环境因子对鄱阳湖沉积物中内源磷释放的影响

以大型通江湖泊鄱阳湖为研究对象,研究温度和扰动等环境因素对湖泊沉积物内源磷释放的影响。结果表明,在5℃条件下,PY40、PY45和PY54这3个站位总磷的最大释放量分别为90.08、96.42、112.64 mg/g;在15℃条件下,总磷的最大释放量分别为91.65、105.79、119.86 mg/g;在25℃条件下,总磷的最大释放量分别为92.08、117.2、136.69 mg/g;在40℃条件下总磷的最大释放量分别为107.04、132.89、159.19 mg/g;静置条件下,总磷的最大释放量分别为2.9、3.42、4.03 mg/g;低速扰动(转速为60 r/min)时总磷的最大释放量分别为3.4、3.74、4 mg/g,高速扰动(转速为120 r/min)时总磷的最大释放量分别为3.19、3.64、4.29 mg/g。温度对内源磷的释放有明显影响,随着环境温度的不断升高,沉积物释磷量明显增加。通过扰动促使沉积物再悬浮,促进了沉积物中的磷释放,加速了沉积物间隙水中磷的扩散,从而增加了磷的释放。     

不同溶解氧质量浓度和pH值条件下 3种钝化剂对沉积物磷释放通量及磷形态的影响

为了探究环境因子对磷钝化剂作用效果的影响,在沉积物柱中设置了溶解氧(DO)质量浓度分别为0.60、4.00、8.00 mg·L~(-1)和pH值分别为5.5、7.5、9.5的环境条件,分别添加一定剂量的铝盐、铁盐和锁磷剂后,检测上覆水磷质量浓度,并探讨了沉积物磷释放通量和沉积物磷形态的变化。结果表明:随着溶解氧质量浓度的增加,铁盐组中沉积物磷平均释放通量逐渐降低,分别为0.35、0.20、0.10 mg·m~(-2)·d~(-1),主要是在好氧条件下,铁盐促进了沉积物中生物有机磷(NaOH-nrP)的分解,从而降低了沉积物活性磷的释放通量。铝盐和锁磷剂在厌氧或好氧条件下均能显著降低沉积物中弱吸附态磷(NH_4Cl-P)或NaOH-nrP的比例,抑制沉积物磷的释放,从而将上覆水总磷(TP)质量浓度控制在0.03 mg·L~(-1)以下。随着pH值升高,铝盐和铁盐组中沉积物磷平均释放通量呈增加趋势,在pH值为9.5时,铝盐或铁盐均不能降低沉积物活性磷质量分数从而抑制磷释放。锁磷剂组中沉积物磷平均释放通量随着pH值的升高均显著低于对照组,沉积物中活性磷NH_4Cl-P质量分数减少了0.12%,氧化还原敏感态磷(BD-P)减少了5.0%～12.0%,从而降低了沉积物活性磷的释放通量。因此,锁磷剂能显著抑制沉积物磷释放,受溶解氧质量浓度和pH值的影响较小,在沉积物内源磷控制中具有较广泛的适用前景。     

乌梁素海和岱海的水-沉积物系统中有机磷分布特征

以乌梁素海和岱海2个不同类型湖泊为研究对象,系统探讨了2个湖泊上覆水和沉积物中有机磷(Or-P)的地球化学特征。结果表明,乌梁素海和岱海上覆水中溶解性有机磷(DOP)的含量范围分别为0.02～0.12mg·L-1和0.01～0.03mg·L-1,2个湖泊上覆水中DOP均占TDP的60%以上,是上覆水中TDP的重要组成部分和主要存在形态;乌梁素海和岱海沉积物中有机磷(Or-P)的平均含量分别为19.25～69.40mg·kg-1和168.21～178.41mg·kg-1;2个湖泊上覆水中DOP含量明显高于英格兰Tamar河口区,2个湖泊沉积物中Or-P的含量低于长江中下游浅水湖泊。据估算,乌梁素海和岱海上覆水中的DOP库分别达到12t和10t;这2个湖泊沉积物中Or-P的差异性反映了湖泊环境及生态类型对Or-P生物有效性的重要影响,揭示有机磷库是不容忽视的潜在生物有效磷源。     

模拟环境条件下湖泊沉积物中磷化氢的行为

采用实验室模拟方法,考察了水泥比、搅动、铁盐(Ⅱ、Ⅲ)和锰盐(Ⅱ)等理化因素对湖泊沉积物中吸附态磷化氢生成和释放的影响。结果表明,当水泥比为3∶1时,吸附态磷化氢和顶空磷化氢气体均取得最大值,分别为7517ng·kg-1和40ng·m-3。扰动对沉积物中吸附态磷化氢的生成和释放均有影响。50r·min-1的低扰动强度下,吸附态磷化氢的变化不显著;100r·min-1的中扰动强度下,吸附态磷化氢的量先增加后下降,其净含量是磷化氢生成和释放相互平衡后的结果;扰动强度增加到150r·min-1后,磷化氢释放加剧,吸附态磷化氢的量急剧下降。铁盐(Ⅲ)可加速沉积物中磷化氢的消失,铁盐(Ⅱ)和锰盐(Ⅱ)对吸附态磷化氢的影响不显著。     

疏浚深度和光照对海河表层沉积物氮磷释放的实验研究

采用混合均匀的海河表层底泥并以自来水为上覆水进行室内沉积物氮、磷静态释放模拟实验,研究了疏浚深度和光照对沉积物总磷和氨氮释放的影响.结果表明,实验期间(2007年7月20日至2008年1月8日),无论光照与否,与未疏浚相比,完全疏浚能使上覆水总磷平均浓度从0.27～0.41 mg·L-1显著降低至0.02～0.03 mg·L-1(P<0.05),但疏浚深度对上覆水氨氮浓度无显著性影响(P>0.05).与避光组相比,光照可使部分疏浚组和未疏浚组上覆水总磷平均浓度分别降低0.05和0.26 mg·L-1,但对沉积物氨氮释放的影响不明显(光照组氨氮浓度略高于避光组).其余水质指标监测结果表明,光照组的水温、电导率均值比避光组分别高约0.3℃和20μS,光照组和避光组的pH值无显著差别.此外无论光照与否,电导率均随疏浚深度的增加逐渐降低,pH值变化与疏浚深度关系不大.     

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.     

沉积物扰动下太湖月亮湾中生物有效磷的变化规律

采用藻类吸收的方法,研究了太湖月亮湾沉积物在高强度扰动下,上覆水和悬浮物上生物有效磷（ＢＡＰ）的变化规律,并分析了溶解性总磷（ＤＴＰ）的生物有效性。结果表明,沉积物扰动导致上覆水中ＢＡＰ含量增加,但其却低于ＤＴＰ,说明ＤＴＰ中含有生物无效的磷。沉积物扰动下,悬浮物上ＢＡＰ呈降低趋势。通过悬浮物上ＢＡＰ含量来计算上覆水中可被生物利用颗粒态磷（ＢＡＰＰ）,发现ＤＴＰ中具有生物有效性的磷占７７％左右。与化学方法相比,采用藻类吸收测得的上覆水和悬浮物上ＢＡＰ均较低,并且扰动过程中ＢＡＰ的变化趋势也明显不同。从而说明,以往研究可能过高地估计了内源磷释放对浅水湖泊富营养化的贡献。     

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.     

不同时间尺度下湖泊氮素内源释放强度影响因素的研究

在外源污染得到控制后,氮、磷内源释放成为湖泊持续富营养化的主因.从氮素内源释放机理入手,甄别了影响湖泊氮素释放强度的主要因子,构建了铵态氮和硝态氮释放强度对pH、温度、溶氧量、水动力条件4个因子的对数模型,通过底泥释氮正交模拟实验,对模型进行了回归,结果表明,铵态氮是氮素内源释放的主要形态,其释放强度与pH负相关,与温度正相关,与溶氧量负相关.对于小型浅水型城市湖泊,氮素内源释放强度的影响因素取决于时间尺度:短期水动力条件对释放强度影响较大,但在长期并不显著.溶氧最对氮素内源释放强度的影响长期比短期更明显.本研究可为湖泊氮素内源释放的预测和治理富营养化湖泊工程手段的完善提供参考.     

无机解磷菌对天鹅湖瀉湖沉积物内源磷释放的影响

为研究解磷菌对荣成天鹅湖瀉湖沉积物内源磷释放的影响,以前期筛选的3株无机解磷菌和表层沉积物为试验材料进行室内模拟试验,分析了不同解磷菌接种条件下水体总磷及pH、Eh等参数的动态变化,比较了试验前后沉积物各形态无机磷的含量差异。结果表明,在试验前期,各解磷菌处理水体的pH均不同程度下降,其中沉积物灭菌组和非灭菌组分别降至6.46～6.88和6.66～6.78。试验期间各处理水体Eh不断下降,结束时沉积物-水界面呈厌氧状态。灭菌条件下解磷菌的接种明显促进了沉积物磷的释放,试验后期各加菌处理水体的总磷含量远高于对照;未灭菌条件下水体总磷上升较慢且总体水平较低,不同解磷菌处理间差异较小。试验结束时,大部分加菌处理沉积物中HCl-P(钙结合态磷)含量下降了19.92～50.08 mg·kg^-1,BD-P(可还原态磷)含量下降1.81～4.19 mg·kg^-1,而NaOH-P(铁铝结合态磷)未下降。研究表明,无机解磷菌的接种可明显降低上覆水pH,从而使得沉积物中HCl-P溶解释放;HCl-P为天鹅湖沉积物磷的主要赋存形态,在解磷菌作用下其对上覆水体磷水平...     

沸石覆盖层控制水库底泥氮磷释放的影响因素

用模拟实验方法研究了天然沸石活性覆盖层控制底泥氮磷释放的影响因素（如温度、天然沸石厚度以及pH值等）,结果表明：1）厌氧状态下,天然沸石覆盖层可以有效地控制总氮和总磷的释放;2）温度越高,底泥总磷的释放量越大,沸石层抑制底泥总磷释放的效果越差;3）天然沸石层厚度与底泥总磷释放相关性不明显;4）温度的高低及沸石层的厚度对沸石层抑制底泥总氮释放的影响不大;5）对上覆水进行酸碱性的调节,有利于提高沸石层对总磷、总氮的控制效果,酸性条件下吸附效果更佳.     

模拟太湖底泥疏浚对氮磷营养物释放过程的影响研究

通过模拟太湖底泥疏浚,研究了不同水土比与不同环境因素条件下,底泥中氮、磷等营养物的释放规律与较长时期的模拟疏浚环境效果。结果表明,底泥中细小颗粒物、较高的水温、置水和厌氧条件等是促进底泥中磷释放的主要环境因素。从模拟太湖底泥的淤积现状上看,以平均模拟疏浚深度为25cm环境效果最佳,在沉积物粒度较细的湖区,可以适当加深;底泥疏浚应在冬季等水温低的季节进行,这样可以有效地防止其中营养物向上覆水体的释放。     

南淝河巢湖入湖区夏季底泥磷营养盐释放通量的估算

[目的]通过采集南淝河进入巢湖河口冲积区的原柱样底泥,实验室控温、动态模拟该区域底泥的磷释放情况,从而估算出夏季该区域底泥磷的释放通量。[方法]将新鲜泥样置于150 mm高的有机玻璃柱中,用不同浓度的磷酸二氢钾溶液作为上覆水,在不同的扰动速度使其循环,并用加热泵控制水箱温度。[结果]扰动对底泥中的磷释放影响较大,且符合动态条件下底泥中磷的释放量大于静态条件下释放量的规律;上覆水中的磷浓度对底泥磷的释放有很大的影响,存在一定的平衡关系。[结论]在夏季,南淝河巢湖入湖区磷释放量为1.07 t/km2。     

基于氮磷释放的水稻灌区塘堰湿地底泥净化能力分析

[目的]研究不同环境条件下塘堰湿地底泥氮磷的释放情况,为稻田排水过程中更好地发挥湿地作用提供参考.[方法]以湖北省漳河灌区两处理化性质较接近的典型塘堰湿地为研究对象,采用柱形管槽静态模拟不同水深处理下底泥氮磷释放对上覆水水质的影响.[结果]水流扰动会加速底泥中磷的释放.不稳定的水—泥环境以及溶解氧含量会影响微生物生长及硝化/反硝化作用的进行,良好的好氧—厌氧根区环境对于保持湿地的净化能力非常重要.不同的水质指标的净化,其适宜的湿地水深是不同的,底泥在25、45cm水深条件下,分别对上覆水中总氮、总磷浓度具有较好的净化效果.[结论]应根据不同的湿地、水质以及净化需求,确定最优的水稻灌区塘堰湿地水深,当底泥中营养物质富集到一定程度时,有可能形成二次污染,周期性的疏浚对于保证湿地的稳定运行至关重要.     

原位覆盖层厚度对污染底泥氮磷释放的影响

[目的]研究原位覆盖层厚度对污染底泥氮磷释放的影响。[方法]通过底泥氮磷释放控制模拟试验,研究了原位覆盖层厚度对富营养化水体底泥氮磷释放的影响。[结果]采用的天然覆土覆盖层可以有效地控制总氮和总磷的释放,覆土厚度对底泥氮磷释放的影响不大。模拟期间,覆盖系统对底泥氮磷释放的抑制率最高分别为87%和77%。[结论]该研究为地表富营养化水体底泥污染物的释放控制提供了理论指导和技术支撑。     

巢湖十五里河入湖区夏季底泥磷的释放通量估算

[目的]估算巢湖十五里河入湖区夏季底泥磷的释放通量。[方法]以巢湖为研究对象,分别研究静态和动态条件下巢湖十五里河入湖区底泥磷的释放规律,从而估算出该区夏季底泥磷的释放通量。[结果]扰动对巢湖十五里河入湖区夏季底泥磷释放的影响较大,当上覆水磷浓度为0 mg/L时,扰动时磷的释放量是静止时的2.3倍;上覆水磷浓度为0.05 mg/L时,扰动时磷的释放量是静止时的1.3倍,符合动态条件下磷释放量大于静态条件下释放量的规律。夏季十五里河入湖区底泥磷的释放通量相当大,为0.2 t/km2。因此,在外源性磷污染得到控制的条件下,控制底泥中磷的释放才是关键。[结论]该研究为今后底泥疏浚和湖泊富营养化治理提供了理论依据。     

滇池水体沉积物磷素特征及其对藻类的影响

为揭示在外源磷得到控制的情况下,滇池沉积物磷在适宜条件下释放特征及其对藻类的影响,采用室外模拟方法,研究滇池沉积物与上覆水中的磷素特征,探索沉积物磷释放对藻类的影响。结果表明：上覆水下层水中各形态磷（总磷、可溶性磷、正磷酸盐）含量高于上层水;沉积物中磷素形态以钙结合态磷和有机磷为主,向水体释放贡献最大的是铁铝结合态磷和有机磷;水中正磷酸盐与水中叶绿素a含量呈正相关关系,正磷酸盐含量升高显著加剧水体富营养化;沉积物中可交换态磷含量与水体叶绿素a呈极显著正相关,沉积物磷释放是藻类生长的最主要内源负荷。研究表明,控制水体中的正磷酸盐和沉积物中铁铝结合态磷的浓度以及限制有机磷的转化和矿化是控制藻类的有效措施。     

秦淮河底泥及间隙水氮磷垂直分布及相关性分析

采用现场采样及室内分析测试方法,研究了内秦淮河沉积物间隙水中营养盐状况.结果表明,间隙水中氮磷浓度均远高于上覆水中氮磷浓度,有较强的释放趋势,间隙水中PO^3- 4-P及NH^＋ 4-N含量随着深度的增加而增大,但PO^3- 4-P含量增加幅度不及NH^＋ 4-N明显.相关系数显著性检验表明,间隙水中总溶解性磷（TDP）与PO^3- 4-P、Fe^2＋与PO^3 -4-P及NH^＋ 4-N、沉积物中总磷（TP）与间隙水中PO^3-4-P均存在显著的相关性,其中TDP与PO^3- 4-P、Fe^2＋与PO^3- 4-P相关程度较高,说明间隙水中TDP的变化主要受PO^3- 4-P的影响,沉积物中磷的释放与沉积物氧化还原条件密切相关.这项研究可为内秦淮河内源污染与富营养化的控制和治理提供理论参考.     

pH值对白洋淀沉积物氮磷释放的影响

[目的]研究白洋淀水体在不同pH值条件下沉积物-水界面氮磷营养盐交换规律,为白洋淀富营养化的治理提供技术依据。[方法]利用实验室静态模拟法,在沉积物柱状样上方加入一定pH值的上覆水,每天测定水中总氮、氨氮、总磷、总可溶性磷的浓度,并计算各营养盐的释放速率。[结果]中性条件下,总氮、总磷的释放速率最小,分别为33.08和-1.21 mg/(m2.d);酸性和碱性条件下,氮磷释放速率都有所增加,尤其是强酸和弱碱性水体中总氮释放速率分别为53.56和57.11 mg/(m2.d),明显地促进了氮的释放;强酸和强碱性条件下,总磷释放明显,尤其强碱性条件下其释放速率倍增,为3.39 mg/(m2.d),而强酸和弱碱性水体中其释放速率分别为1.13和0.18 mg/(m2.d)。研究结果还显示,不同pH值下,总氮与氨氮、总磷与总可溶性磷的累积释放量有显著相关性。[结论]pH值对沉积物-水界面氮磷营养盐的交换有显著影响,酸、碱水体都会促进沉积物中氮磷的释放,控制水体的酸碱度能有效抑制沉积物对水体的二次污染。     

溶氧·水温和水流对东太湖沉积物中氮·磷释放的影响

[目的]研究东太湖底泥内源污染强度。[方法]通过室内模拟试验,分析环境因子（溶解氧、水温、水流）对东太湖底泥中N、P释放的影响。[结果]在不同溶解氧（DO）和水温条件下,上覆水中N、P浓度都随时间呈线性升高。DO浓度为3.0、5.5、8.0 mg/L时,N的平均释放速率分别为443、239、153 mg/（m2×d）,P的平均释放速率分别为33.2、17.8、12.1 mg/（m2×Day）;水温为15、25、35℃时,N的平均释放速率分别为81、169、301 mg/（m2×Day）,P的平均释放速率分别为8.7、15.8、19.3 mg/（m2×Day）;不同水流速度下,上覆水中的N、P浓度先呈线性升高,120h后趋于平衡;水流速度为0.02、0.04、0.08 m/s时,96 h内N的平均释放速率分别为45、78、161mg/（m2×Day）,P的平均释放速率分别为1.8、7.5、16.8 mg/（m2×Day）。[结论]沉积物中N、P释放速率随着溶解氧降低、水温升高和水流加快而提高,其中溶解氧的影响最大。