淡水和海水环境下沉积物磷形态分布特征研究

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1、淡水和海水环境下沉积物磷形态分布特征研究摘要模拟在不同深度淡水和海水环境下沉积物中各形态磷分布特征，试验结果表明，淡水、海水环境下pH值在沉积物中出现分层现象，pH值呈现垂直方向逐渐下降趋势，范围在6.02〜7.30之间，在相同深度上，淡水比海水环境下的沉积物pH值要大；1m淡水比2m淡水环境下沉积物pH值要大，2〜10cm之间1m海水比2m海水环境下沉积物pH值要大，沉积物中各形态磷含量排序为HCl-P>BD-P>NaOH-P>Res-P>NH4Cl-Po关键词淡水；海水；沉积物；磷形态；分布特征中图分类号X832文献标识码A文章编号1007-5739(

2、2014)03-0239-01水质富营养化是现代工业化国家水污染的突出问题，也是发展中国家面临一个重要的环境问题［1］。造成水体富营养化的污染来源可分为外源和内源，研究表明，在外源输入逐步得到控制的情况下，沉积物对上覆水释放的氮、磷将成为湖泊水质恶化和富营养化的重要原因［2-3］o磷和氮，特别是磷控制着湖泊藻类的增殖，是藻类生长的主要限制因素，其含量直接影响湖泊富营养化的进程［1,4］。沉积物中的磷以多种化学形态存在，其释放性及生物可利用性有较大差异［5］。研究沉积物的主要性质和磷的不同赋存形态是探讨磷在沉积物一水界面迁移转化规律的基础，对控制富营养化问题

3、具有重要意义［6］。1材料与方法1.1试验材料本试验中受试海水取自中国近海，淡水和沉积物取自三峡库区香溪河支流回水区。模型采用2根高度为1m和2根高度为2m、直径为16cm的有机玻璃管，管底封闭，玻璃管外壁贴1层黑色遮光膜。沉积物混合均匀后置于实验模型内，1m淡水和1m海水模型中沉积物厚度为12cm,水深为70cm,2m淡水和2m海水模型中沉积物厚度为20cm,水深为160cm。1.2试验方法本次模拟实验过程中采用Orion便携式多参数仪测定水体pH值、Eh、DO等，通过每天早、晚各1次对模型内水体的pH值、Eh、DO等指标进行监测至指标保持稳后停止监测,

4、监测于2012年4月15日开始，截止时间为2013年4月22日。监测结束后无扰动取出模型内沉积物并以2cm厚分层,采用Christophoridis和Fytianos［7］改进后的方法分步提取沉积物中磷形态的含量。2结果与分析2.1沉积物pH值垂直方向变化pH值是湖泊水库水体水质的一个重要指标，影响着磷与沉积物之间的吸附和离子交换过程［8］。试验结果表明，lm淡水环境下沉积物pH值相对较高，最大值为7.3,在表层0〜2cm,最小值为6.74,在8〜10cm；lm海水环境下沉积物pH值在6.32〜6.47,随深度增加变化幅度不是很明显；2m淡水环境下沉积物p

5、H值在6.60〜6.86,随深度增加变化幅度减缓；2m海水环境下沉积物pH值相对较小，最大值为6.61,最小值为6.02o2.2沉积物中磷形态沿垂向变化沉积物中NH4C1-P表示沉积物中的弱吸附态磷。试验结果表明，NH4C1-P含量范围为0.49〜1.92mg/kgo在垂向上,1m淡水和海水环境下NH4C1-P含量总体上随深度增加逐渐增大，2m淡水和海水环境下NH4C1-P含量都呈现波形变化且变化趋势一致，在2〜4、6〜8、12〜14cm处分别出现峰值。沉积物中BD-P表示氧化还原敏感性磷。试验结果表明，BD-P含量范围在18.5〜27.5mg/kgo在1

6、m淡水和1m海水环境下BD-P含量总体上随深度增加先减小后增大，2m淡水环境下BD-P含量在0〜4cm减小，4〜10cm增大，10〜16cm又逐渐减小，2m海水与2m淡水环境下BD-P含量变化趋势则刚好相反，但含量较1m海水与1m淡水环境下BD-P含量。沉积物中NaOH-P是可被碱性溶液溶解的无机磷。试验结果表明，NaOH-P含量范围在28〜33mg/kgo1、2m淡水和2m海水环境下沉积物中NaOH-P含量沿垂向上先减小后增大，且0〜2cm层含量最高，分别为22、33、29mg/kg,且BD-P与NaOH-P含量相近。沉积物中HC1-P表示的是钙结合态磷

7、。试验结果表明，HC1-P含量范围为72〜107mg/kgo1m淡水环境下HC1-P含量在垂向上先增加后减小，最小值出现在表层，为94mg/kg,而1m海水环境下HC1-P含量在2〜10cm变化趋势与之相反;2m淡水环境下HC1-P含量变化与2m淡水环境下NH4C1-P含量变化一致，在0〜2、6〜8、14〜16cm处出现谷值，而2m海水环境下HC1-P含量变化趋势与之刚好相反。Res-P是指残渣态磷。试验结果表明Res-P含量范11〜23mg/kgo1>2m淡水环境下Res-P含量在0〜4cm逐渐降低，之后逐渐增加；1m海水环境下Res-P含量在0〜8cm

8、呈上升趋势，8〜10cm降低，2m海水环境下Res-P含量则总体出