太湖表层沉积物中多磷酸盐检出的环境意义.doc

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1、太湖表层沉积物中多磷酸盐检出的环境意义李军1,周志华1,朱兆洲2,陈孝军3,王仕禄1,汪福顺4I.中国科学院地球化学研究所〃环境地球化学国家重点实验室，贵州贵阳550002；2.天津师范大学城市与环境科学学院，天津300387；3.天津市引滦工程于桥水库管理处，天津301900；4.上海大学环境与化学工程学院，上海200072摘要：在氮限制型富营养化湖泊中，沉积多磷酸盐（Poly-P）可以用来示踪营养盐磁的输入和湖泊的富营养化过程。太湖是一个典型的磷限制型富营养化湖泊，通过对太湖表层沉积物中总有机碳（TOC总氮（TN总磷（TP氢氧化钠可提取磷（NaOH-P）以及Poly-P的提取分析，初

2、步探讨了太湖营养盐磷输入的历史记录，并揭示了该湖Poly-P的主要来源和保存机制。太湖Poly-P的质量浓度较低，变化范围为0.004〜0.065mg-g'oNaOH-P占TP组成的22%,是太湖沉积物总磷的主要组成部分之一。结果显示，在湖泊水体藻类生物量较大和NaOH-P是沉积物TP重要组成部分的磷限制型湖泊中，Poly-P也是沉积物磷汇组成的一个重要部分，同时还是一个可以反映由人为磷输入增大导致湖泊富营养化程度加剧的敏感指标。关键词：总磷；多磷酸盐；氢氧化钠可提取磷；富营养化；太湖中图分类号:XI31.2文献标识码：A文章编号：1672-2175（2007）03-0719-06二是多盐（P

3、oly・P）,指的是作为能量储备被生传统观点认为，湖泊藻类的生产力与水体总磷（TP）的质量浓度具有直接的联系。这种建立在经验基础之上的假设对TP形态的关注明显不够，而对水体中不同形态磷的区分是建立藻类生产力和磷质量浓度关系的基础⑴。水体中可被生物所利用的磷主要可分为两类：一是溶解性活性磷（SRP）,指的是水体中还未被生物所吸收的那部分无机磷；物所吸收，而储存于细胞中并不真正增加生物量的那部分无机磷⑴。在有氧条件下，藻类和细菌可以吸收过多的磷，以Poly-P形式储存起来；而在厌氧条件下，獄和细菌可以以这些Poly-P为营养和能量进行新陈代谢作用〔2可。随着生物的死亡沉降，没被释放的Poly-P便

4、被保存到沉积物中去了。最近的研究显示，在富营养化湖泊中，水土界面氧化还原条件的变化是控制Poly・P释放的主要因素，而厌氧条件下Poly-P的降解释放可能是湖泊底泥磽释放的重要机制之一句。然而也有研究显示,Poly-P的强碱（NaOH）提取法可能因有机磷（Porg钙结合态磷（Ca-P）及铁结合态磷（Fe-P）的大量水解而受到干扰⑹。另外，有关Poly-P存在的化学证据似乎也比较缺乏回。本文以超纯水为提取剂，对太湖表层沉积物中的Poly-P进行了分级提取⑺，并初步探讨了太湖沉积物中Poly-P的主要来源和保存机制。1材料与方法1.1样品采集太湖位于长江中下游，面积约235（）km2，平均水深1

5、.9m,是一个典型的浅水湖泊。太湖的富营养化形势十分严峻，营养盐的内源释放已经引起了人们广泛的关注［8-10,o2004年7月，利用中科院南京湖泊与地理所自行研制的柱状采样器，对太湖梅貉（T2）和竺山湾（T3）的沉积柱样进行采集（见图1柱样的垂直深度约25cm,现场以1cm间隔分样，样品置于经酸和水浸洗过的离心管中密闭低温保存（4°Cb同时，对采样点水柱、界面水及界面沉积物（界面土）的溶解氧（DO）和氧化还原电位（Eh）进行了现场测定，测定结果见表lo图I采样点位置图Fig.1Mapof(hesamplingsites表1T2、T3点的基本理化性质Table1Physicalandchemi

6、calpropertiesofT2andT3sitesT2点P(DO)/(mg-L4)V(Eh)/mVT3点"(DO)/(mgL1)U(Eh)/mV0m9」495Oni11.411350.5in8.701200.5m9.81232m7.301082m7.52146界面水未检测97界面水未检测133界面土未检测-129界面土未检测-133表2Poly-P及NaOH-P的提取方法Table2MethodsfortheextractionofPoly-P,andNaOH-P形态试剂提取方法水溶性磷18MQ超纯水1.0g沉积物+50ml超纯水，25°C平衡20h（离心弃去）Poly-P18MQ超纯水接

7、上步+50ml超纯水,1001：消解0・5hNaOH-P0」mol-L1NaOH溶液0.5g沉积物+50ml0」mol・L'NaOH溶液，25C平衡17hh(TOC)/%吐TN)/%图2T2和T3点表层沉积物TOC、TN及C/N原子比的垂直变化Fig.2VerticalvariationsofTOC,TN,andC/NatomicratiosinsurficialsedimentsC/N原子比1.