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。     

环境因子及沉水植物对底泥磷释放的影响研究

通过环境因子（温度、pH、扰动、溶解氧等）及沉水植物对底泥磷释放影响的研究，分析了环境因子影响底泥磷释放的因素，及不同环境条件下沉水植物影响底泥磷释放的因素，得出了如下结论：溶解氧、pH、温度及扰动等对底泥磷向上覆水体释放都有一定影响，其中溶解氧和pH值影响较大；湖泊特别浅水型湖泊中，磷对水体富营养化起重要作用；沉水植物在控制湖泊底泥营养向水体扩散、风等外界因素扰动底泥起关键作用；浅水型湖泊中，湖泊底泥受扰动较大适合种植象狐尾藻类多分枝的沉水植物，这样有利于抑制底泥磷向水体的释放．     

小型浅水湖泊表层沉积物对磷的吸附特征及其影响因素

[目的]分析城市小型浅水湖泊表层沉积物对磷的吸附特征及影响因素,为城市小型浅水湖泊富营养化控制和生态环境修复提供参考依据。[方法]在室内模拟条件下,从表层沉积物对磷的吸附动力学与等温吸附两个角度分析了孔目湖表层沉积物对磷的吸附特征,同时运用磷吸附量计算公式探讨不同pH值下孔目湖表层沉积物对磷吸附行为的影响。[结果]表层沉积物对磷的吸附动力学过程分为快吸附和慢吸附2个阶段,快吸附阶段主要发生在0～1h内,而慢吸附阶段主要发生在1～3h;表层沉积物对磷的吸附等温线在高浓度下同时符合Langmuir模型、Freundlich模型和D-R模型,而在低浓度下符合Linear模型;在酸性或中性环境条件下,表层沉积物对磷的吸附效果更好。[结论]富营养化严重的小型浅水湖泊,表层沉积物有向上覆水释放磷的趋势,且上覆水和沉积物中磷酸盐含量的多少均会影响表层沉积物对磷的吸附特征和动态平衡状态的变化。     

哈素海湖底沉积物氮磷分布特征及潜在的资源化利用探讨

为了探讨沉积物中氮磷的分布特征及其资源化利用潜力,采集了哈素海湖底的 20个沉积物样品,并进行了相关的分析和研究。结果表明:哈素海湖底各采样点表层沉积物中全氮、碱解氮、全磷、有效磷分别为0.15～ 2.14 g/kg、49.01～ 177.14mg/kg、0.30～ 0.45g/kg、11.91～ 23.53mg/kg,其空间分布特征和变化趋势差异表现较大。从垂向分布特征来看,全氮、碱解氮含量呈现随沉积物深度的增加而减少的趋势,与近年来向湖泊水体中输入的氮量明显增加有关,而全磷、有效磷含量在垂向分布上并无明显变化,表明近年来外源输入的磷没有明显增加的趋势。与其他湖泊对比分析,哈素海湖底泥资源化利用潜力较大,具有一定的农业价值。     

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0．27～0．41mg·L^-1显著降低至0．02～0．03mg·L^-1（P〈0．05）,但疏浚深度对上覆水氨氮浓度无显著性影响（乃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0．26mg·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。     

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。溶氧量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。     

环境条件变化对瓦埠湖沉积物磷释放的影响

拟议中的“引江济淮”调水工程涉及到长江、淮河两大河流，瓦埠湖为其中的一个重要湖泊，其水质是否受到调水的影响为该工翟关注的环境问题之一。分析了外界环境因子变化对瓦埠湖底泥在不同环境条件下以及干、湿沉积物样品磷释放的差异，环境因子分别选取了不同磷浓度的上覆水、光照、pH、温度、DO、微生物、水体扰动等。结果表明：湿样释磷能力明显高于风干样品；上覆水体磷的浓度对底泥释磷能力有较强的调节作用；光照对底泥释磷影响不明显，但温度对底泥的释磷有较明显的影响，磷的最大释放量与之呈正相关；水动力条件的改变可在短期内使底泥达到最高的释放量．而DO、pH的改变也可不同程度地增加底泥的释磷能力。综合瓦埠湖底泥的释磷特征与湖泊水文状况，认为调水工程使得底泥释磷的地球化学行为较易实现。     

种植沉水植物对富营养化水体沉积物中磷形态的影响

研究太湖常见6种沉水植物在五里湖未扰动底泥上生长情况及其对沉积物磷化学形态的影响。通过综合分析沉积物中磷的化学形态,释放规律及其影响因素,结果表明,由于沉水植物生长过程使水体的pH、Eh以及藻类含量的变化,使铁磷、有机磷等主要化学形态磷的释放得到明显的控制,同时沉水植物的生长使沉积物中总磷水平也有明显的降低。所以恢复沉水植物是控制湖泊内源磷负荷的有效方式。     

环境条件变化对滇池沉积物磷释放的影响

在实验室控制条件下,以滇池表层新鲜沉积物和湖水为材料,研究了氧化还原状况、水体扰动、pH值等环境因子对沉积物P释放的影响。结果表明,与好氧条件相比,厌氧状态大大促进沉积物中P的释放,最大释放量为3.96mg。随着湖水pH值的升高,沉积物的释P量明显增加,碱性条件下P释放量是中性条件的几百倍。水体扰动对沉积物P释放的影响不大。不同环境因子相比,湖水在碱性条件下(pH10.5)P的释放速率最大,高达68.04mg/(m2·d),厌氧条件次之,变化在7.73~8.91mg/(m2·d),对照和扰动条件下P释放速率很低。湖水pH值增加和氧化还原电位降低是滇池沉积物释P的主要机制。     

影响富营养化湖泊底泥氮、磷释放的因素

[目的]分析水体酸碱度、温度以及上覆水营养盐浓度,为合理评估环境因素对湖泊底泥氮、磷释放的影响提供科学依据。[方法]选择富营氧化比较严重的云南省昆明市城市景观湖泊翠湖为研究区域,通过控制不同pH值、温度和上覆水营养盐浓度来模拟影响底泥氮磷释放的因素。[结果](1)放置时间相同条件下底泥氮、磷释放量受到水体酸碱性的影响,中性环境下(pH=7.5)释放量高于酸性和碱性水体条件。底泥释放5,10h条件下,pH值为7.5时底泥磷释放量分别达到5.88,8.28mg/kg;pH值为7.5时底泥氮释放量分别达到22.8,38.4mg/kg;(2)底泥氮、磷释放量随着温度升高而增加。温度为20℃时底泥氮、磷的释放量分别达到28.62,3.75mg/kg;(3)底泥氮、磷的释放量均随着上覆水浓度增加而减少,随着放置时间延长而增加。放置时间5h上覆水氨氮浓度0.31mg/L底泥氮的释放量最大,达到21.63mg/kg。放置10h在氨氮为2.37mg/L时底泥氮的释放量达到最大值(39.22mg/kg);底泥磷释放量在上覆水磷浓度0.14mg/L时底泥总磷的释放量最大;放置时间为5,10h时分别达到4.25,4.91mg/kg。[结论]底泥中营养盐释放是一相当复杂的动态过程,水体酸碱度、温度或上覆水营养盐浓度是影响释放量的主要因素。     

中国太湖环境土壤磷测试与磷释放

A microtiter plate assay (MPA) for soluble reactive phosphorus (SRP) was applied to samples in overlying water and pore water as well as in three forms of environmental soil test phosphorus (P) types: water soluble phosphorus (WSP), diluted calcium chloride extractable phosphorus (PCaCl2), and Olsen-P in the sediments of Taihu Lake, China, where potential P release in response to pH was analyzed. MPA for rapid P analysis was shown to be promising when applied on samples of natural water and sediment extracts. Concentrations of WSP and PCaCl2 in the sediments were much lower than those of Olsen-P. Olsen-P levels in the littoral sediments along the north coast of Meiliang Bay in Taihu Lake (80 to 140 mg kg^-1) were much higher than those in the mouth of the bay (less than 50 mg kg^-1). The risk of P release in the mouth area of Meiliang Bay was lower than that in the north littoral zone with a risk of sediment P release induced by pH increases.     

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。     

磷和硅在湖泊沉积物上的释放特征及形态变化研究

以乌梁素海（WLSH）和岱海（DH）表层沉积物为吸附剂,开展了磷硅在2个湖泊沉积物上的释放实验研究,同时采用连续提取法探讨了释放后的磷硅形态变化。结果表明,磷和硅在2个湖泊沉积物上的释放行为均可用Elovich方程描述;0～20min为磷的快速释放阶段,此时段内约有75%的吸附磷迅速从沉积物上解吸并释放至上覆水中;0～2h为硅的快速释放阶段,此阶段内约有40%的吸附硅从沉积物上解吸并释放至上覆水中;总体上,沉积物中Ex-P、Al-P、Fe-P及IEF-Si、CF-Si具有较强的释放潜力。     

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173．77mg·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。     

Lake Sediments from Dianchi Lake： A Phosphorus Sink or Source？

Dianchi Lake is a highly eutrophic lake in southwestern China where phosphorus (P) is the limiting element for eutrophication and where lake sediments play an important role in the P cycle. One hundred and eighteen sites were sampled throughout Dianchi Lake in 2002 to investigate the P loading of the lake sediments, while fresh surface sediments were studied in the laboratory to clarify its role for phosphorus. The results showed that concentrations of total phosphorus(TP) in sediments were very high, with a maximum value of 6.66 g kg^-1, and decreased with sediment depth. P adsorption on surface sediments was rapid with adsorption amounts higher in acidic than in alkaline conditions. The release experiments showed that P release increased as pH rose from 7.0 to 10.5. Additionally, compared with aerobic conditions, P release was much higher under anaerobic conditions, especially with low P content in the lake water. At present, the sediments in Dianchi Lake still function as a sink for phosphorus at high P levels in lake water. However, if the external P load was reduced and P content in lake water became low, the sediment would have a large potential for P release under anaerobic conditions.     

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5.93mg.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量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6.91mg.L-1,好氧条件下,释放平衡时水中磷浓度为3.70mg.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0mg.L-1。