWI）活性磷（P）、铁（Fe）、硫（S）垂向分布信息，据此定量估算三者交换通量.结果表明，骆马湖沉积物剖面P、Fe、S浓度范围分别为0~2.05，0~11.10和0.01~0.63mg/L，并在微小尺度呈高度空间异质性.在水平方向上活性P、Fe主要表现为西北湖区高于东南湖区，而活性S则未表现出明显的分布规律；就垂直剖面而言，活性P、Fe、S自界面向下呈升高趋势，并在60mm深度内出现峰值，且活性P和Fe剖面呈明显的同步变化特征；活性P、Fe在多数点位具有显著的正相关性（r>0.65，P<0.01），且各采样点沉积物中的总铁与总磷比值[w（∑Fe）/w（∑P）]均高于15，这表明Fe的地球化学循环过程对于骆马湖内源磷释放起重要控制作用；8个采样点样品中活性P、Fe、S交换通量分别为0.066~0.698，1.671~5.592和0.007~0.071mg/（m²·d），表明P、Fe、S由沉积物向水体释放.西北湖区表现出较高的P通量和活性P浓度，这可能会增加南水北调过程中水质污染的风险，应予以重视.以上结果支持了P、Fe耦合释放机制，明确了骆马湖SWI的活性P、Fe、S迁移特征.     

太湖金墅湾水源保护区陆域水质特征

水源保护区陆域良好的水质是供水安全的重要保证。为探讨太湖地区水源保护区陆域水质现状及陆域污染对水源地取水口水质的影响,以太湖金墅湾水源保护区为研究对象,对陆域河流、入湖河口及邻近湖区进行了系统的调查。结果表明：陆域水质氮含量超过国家Ⅳ类水标准,污染程度高于湖区,其中以硝态氮为主的农业非点源污染对水源地水质构成较大威胁;磷含量维持在Ⅲ类水质,污染程度较小。保护区河流污染受季节性变化影响显著,且存在明显的空间差异。     

巢湖沉积物有效态磷与硫的DGT原位同步分析研究

沉积物有效态磷(P)与硫(S)的含量分布是影响湖泊营养元素循环和水体富营养化的重要因子.本文利用Zr O-Ag I薄膜梯度扩散技术(Zr O-Ag I DGT)原位同步获取了南淝河-巢湖沉积物中有效态P和S的高分辨分布信息.结果发现:绝大部分沉积物有效P和S自界面向下呈急剧升高趋势,并在50 mm深度内出现峰值;河道内沉积物有效P和S的含量高于湖体,且P在界面的表观释放通量明显高于湖体,表明河道沉积物是湖体P的输入源.部分采样点出现有效P与S同步变化的现象,两者具有显著相关性,证实沉积物内部P和S存在同步释放的规律.     

一种大批量测定沉积物微量间隙水样品中溶解态磷和铁含量的方法

利用384微孔板微量比色分析方法,建立了一种大批量分析微量溶液样品中溶解态反应磷(DRP)和溶解态铁(Ⅱ)含量的方法,确定了方法的最佳参数和条件.利用Epoch微孔板分光光度计,对溶液中磷和铁分别采用磷钼蓝和邻菲啰啉比色法进行分析,所需溶液样品体积(稀释后)为20~50μL,磷和铁的检出限分别为0.006 mg·L-1和0.010 mg·L-1,精密度控制在5%以内.在此基础上,采用高分辨间隙水扩散平衡装置(HR-Peeper,垂向分辨率2 mm)获取了太湖沉积物间隙水样品,利用本方法同步分析了微量间隙水样品中DRP和溶解态铁(Ⅱ)的含量,发现两者含量同步升高的现象.     

沉积物参与下氮磷脉冲式输入对太湖水体营养盐浓度和藻类生长的影响

湖泊沉积物既是氮磷等营养物质的储存库,也是水体营养盐的二次污染源,可以缓冲水体氮磷浓度变化,进而影响水体营养盐的生物可利用性和藻类生长.本文以太湖梅梁湾为研究对象,通过模拟实验研究沉积物参与下外源氮磷脉冲式输入对水体营养盐浓度和藻类生长的影响,并阐明氮磷在沉积物、水和藻类间的迁移转化及再分配过程.结果表明,当以0.30 mg·(L·d)~(-1)的速率脉冲式输入氮时,实验组(有沉积物)水体氮浓度远低于相应的对照组(无沉积物),沉积物参与下水体氮约以0.144～0.156 mg·(L·d)~(-1)的速率脱除,根据单位面积估算水体脱氮速率约为40.793～44.193 mg·(m~2·d)~(-1),脱氮量约占外源氮的48%～52%;而相应对照组水体约以0.021～0.039 mg·(L·d)~(-1)的速率脱氮,脱氮量仅占外源氮的7%～13%,可见沉积物-水界面作为浅水湖泊反硝化等脱氮过程的主要场所,对减轻湖泊氮负荷具有重要贡献.当以0.015 mg·(L·d)~(-1)的速率脉冲式输入磷时,沉积物表现出明显的"汇"效应,约52%～58%外源磷以2.210～2.422 mg·(m~2·d)~(-1)的速率汇入沉积物,其余约23%～26%外源磷被藻类吸收,约20%～22%则以溶解态存在水体,可见沉积物的参与能有效地缓冲水体磷浓度对外源磷的响应.无外源输入时,沉积物充当磷源,以约0.310～0.468 mg·(m~2·d)~(-1)的速率释放磷供给藻类生长.薄膜梯度扩散技术(ZrO-Chelex DGT)原位高分辨分析显示,沉积物间隙水中有效态磷浓度远高于上覆水,并与二价铁显著相关,表明受铁结合态磷的影响,沉积物-水界面氧化还原状况发生改变会造成内源磷的大量释放.总的说来,在外源得到有效控制时,沉积物中的磷可以缓慢释放进入上覆水中并供给藻类生长,延滞水体对外源控制的响应.因此,在湖泊蓝藻水华治理时,氮磷协调治理可以起到更快的治理效果.     

沉积物间隙水溶解态磷和铁（Ⅱ）高分辨同步分析方法的研究

沉积物具有高度的空间异质性,尤其在沉积物-水界面附近的微环境中,溶质在微小尺度上可能存在强烈的浓度梯度分布,需要借助高分辨的获取技术才能表征。本研究发展了一种沉积物微界面溶解态反应性磷（Dissolved Reactive Phosphorus,DRP）和溶解态铁（Ⅱ）的同步分析方法。利用分辨率为4 mm、平衡时间仅为2 d的微型间隙水平衡装置（Peeper装置）获取微量间隙水（～100μL·样品-1）,采用384微孔板微量比色法分别测定同一间隙水样品中的DRP和溶解态铁（Ⅱ）的质量浓度,单一指标所消耗的间隙水体积由5 mL减少到仅～40μL,检出限分别为0.009和0.017 mg·L-1,精密度为1%～7%,均与常规方法相近。将该分析方法应用到太湖两个湖区的沉积物中,同步获得的微界面溶解态磷和铁（Ⅱ）的分布较好地反映了两者的关系。