水体底泥中磷的吸附

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1、水体底泥中磷的吸附作者：王宇马宁史春梅王继红　　摘要水环境污染和破坏已成为当今世界上最引人注意的环境问题之一,通过对水体底泥中磷的吸附-解吸的研究进展进行概述,介绍了底泥磷在水体污染方面的作用,为底泥磷在农业面源污染及水体富营养化的研究提供理论依据。　　关键词水体底泥;磷;吸附;解吸　　abstracttheentalpollutionandthedestructionhavebeeoneofmostremarkableenvironmentproblemsintheent,theeffectsofsedimentphosphorusonent;phosp

2、horus;absorption;desorption　　　　水环境污染和破坏已成为当今世界上最引人注意的环境问题之一,水环境的好坏直接关系到人类的生存发展。.我国在经济持续高速增长的同时,带来最大的负效应就是环境污染日益严重,江河湖海等水环境质量日趋恶化,而影响这一趋势恶化的主要原因是水体富营养化。随着富营养化水体的不断增加,水体富营养化的研究和防治日益被重视,其中过量的磷输入或水体磷的高负荷是导致河流湖泊营养化污染的重要原因。近年来,人们对底泥的空间分布及其表面营养物的分布已有较多的调查和分析,但对底泥中磷在底泥-水界面的吸附-解吸特性的分析和研究较少

3、。现对底泥磷的吸附-解吸研究进展作一综述。为农业面源研究和水体富营养化的研究提供参考资料。　　1水体底泥对磷的吸附作用与富营养化的关系　　磷是最早发现的作物必需的营养元素之一,它不仅是植物体内许多重要化合物的组分,而且还以多种途径参与植物体内的各种代谢过程,在人类赖以生存的生态系统中起着不可替代的作用[1]。磷也是控制水体富营养化的主要营养盐之一,对于某些水体,尽管采取了各种措施并杜绝了外源磷的输入,但水体富营养化并未得到有效控制,可归因于水体底泥中磷等营养元素的释放[2-4]。　　磷作为沉积物的宿体,是水体的重要营养源之一,其内源污染对水环境质量的影响不

4、容忽视。沉积物,也称底泥或底质,是来自各种途径的营养物,即各种自然过程和人类经济活动的产物,在一般的静水水体中,污染物质被水体中颗粒物吸附、络合、絮凝、沉降,从而进入沉积物。从一定意义上来说,沉积物通过接纳了大量的污染物而缓解了水体富营养化的进程,是污染汇而非污染源,但富营养化湖泊沉积物有很高的容量暂时吸附水中的磷,然后将其释放出来[5-6]。沉积物一般含丰富的营养物质和大量的腐败性有机质。由于湖泊沉积物粒度的差异,比表面积不同,表面电荷的性质也不一样,对磷的吸收与释放表现较大不同。研究表明,沉积物中的磷循环在很大程度上影响着水体富营养化的进程。土壤和沉积

5、物能通过交换吸附作用从环境中富集包括磷在内的多种微量元素及其他有毒有机物,对天然水体起到一定的净化作用,是一种极好的清洁剂[7-9]。　　2水体底泥中磷吸附-解吸机理的研究进展　　天然含水介质中都不同程度地含有一些胶体物质,由于胶体有非常大的比表面积,污染物对胶体比对固相基质表面显示出更高的亲和性。底泥中的胶散复合体,对底泥中物质的迁移和积累具有重要作用[10]。土壤和含水层中的胶体不但能像固相基质那样吸附污染物,而且还以类似于水相的速率运移[11]。因此,胶体作为污染物的载体,可以大大地影响污染物运移的净速率。胶体不仅是底泥的重要物质基础,也是重金属或有

6、机有毒污染物过滤器,而且它的存在对于物质的迁移和积累具有重要作用[12]。胶体是形成良好底泥的重要机制,有机物质对良好底泥的形成和稳定起着重要作用。胶体的形成是稳定性团聚体和底泥形成的重要机制和物质基础。底泥的形成必须借助胶结物质,才能使分散的土粒通过凝聚作用粘结形成团聚体,微团聚体组成是评价底泥水平的综合指标。这种团聚体的稳定性及其在底泥中的作用,与胶结物质组成、性质、阳离子种类及团聚过程中的土粒排列方式有密切关系。由于土壤不同,肥瘦和好坏不一,胶体的数量、程度、方式和状态也各异[13-15]。　　目前,国内外学者已对磷释放机理开展了大量的研究,如温度、

7、溶解氧、ph值、水动力学的扰动以及底泥覆盖对磷释放的影响[16]。尹涛等通过对大镜山水库底泥磷释放模拟研究发现底泥上覆水的氧化还原电位和ph值是影响底泥磷释放的重要影响因子[17]。berg等考察了方解石覆盖技术控制底泥磷释放的效果,结果表明1cm厚的方解石覆盖层2~3个月内可以减少80%的底泥磷释放通量[18]。林建伟等研究发现天然沸石和方解石复合覆盖技术能有效抑制底泥磷的释放[19]。　　olila等[20]认为,底泥对磷的吸附过程包括底泥中有机质、黏土、铁铝氧化物、碳酸钙等矿物颗粒对磷酸根的专性吸附以及微生物通过吸收同化而产生的生物固定;torren

8、t等[21-22]认为其吸附速度可以langmuir或freund