普者黑河流-湖泊湿地表层沉积物磷素时空分布及影响因素

应用四步连续提取法和冗余分析(RDA),对总磷(TP)时空分布及各形态磷的环境影响因素进行深入探讨。结果表明:河流和湖泊湿地表层沉积物TP含量分别为415～1903、244～2474 mg·kg~(-1),均为中度污染水平,响水河与中段湖区为高含磷区域,枯水期TP含量较丰水期和平水期要高;两类湿地表层沉积物中各形态磷含量排序为:铁铝氧化态磷(NaOH-rP)难溶性磷(Res-P)有机质结合态磷(NaOH-nrP)可还原态磷(BD-P)钙磷(HCl-P)弱吸附态磷(NH4Cl-P)。其中,NaOH-rP、Res-P两者之和占TP比例达55.4%,而HCl-P、NH4Cl-P占TP均不足3%,潜在环境风险较高;从影响因素来看,NH4Cl-P受环境因子影响较大,BD-P、NaOH-rP与pH为负相关关系,与氧化还原电位(OPR)为正相关,总有机碳(TOC)的附着作用对NaOH-nrP的固定产生很大干扰,HCl-P与pH负相关,Res-P则相对稳定。     

底泥再悬浮条件下pH值对磷的形态及其生物有效性的影响

采用现场采样及室内分析方法,研究了底泥再悬浮条件下,不同pH值对磷的赋存形态以及生物有效磷(BAP)的影响.结果表明,底泥再悬浮会促进上覆水中的磷向底泥迁移,而这种促进作用随着pH值的增加逐渐减弱.在底泥再悬浮条件下,pH值对不同形态磷的数量分布有明显影响:BD-P、NH4Cl-P含量随着pH值升高而增加,而Al-P、NaOH-nrP和Ca-P含量则在不同pH值条件下均有所增加,pH较低时,Al-P、Ca-P增加量较大.与原底泥相比,pH<8时,潜在活性磷(PMP)含量以及PMP/TP均显著降低,而pH较高时,则显著增加,由此推测,pH<8时,底泥再悬浮促进了易释放态磷向难释放态磷转化;pH<8时,碳酸氢钠可提取磷(Olsen-P)含量减少,而pH较高时,Olsen-P含量大幅度增加;不同pH条件下,藻类可利用磷(AAP)生成量均显著增加,但随着pH值升高,AAP生成量逐渐减少.线性相关分析表明,AAP与PMP、TP呈显著的负相关关系.     

亚热带深水库沉积物-水界面磷释放受控因子的研究

山仔水库是福建省福州市160万人口的第二饮用水源地,沉积物磷的释放影响着水库的水质.采用SMT法分析了山仔水库表层沉积物总磷含量在641.5～982.7 kg·kg-1之间,铁,铝结合态磷和有机磷是沉积物磷的主要赋存形态,占总磷含量的70%～85%左右.采用正交实验,探讨了山仔水库3个不同断面沉积物-水界面磷释放的受控因素.结果表明,pH值对磷释放速率的影响最大,其次是溶解氧多少和温度的高低.碱性条件下沉积物释放磷强度大,厌氧条件下有利于沉积物中磷的释放,随着温度的升高,沉积物中磷的释放强度随之增大.从空间上看,各断面磷释放速率的差异不明显.本研究可为该水库内源污染的防治提供参考.     

滇池沉积物磷的释放以及不同形态磷的贡献

在实验室控制条件下，以滇池表层新鲜沉积物为材料，研究了水体溶解氧、pH值对沉积物磷释放的影响以及沉积物不同形态磷对释放的贡献。结果表明，随着水体pH值的升高，沉积物的释磷量明显增加，湖水碱性条件下的释放量是中性条件的几百倍。与好氧条件相比，厌氧状态促进沉积物中磷的释放。可还原态磷是厌氧条件下磷释放的主要形态，碱性条件下金属氧化物结合态磷对沉积物磷释放的贡献很大。滇池北部沉积物磷以金属氧化物结合态磷、有机磷形式为主，钙结合态磷次之，可还原态和弱吸附态磷含量很少。不同形态磷在沉积物剖面总的变化规律为表层含量大于底层。     

不同浓度砷沉积物对吸附磷的影响

[目的]本文旨在探究不同浓度砷沉积物对磷的吸附差异。[方法]采用5和50 mg·L~(-1)砷溶液分别处理30和60 d,分别记为A_0(原土样)、A_(5-30)、A_(50-30)、A_(5-60)和A_(50-60)。以不同浓度砷处理沉积物为研究对象,通过添加0、1、5、10、20和40 mg·L~(-1)磷(K_2HPO_4,以P计)的室内模拟试验,探究磷在不同浓度砷沉积物上的吸附特征。[结果]不同浓度砷处理的沉积物中各种形态磷和砷的含量有不同程度变化,磷酸二钙(Ca_2-P)含量增加4.1～10.4 mg·L~(-1),磷酸八钙(Ca_8-P)含量增加6.6～14.4 mg·L~(-1),磷酸铝盐(Al-P)和磷酸铁盐(Fe-P)含量呈下降趋势,活性态砷(弱酸提取态砷、可还原态砷和可氧化态砷)占总砷的比例为2.52%～26.37%,残渣态砷占总砷的比例为71.14%～79.68%。随砷处理浓度增加,沉积物中非活性态磷向活性态磷转化,活性态砷向残渣态砷转化。沉积物对磷的吸附能力与沉积物中砷的浓度相关性较强,沉积物中砷浓度越高吸附磷的能力越差,沉积物对磷的截留能力减弱。随上覆水磷浓度的升高,不同处理沉积物砷的释放量均呈上升趋势。上覆水磷质量浓度为40 mg·L~(-1)时,沉积物砷的释放量为0.056 mg·L~(-1),超过地表水质量环境标准Ⅲ类水标准值。[结论]不同浓度砷处理能改变沉积物中砷和磷的总量及各形态的含量,活性态砷含量越高的沉积物对磷的吸附能力越强。     

环境因子对南四湖沉积物中磷释放的影响

以南四湖采样点4(韩庄运河)为研究对象,分析了环境因子(FeCl3、pH、温度)对沉积物内源磷释放特征的影响及原因。结果表明,铁盐加入的上覆水体总磷释放初始增幅较大,尔后呈下降的趋势;在设定的pH内(5.5,7.0,8.0),随着pH的升高而沉积物内源磷释放量增加;温度对内源磷的释放也有影响,当环境温度较低时,沉积物向上覆水体中释磷量比较小,随着环境温度的不断升高,沉积物释磷量显著增加。     

pH对红枫湖表层沉积物吸附与释放磷的影响

为给进一步治理红枫湖提供参考资料,对沉积物中磷在大范围pH(2～12)下的吸附与释放特性进行了模拟试验.结果表明:红枫湖沉积物可溶性磷的存在形态包括有机磷、无机磷、铝/铁磷和钙磷等,铝/铁磷和钙磷为主要形态.红枫湖沉积物对磷的理论吸附量较大,说明,在上覆水含磷浓度较高的情况下,沉积物仍能吸附大量的磷污染物,在红枫湖水污染较轻的情况下,沉积物中的磷将释放,导致水体富营养化.pH对磷吸附的影响呈倒“U”型,对磷释放的影响呈“U”型,随着pH增大,磷的释放量也增大,这是由OH-交换能力的增强和红枫湖沉积物中可交换的铝/铁磷和钙磷含量较高所致.     

环境因子对南四湖沉积物中磷释放的影响

以南四湖采样点4(韩庄运河)为研究对象,分析了环境因子(FeCl3、pH、温度)对沉积物内源磷释放特征的影响及原因。结果表明,铁盐加入的上覆水体总磷释放初始增幅较大,尔后呈下降的趋势;在设定的pH内(5.5,7.0,8.0),随着pH的升高而沉积物内源磷释放量增加;温度对内源磷的释放也有影响,当环境温度较低时,沉积物向上覆水体中释磷量比较小,随着环境温度的不断升高,沉积物释磷量显著增加。     

溶解氧等环境因素对Alafia河表层沉积物磷释放影响的模拟研究

在实验室条件下,采用混合均匀的Alafia河表层沉积物并以蒸馏水为上覆水进行沉积物磷释放模拟试验,研究了溶解氧、有机碳和金属铝对沉积物磷(PO4-P)释放的影响.结果表明,试验期间厌氧条件下沉积物磷释放量明显高于好氧条件下.厌氧条件下,未添加金属铝、添加有机碳源的试验组中沉积物释放平衡时水中磷浓度为5.93 mg·L-1;好氧条件下,平衡时水中磷浓度为2.39mg·L-1.研究还发现,未添加金属铝的试验组,无论好氧还是厌氧条件下,未添加有机碳源时,沉积物磷释放量高于添加碳源条件;而在添加金属铝后,添加有机碳源的试验组中磷释放昔略高于未添加碳源的试验组.添加金属铝能够明显抑制沉积物中磷的释放.未添加金属铝,厌氧条件下,平衡时水中磷浓度为6.91 mg·L-1,好氧条件下,释放半衡时水中磷浓度为3.70nag·L-1;而添加金属铝的试验组,无论厌氧还是好氧条件下,上覆水中磷浓度均很小,接近于0 mg·L-1.     

阳宗海湖滨湿地沉积物砷和有机质对磷赋存形态的影响

以云南省阳宗海南岸湖滨湿地为研究对象,研究了沉积物中总砷(TAs)、总磷(TP)及各形态无机磷的含量及空间分布特征,并对沉积物中TAs和有机质(OM)含量与各形态磷的相关性进行了分析。结果表明:沉积物TAs含量(1.84~24.37 mg·kg~(-1))处于土壤环境质量标准Ⅲ级限值的警戒线,表层富集明显,湖滨湿地对砷具有拦截作用;沉积物TP含量受上游人为干扰方式影响,农田和农村综合干扰样带的TP含量最高(604.13 mg·kg~(-1)),表层富集明显,湖滨湿地对外源磷也有截留作用,无机磷形态中以磷石灰型(Ca_(10)-P)为主,活性磷酸二钙磷(Ca_2-P)和磷酸八钙磷(Ca_8-P)、潜在释放的磷酸铝盐(Al-P)和磷酸铁盐(Fe-P)、惰性的闭蓄态磷酸盐(O-P)含量均较低;沉积物TAs和OM含量对磷的赋存状态均存在影响,主要与砷-磷在沉积物上的竞争吸附作用以及沉积物环境因素的变化有关。     

东平湖表层沉积物中磷的吸附容量及潜在释放风险分析

利用沉积物磷吸附指数(PSI)和磷吸附饱和度(DPS)研究了东平湖表层沉积物的磷吸附容量,并讨论了沉积物中磷的潜在释放风险。结果表明,表层沉积物的磷吸附指数变化范围为30.3～45.2[mgP·(100g)-1]·(μmol·L-1)-1,表现出从湖心、湖东向湖北、湖南逐渐增大的扇形特征;而磷吸附饱和度变化范围为6.5%～24.1%,与磷吸附指数变化趋势恰好相反。磷吸附指数与沉积物中草酸铵提取的铁(FeOX)含量呈极显著正相关,与草酸铵提取的铁铝总量呈显著正相关,磷吸附饱和度与沉积物中草酸铵提取的磷(POX)含量呈显著正相关。此外,磷释放风险指数(ERI)变化范围为14.9%～67.5%,表明东平湖表层沉积物中磷释放诱发富营养化的风险处于高度风险范围。     

哈素海表层沉积物中内源磷的释放研究

以浅水湖泊哈素海为研究对象,开展了上覆水质、温度、pH、溶解氧、扰动和光照等环境要素对湖泊沉积物内源磷释放的影响试验研究.结果表明,温度升高、碱性条件、厌氧和强烈的扰动作用等均有利于内源磷的释放.而照度则间接地限制了沉积物释磷对上覆水中磷浓度的影响.HSH-2、HSH-5和HSH-6等3个站位TP的最大释放量在自然光照条件下分别为1.53、1.39和1.27mg·kg-1,避光条件下分别为1.77、1.52和1.52 mg·kg-1;静置条件下分别为1.42、1.38和1.68 mg·kg-1,R=60 r·min-1时分别为1.75、1.50和2.00mg·kg-1,R=120 r·min-1时分别为2.52、2.64和4.02 mg·kg-1;在pH=11时释放量最大,分别为10.82、6.83和16.68 mg·kg-1.各环境因子中,以pH和扰动对哈素海沉积物内源磷的释放影响最大.哈素海为浅水湖泊,在湖水咸化程度逐渐增高的条件下,将会导致湖泊沉积物内源磷的大量释放,从而将进一步加剧水体的富营养化.     

淡水与海水环境下沉积物磷形态分布特征分析

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;1 m淡水比2 m淡水环境下沉积物pH值要大,2~10 cm之间1 m海水比2 m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-P。     

阳宗海湖滨湿地沉积物磷形态及影响因子

以云南阳宗海南岸湖滨湿地表层沉积物磷形态为研究对象,分析沉积物磷形态含量(磷酸二钙型Ca_2-P、磷酸八钙型Ca_8-P、磷酸铝盐Al-P、磷酸铁盐Fe-P、闭蓄态磷酸盐O-P、磷石灰型Ca_(10)-P)随时间推移的变化特征,探究13项环境因子与磷形态之间的关系,用线性回归分析方法分析环境因子对磷形态的影响.结果表明:湖滨湿地沉积物6种磷形态在分布上无明显季节性规律且各磷形态含量呈湖岸至湖心递减趋势,以Ca_(10)-P含量为主(占全磷的85%),环境因子沉积物全磷、沉积物总砷、沉积物pH、溶解氧、电导率对磷形态影响较大;线性回归分析能较好地预测惰性磷的时空分布规律(平均相对误差为14.77%),而活性磷相对误差较大,达到28%,可能与环境因子变化对活性磷分布影响显著有关.     

医药化工高磷废水处理及资源化研究

[目的]探讨医药化工高磷废水的最佳除磷条件和磷回收条件。[方法]以台州某药业的高磷废水为处理对象,用钙盐、铁盐及铝盐等方法分别对该废水进行处理研究,同时研究了磷资源化方法,探讨了pH、N∶Mg∶P摩尔比对鸟粪石生成的影响。[结果]通过控制反应的pH、钙盐、铁盐、铝盐的投加量,出水磷浓度大幅降低,磷的去除率达98.66%。在常温条件下,废水pH为10.0,N∶Mg∶P摩尔比为1∶1∶1时,有95%的磷转化为鸟粪石,从而实现磷的回收。[结论]该研究为高磷废水的处理与资源化利用提供了理论参考。     

刚毛藻分解对荣成天鹅湖沉积物磷释放的影响

在荣成天鹅湖刚毛藻暴发和非暴发区域分别采集沉积物进行室内加藻模拟试验,定期监测上覆水的溶解氧(DO)、pH、化学需氧量(COD)和可溶性磷(SRP)等指标的变化,并分析了刚毛藻分解对沉积物磷释放的影响。结果表明,避光培养过程中,刚毛藻分解使上覆水体的DO含量大幅降低,形成厌氧环境(0~0.14 mg.L-1);COD含量则明显增加,各处理最大值变化在0.59~6.93 mg.L-1之间。刚毛藻分解可明显促进沉积物中磷的释放,培养期间上覆水SRP的含量大幅上升,变幅为0.01~1.51 mg.L-1;暴发区沉积物+10 g藻和沉积物+30 g藻处理的最大释磷量分别为沉积物处理的2.06倍和1.91倍。不同湖区沉积物磷的释放能力存在较大差异,暴发区沉积物的释磷量明显高于非暴发区,沉积物释放是前者上覆水磷含量增加的主要来源,而在非暴发区藻类分解释放的磷高于沉积物中释放的磷。     

种养凤眼莲条件下pH值对底泥中不同形态磷释放的影响

[目的]种养凤眼莲条件下,通过定期调节上覆水pH值,对底泥中不同形态磷释放的趋势进行研究,为凤眼莲生态修复技术的更广范应用提供科学依据。[方法]采用圆柱型聚氯乙烯(PVC)桶模拟法,通过84 d种养凤眼莲模拟试验,研究底泥中不同形态磷的消减趋势及其对总磷释放的贡献。[结果]凤眼莲生长条件下,随pH值升高底泥总磷释放量呈增加趋势,上覆水总磷浓度减少量呈降低趋势。在弱酸性和中性偏碱条件下,凤眼莲吸收磷是底泥释放磷素的主要去向,分别占底泥总磷释放量的58.9%和69.7%。其中:弱酸性条件下,铁锰螯合态磷(BD-P)是对底泥总磷释放贡献最大的磷形态;中性偏碱条件下,铁铝氧化物结合态磷(NaOH-rp)和聚磷酸盐(NaOH-nrp)是对底泥总磷释放贡献较高的磷形态。而碱性条件下,不同形态磷对底泥总磷释放均呈正贡献,其中:钙磷(HCl-P)和活性磷(NH4Cl-P)对总磷释放的贡献较其他不同形态磷最小。[结论]本试验条件下,提高上覆水pH值对促进太湖底泥总磷的释放效果较为显著。碱性条件下,各磷形态对总磷释放均表现为正贡献;而弱酸性和中性偏碱条件下,不同形态磷对总磷释放的贡献存在差异。     

小球藻产油脂培养条件的优化

为了更好的开发利用小球藻,探讨了光照强度、pH 值及氮盐、磷盐、铁盐质量浓度等因素对小球藻油脂产量的影响,并采用单因素和正交试验对小球藻的培养条件进行优化。结果表明,小球藻的最佳培养条件为光照5000 lx、pH 值6、氮盐质量浓度100 mg/L、磷盐质量浓度160 mg/L、铁盐质量浓度100 mg/L,在此条件下,小球藻油脂产量最大,为615·12 mg/L。     

扰动强化河道底泥对磷持留能力的研究

以城市河道上覆水和底泥为材料,研究了扰动对底泥持留磷能力的强化作用,并分析了强化机理.结果表明,底泥扰动促进了上覆水中磷向底泥中迁移.与对照试验相比,溶解性磷酸盐(DIP)和总磷(TP)平衡浓度分别降低了73.02%和42.39%;与原底泥相比,扰动试验底泥中溶解性磷酸盐(DIP)的释放量降低了173.77 mg·kg-1,对照试验底泥中DIP的释放量基本保持一致.另外,底泥扰动后,钙结合态磷(Ca-P)含量显著增加,并接近总磷的增加量;而对照试验底泥中,总磷的净增加量比较均匀地分配到弱吸附态磷(NH4Cl-P)、铁结合态磷(Fe-P)、钙结合态磷(Ca-P)中.     

混养鱼塘水中磷含量及表层沉积物中磷赋存形态的初步探究

为更好地揭示养殖系统的磷收支和污染程度,以上海郊区3口团头鲂(Megalobrama amblycephala)混养鱼塘即池塘A、B、C以及水源D为研究对象,定期测定养殖期间水体中总磷(TP)、活性磷酸盐(PO4-P)以及沉积物中总磷的含量,并探究沉积物中不同形态磷,包括交换态磷(Ex-P)、铝结合磷(Al-P)、铁结合磷(Fe-P)、闭蓄态磷(Oc-P)、原生碎屑磷(De-P)、钙结合磷(Ca-P)和有机磷(Or-P)的分布变化特征。试验发现,该养殖场水源水TP(0.17±0.06)mg·L-1及PO4-P(0.11±0.06)mg·L-1含量一直维持在稳定的较低水平,养殖生产导致池塘A、B、C水中TP大大增加,已超过地表水Ⅲ类标准和淡水养殖池塘排放标准(Ⅱ类)。养殖池塘及水源沉积物中TP浓度分别是(0.69±0.04)、(0.70±0.07)、(0.68±0.09)、(0.79±0.13)mg·g-1,池塘表层沉积物中TP含量变化不大,而水源沉积物TP变化波动性明显。池塘表层沉积物中磷主要由Fe-P(18.03±6.01)%、Oc-P(22.82±5.34)%、Ca-P(27.48±8.15)%和Or-P(20.29±6.60)%组成,Ex-P(3.07±1.06)%、Al-P(7.62±3.11)%,尤其是De-P(0.69±0.35)%仅占很少部分。研究结果提示养殖塘内源污染相对较轻,人为投饵施肥等磷输入行为对沉积物中各形态磷的含量影响较大。研究结果有利于阐明养殖系统中磷的变动规律,从而指导养殖池塘环境调控并促进养殖技术更新。