惠州西湖沉积物营养盐的释放

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1、李传红等：惠州西湖沉积物营养盐的释放541惠州西湖沉积物营养盐的释放李传红1,2，谭镇2，刘正文1,3*，王建军3，朱广伟3，张修峰11.暨南大学水生生物研究所，广东广州510632；2.惠州市环境科学研究所，广东惠州516001；3.中国科学院南京地理与湖泊研究所，江苏南京210018摘要：惠州西湖为典型的南亚热带城市浅水湖泊，位于惠州市中心区域，近年来已采取了截留城市污水、引清水等治理措施，但西湖水体仍处于富营养化状态。以惠州西湖沉积物为研究对象，采用实验室原状泥柱静态培养法对惠州西湖各子湖

2、沉积物氨氮和反应磷的释放通量进行了研究。结果表明，惠州西湖沉积物中氨氮(NH4+-N)释放通量为-31.64~69.73mg·m-2·d-1，不同湖区释放通量差异较大，总体上沉积物为水中氨氮的源；各湖区沉积物中的反应磷(PO43-P)的平均释放通量为-6.42~-0.80mg·m-2·d-1，惠州西湖沉积物为水中磷的汇。研究结果可为惠州西湖水质管理和生态修复提供科学依据。关键词：沉积物；释放通量；氨氮；磷；惠州西湖中图分类号：X524文献标识码：A文章编号：1672-2175（2008）02-0

3、537-05李传红等：惠州西湖沉积物营养盐的释放541沉积物-水界面间的营养盐交换对湖泊水体的富营养化状态具有重要的影响，沉积物被认为是湖泊内源负荷的重要源或汇[1]，是富营养化过程研究的重点。沉积物营养盐释放通量可以采用水下原位模拟法[2,3]、实验室原状泥柱静态培养法[4,5]、间隙水浓度梯度估算[1,6]等方法进行研究，其中实验室原状泥柱静态培养法由于操作简单方便，采集的柱样不破坏沉积物原有结构，基本保持沉积物垂向分层特征，实验结果较为准确，因此比较常用[1]。惠州西湖属南亚热带城市浅水型

4、湖泊，位于广东省惠州市中心区，由南湖、丰湖、平湖、鳄湖和菱湖5个子湖组成，湖面总面积1.48km2，湖水平均深度1.6m左右。近年来，曾采取过环湖截污、引水等治理措施，但水体仍处于富营养状态[7]，因此，内源污染成为水体营养盐的主要来源之一，而此前有关西湖沉积物内源污染问题仅有沉积物中营养盐含量的初步研究[8]。对此，本文采用实验室原状泥柱静态培养法，测定了惠州西湖沉积物-水界面间氮、磷的扩散通量，旨在为西湖乃至其他城市湖泊的科学综合治理和生态恢复提供理论参考。1材料和方法图1采样点分布Fig.

5、1Distributionplotofsamples采样时间为2004年8月，在5个子湖区中心区域（见图1），用装有φ65mm×600mm有机玻璃管的柱状采样器采集泥柱样（每点采3个平行样，共15个样品，沉积物高度为15~20cm）灌满上覆水，下端用橡皮塞塞紧，带回实验室内泥柱垂直放置，室内保持恒温25℃，吸出上覆水，注意不扰动沉积物。将同步采集的相应点的上覆水样过滤后，放回到柱子中，各管水面距离沉积物面高度一致（25cm）。多余的水样保存，每次取样后可补充到柱子中。测定补充水及柱子中上覆水中氨

6、氮和反应磷的含量，为初始质量浓度。在开始培养后6、12、24、36、48、72h的时候采集每个柱中水样进行分析，并用剩余的水样补充取出的体积。模拟试验两次取样间的营养盐释放通量计算公式如下：式中，FN，P表示氨氮或反应磷的释放通量(mg·m-2·d-1)；Ci表示第i次采样时水体氨氮或反应磷的质量浓度(mg·L-1)；V表示上覆水体积(L)；Ci-1李传红等：惠州西湖沉积物营养盐的释放541表示前一次采样时水体氨氮或反应磷的质量浓度(mg·L-1)；V0表示采样及补充水的体积(L)；C0表示补充

7、水中氨氮或反应磷的质量浓度(mg·L-1)；A为沉积物的表面积(m2)；t为本次采样与前次采样间的时间间隔(d)。参考国家标准分析方法，用钼锑抗显色、分光光度法测定所取水样中的反应磷的含量，纳氏比色法测定水样中的氨氮。有关沉积物的基本物理化学特征参见文献[8]。考虑到原状泥柱静态释放试验时间越长，离原来湖底环境的偏差就越大，本试验共培养72h，大致反映培养柱内营养盐质量浓度的变化情况。2结果通常所说的湖泊沉积物释放是指沉积物在静态条件下物质在沉积物-水界面通过浓度梯度产生的浓度势而发生的界面迁移

8、现象[9]。一般情况下，氮、磷释放首先进入沉积物的间隙水中，再进一步从间隙扩散到水土界面与上覆水体中。2.1氨氮释放通量研究认为浮游植物对氨氮的利用优于亚硝氮和硝态氮[10]。由图2可以看出，各样点氨氮释放速率变化趋势比较相似，沉积物培养初期，氨氮释放量比较高，原因可能是在原柱样静态释放试验中应该保持静止状态的沉积物由于搬运，上覆水的复加，间隙水和上覆水中营养盐含量梯度难以保持，沉积物-水界面并不稳定，沉积物难免受到轻微扰动，使间隙水中的氨氮大量释放出来，营养盐质量浓度变化极不稳定，随着实验时间