玄武湖沉积物磷形态的垂向变化和生物有效性

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1、http://www.paper.edu.cn玄武湖沉积物磷形态的垂向变化和生物有效性彭杜，刘凌，胡进宝河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室，南京（210098）E-mail：pengdu8301@yahoo.com.cn摘要：采用不同的化学提取法，分析了玄武湖西北湖区柱状沉积物中各形态磷、生物可利用磷(BAP)的垂向变化，并探讨了各层沉积物磷的生物有效性。结果表明，柱状沉积物中总磷以无机磷为主，无机磷以铁磷和钙磷为主，BAP占总磷20％～52.6％，玄武湖底泥的磷有较好的生物可利用性。不同地点沉积物各种磷形态和BAP的垂向变化有较大的差异。1号

2、采样点的总磷、无机磷、铁磷和BAP在20cm以上深度含量高，往下逐渐减小，说明表层20cm释磷潜力较大；2号采样点的总磷和无机磷含量随深度增加先减小，20cm以下逐渐增加，BAP和铁磷随深度增加呈上升趋势，说明2点深层具有较大的释磷潜力。钙磷和闭蓄态磷随深度增加而降低。铁磷与BAP相关性较好，这部分磷具有较大的潜在释放风险，可能成为水体营养物质的重要来源。关键词：玄武湖，磷形态，生物有效性，垂向变化1概述2南京玄武湖属于天然小型浅水湖泊，位于南京老城区东北部。湖泊面积3.72km，平均2水深1.14m，最大水深为2.0m，汇水面积为32.78km，汇水主要

3、来自紫金山北麓雨水和流域内工业废水和生活污水，污染较严重。近年来南京市政府采取了一些截污清淤措施，但水质状况仍未得到明显改善。湖泊沉积物是湖泊营养物质的重要蓄积库，被吸附在沉积物中的污染物质能通过解吸、溶解、生物分解等作用再次返回水体，形成湖泊营养盐的内源负荷，从而形成二次污染，内源释放是湖泊富营养化的重要来源。[1]沉积物磷的释放被认为是许多湖泊富营养化发生的重要因素。为了揭示沉积物磷的形态转化及迁移过程，首先需要明确磷在沉积物中的赋存形态。研究表明，用总磷来评价沉积物中磷释放对水体富营养化的贡献有一定局限性，在磷形态的基础上能够更有效地预测磷潜[2]在

4、的生态威胁。沉积物不同形态磷的生物有效性不同，对水体富营养化过程的影响也不同，磷的总量分析不足以反映其生物有效性。因此研究沉积物中各种磷形态及其生物有效性对认识湖泊富营养化进程和富营养化湖泊的治理有重要意义。[3-6]本文采用不同的化学提取法对玄武湖西北湖区柱状沉积物中各种形态磷和生物可利用磷的垂向变化进行分析，探讨各层沉积物磷的潜在释放能力，为玄武湖底泥疏浚和富营养化的治理提供了重要依据。2材料与方法2.1样品的采集处理2007年5月采用GPS定位在玄武湖的西北湖区选取两个采样点，1、2号采样点的经纬度分别为（32°4′28.8″N，118°47′4.1

5、″E）和（32°4′47.3″N，118°46′55.9″E）。用内径7.4cm高50cm装有有机玻璃管的柱状采样器采集40cm湖泊底泥样品。样品采集后将上覆水顶出，现场按5cm分层，装入洁净的密封聚乙烯袋，排去袋中的空气，避光密封保存。室内阴凉处风干混匀，去除枝叶、石块等杂质后过100目筛，备用。本课题得到教育部博士点基金项目（20060294001）-1-http://www.paper.edu.cn2.2分析测定方法[3]按照金相灿等提出的分级提取法，将沉积物无机磷分为水溶性磷（WSP）、铝磷(Al-P)、铁磷(Fe-P)、钙磷(Ca-P)和闭蓄态磷

6、(Obs-P)，用钼锑抗分光光度法测定磷的含量。沉积物总[3][4-5]磷采用高氯酸－硫酸消化法，总无机磷采用Ruban等发展的SMT方法，有机磷简化为总磷和总无机磷之差。生物可利用性磷按照文献[6]中的实验方法，直接采用化学提取剂进行提取，提取剂采用的是NaOH(0.1mol/L)与NaCl(1.0mol/L)混合提取剂。3实验结果及分析3.1总磷、无机磷含量的垂向分布特征1、2号采样点总磷和无机磷含量垂向分布如图1所示。玄武湖沉积物总磷含量垂向变化为611mg/kg～1123mg/kg，与底泥中磷含量较高的湖泊相比，如安徽巢湖底泥中总磷含量[7][8]

7、为453mg/kg～559mg/kg，福建西湖底泥总磷的含量为750mg/kg～900mg/kg，玄武湖沉积物中磷的含量已处于较高水平，属于污染较重的湖泊。磷的形态分为无机磷和有机磷，玄武湖底泥中总磷以无机磷为主，无机磷含量为404mg/kg～949mg/kg，约占总磷的66.2％～87.8％。1号采样点总磷和无机磷垂向平均含量分别为901mg/kg和700.1mg/kg。20cm以上总磷和无机磷含量均高于深层，20cm以下含量逐渐减少。表层总磷含量高，说明底泥可能存在着较大的释放风险。磷的这种表层富积现象可能与近年来大量含磷物质的输入累积于沉积物中有关，

8、且1号采样点处游船旅游活动日益频繁，由此带来的外源性入湖污染也增强