太湖流域农村黑臭河流表层沉积物中磷形态的分布特征

为揭示太湖流域农村黑臭河流表层沉积物中磷形态的分布特征以及各形态磷之间的相关性,以宜兴市周铁镇掌下浜(北段)为例,沿河流从上游到下游河口共采集了13个表层沉积物样,应用欧洲标准测试委员会框架下发展的SMT分离方法对沉积物中磷形态进行分析,揭示了沉积物中磷形态的分布特征及相关性,并对表层沉积物中磷的生物有效性加以分析。结果表明:沉积物中总磷(TP)含量极高,平均含量为2 598.30 mg·kg^-1;无机磷(IP)是各采样点沉积物中磷的主要成分,占TP的72.95%~85.32%;钙磷(Ca-P)是沉积物中主要的无机磷形态,占IP的69.63%~84.03%。TP与Ca-P含量具有极显著的相关性(P<0.01,n=13),钙磷(Ca-P)和铁铝结合态磷(Fe/Al-P)含量分别与有机磷(OP)和无机磷(IP)含量均具有较好的相关性,两两均达到极显著水平(P<0.01,n=13),TP与Fe/Al-P+OP呈极显著正相关关系(P<0.01,n=13)。表层沉积物中高含量的TP除受外源性污染物影响较大外,与逐渐严重的内源磷负荷也有关。     

白洋淀柱状沉积物磷形态及其分布特征研究

应用淡水沉积物磷形态的标准测试方法(SMT),调查了白洋淀6个典型湖区柱状沉积物中的磷形态分布、垂向及在两种沉积物粒级(砂土和粉砂/粘土)上的变化特征,分析了各形态磷之间的相关性.结果表明,白洋淀各湖区柱状沉积物总磷(TP)的平均含量为531～1223 mg·kg-1 DW,无机磷(IP)是白洋淀沉积物中磷的主要成分,占TP的72%～83%.湖区水体的污染及富营养化程度影响着生物可利用的铁/铝结合态磷(Fe/Al-P)在白洋淀不同湖区沉积物中的分布,从各形态磷含量和百分含量的变化幅度来看,均是Fe/Al-P＞有机磷(OP)＞钙结合态磷(Ca-P).在垂向分布和两种粒级沉积物颗粒上,白洋淀沉积物各形态磷都有一定的变化规律,但不同磷形态的变化趋势不同,差异性也不一致.各形态磷相关性分析表明,在平均含量、垂向及粒级分布上,IP和ca-P之间呈较好相关性,说明稳定的Ca-P是IP的主体;而在平均含量和垂向分布上,TP与IP和Ca-P之间都存在着较好的相关性,说明沉积物中TP的含量主要来自IP中的Ca-P.研究结果对于探讨白洋淀水污染沉积历史及内源磷释放对水体富营养化的贡献具有重要意义.     

太湖不同营养水平湖区沉积物中磷形态的分布特征

应用淡水沉积物磷形态的标准测试方法(SMT),调查了太湖富营养程度不同的5个湖区沉积物中的磷形态分布及其垂向变化特征。结果表明,太湖各湖区沉积物中总磷(TP)和磷形态空间差异性较大,活性组分(Fe/Al-P)分布的差异性要大于活性较差的组分(Ca-P和OP),这与太湖不同湖区水动力条件,污染状况及沉积环境的有关。TP的平均含量为606.6￣1691.8mg·kg-1,高营养程度的北部湖区高于其他湖区。无机磷(IP)是各湖区沉积物中磷的主要成分,占TP的54.7%￣81.0%。在富营养程度高的藻型湖区梅梁湾,Fe/Al-P是磷的主要存在形态(>58.3%),远高于Ca-P(<25%)和OP(<20%);而在水质较好的草型湖区东太湖,则以有机磷(OP)(43%)为主;在中营养的贡湖,各形态磷比例相当。在垂向分布上,各形态磷都有一定的变化规律,但在不同湖区,不同磷形态的变化趋势不同。     

广西岩滩水库不同养殖类型区域沉积物磷分布特征分析

[目的]评价广西岩滩水库不同养殖类型区域在不同季节的沉积物磷分布特征和释放潜力,为科学发展库区养殖业提供参考依据.[方法]在广西岩滩库区选择非养殖区(T0)、投饵网箱养殖区(T1)、生态网箱养殖区(T2)和围栏养殖区(T3)各3个站位,于2016年3月(春季)、6月(夏季)、9月(秋季)和12月(冬季)分别采集12个站位的表层沉积物,以淡水沉积物磷形态的标准测试法(SMT)测定各种形态磷含量.[结果]不同养殖类型区域表层沉积物磷含量差别明显,整体上表现为T1/T2>T3>T0,T1和T2的沉积物磷含量差异仅表现在投饵季节(夏季和秋季).不同养殖类型区域沉积物中的铁铝磷(Fe/Al-P)和钙磷(Ca-P)比例差异明显,且二者通常呈反比关系;无机磷(IP)的比例虽然最高,但各养殖区域间差异不显著(P>0.05).T0只有Fe/Al-P比例存在明显的季节差异,T1各形态磷比例均具有明显的季节差异,T2的Ca-P比例无季节差异,但冬季的Fe/Al-P比例显著高于其他季节(P<0.05),而T3只有Ca-P比例表现出季节差异,其他形态磷均不存在季节差异.各形态磷与总磷(TP)的相关性分析结果表明,IP与TP的相关性最高,相关系数(R2)达0.9632;而有机磷(OP)与TP的相关性最低,对应的相关系数为0.5785.[结论]各种养殖类型均可提高库区沉积物中的磷含量和释放潜力,尤其生态网箱养殖在冬季对磷的释放潜力提升作用最明显.在库区开展水产养殖时即使采用生态养殖模式,也要注意在不同区域实施轮养,避免局部水域因营养盐累积而造成底质恶化.     

长江中下游浅水湖沉积物磷形态及其分布特征研究

对长江中下游7个浅水湖泊的表层沉积物,应用淡水沉积物中磷形态的标准测试程序(SMT)测定了其中的总磷、无机磷、有机磷、铁/铝磷和钙磷等5个部份,分析了各形态磷之间以及各形态磷与沉积物理化性质如总氮、有机质、主要氧化物组成之间的相关性.结果表明,研究区域内,表层沉积物总磷含量在217.8～3 337.2mg·kg-1之间,城市湖泊总磷含量总体上高于太湖等五大淡水湖;表层沉积物中的磷以无机磷为主,有机磷为辅,前者占总磷的比例多数处于60%～80%之间;从各形态磷含量的变化范围来看,Fe/Al-P＞OP＞Ca-P,而从百分含量的变化范围来看,则是Fe/Al-P＞Ca-P＞OP.表层沉积物中TP含量的增加主要来自Fe-P部分,其次来自OP部分;OP含量与Ca-P和Fe/Al-P的含量均有较好的正相关关系,而Ca-P与Fe/Al-P只有很弱的相关性.TN、有机质含量与OP、TP、Ca-P和Fe/Al-P均呈极显著正相关.TFe2O3与Fe/Al-P、TP、OP呈极显著正相关,而与Ca-P的相关性较弱;CaO与Ca-P呈极显著正相关,与OP有一定的正相关,与其他形态的磷则没有或只有微弱的相关性.     

衡水湖沉积物磷形态特征分析

在淡水湖泊系统中,磷是造成地表水体富营养化的主要限制性因子.因此,研究沉积物中磷含量及其形态分布对于了解天然水域富营养化进程具有重要意义.对衡水湖6个采样点的表层沉积物及柱状沉积物中的磷含量及其形态分布进行了研究.结果表明:表层沉积物中总磷(TP)平均含量为393.67～838.10 mg/kg;无机磷(IP)是表层沉积物中磷的主要形态,约占总磷的94％以上,有机磷(0P)只占很小的比例;闭蓄态磷(Oc-P)是无机磷的主要组成部分,约占无机磷(IP)含量的30％ ～ 65％;柱状沉积物中总磷含量变化复杂;人类活动对水体及沉积物中磷含量及其形态分布有重要的影响.     

黄河表层沉积物中磷的分布特征及磷的生物可利用性

采用改进的七步连续提取法分别对黄河中下游流域5个不同段位表层沉积物中总磷(TP)、有机磷(OP)及各种无机磷形态进行了分析,研究并探讨了沉积物中磷的分布特征及其对河海町能产生的影响,为预测黄河乃至渤海流域的营养状况、预防及科学管理等提供理论依据.结果表明,所测黄河表层沉积物中TP含量范围为240.71~576.59 μg·~(-1).以无机磷(IP)为主,占TP含量的85.73%～98.48%;OP含量占TP的1.52%～14.27%.受陆地河流和海流注入的影响,所研究沉积物样中TP、IP和0P含量的最大值均出现在靠近黄河口的渤海浅海区,其次是黄河口.IP分为6种形态磷.即交换态磷(Ex-P)、铝结合态磷(AI-P)、铁结合态磷(Fe-P)、闭蓄态磷(Obs-P)、自生钙结合磷(Ca-P)和原生碎屑磷(De-P),其中以De-P为主,其次是Ca-P,分别占TP的52.47%～73.67%和18.32%～38.20%,Ex-P、Fe-P和Al-P含量均相对较低,Obs-P含量最低.各形态磷的空间分布均与调查区沉积物粒径有一定相关性,粒径小于0.063 mm的沉积物样中TP和IP含量均最高.Ex-P、Al-P、Fe-P、Or-P和部分Ca-P作为黄河表层沉积物中潜在的生物可利用磷,其总量至少占TP的6.09%～24.46%.     

黄河上游沉积物中磷的存在形态及生物可利用性

采用七步连续提取法分别对黄河上游11个不同段位表层沉积物样中7种形态磷进行了分离分析,探讨了其变化规律和分布特征,分析了其生物可利用性及对黄河及海洋水体营养状况的影响。结果表明:所获得沉积物中磷的7种赋存形态为:交换态磷(Ex-P)、铝结合态磷(Al-P)、铁结合态磷(Fe-P)、闭蓄态磷(Obs-P)、自生钙结合磷(Ca-P)、原生碎屑磷(De-P)和有机磷(OP),其中De-P和Ca-P的含量范围分别为139.08～482.89mg.kg-1和40.30～125.55mg.kg-1,二者共占总磷(TP,为各形态磷的总和)含量的约87%,是沉积磷和无机磷(IP,前6种磷形态之和)的主要存在形态;OP含量范围为6.14～36.74mg.kg-1,平均占TP的4%;Ex-P、Al-P、Fe-P和Obs-P含量均较低,平均值分别为7.53、25.85、5.05mg.kg-1和0.64mg.kg-1,共占TP含量的约9%。各形态磷的含量分布直接与取样点及沉积物粒径有关。Ex-P、Al-P、Fe-P、Or-P和部分Ca-P作为黄河表层沉积物中潜在的生物可利用磷(BP),其总量至少占TP的5.91%～30.17%。根据黄河每年进入渤海的输沙量可初步估算出黄河泥沙入海后为海洋提供的BP的量达3.21～8.92万t。     

巢湖典型流域河道沉积物磷赋存形态研究

河道沉积物磷的含量和形态可为流域磷的来源解析及评估其对下游受纳水体的影响提供重要信息。选取巢湖典型支流丰乐河和柘皋河,在平水期对两个流域共计27个采样点进行了沉积物和河水采样,沉积物采用SMT(standards measurements testing)法进行分级测定磷的不同形态,包括总磷(TP)、无机磷(IP)、有机磷(OP)、铁铝磷(Fe/Al-P)以及钙磷(Ca-P),水样测定总磷(TP)和可溶性磷(DP)。结果表明,丰乐河沉积物中TP、IP和OP的平均含量分别为522.12、323.78和140.42 mg·kg^-1,而柘皋河分别为1 060.70、755.74和125.31 mg·kg^-1,均表现为TP＞IP＞OP。丰乐河IP中的Fe/Al-P平均含量高于Ca-P,而柘皋河则相反。柘皋河沉积物TP、IP、Fe/Al-P和Ca-P总体均高于丰乐河,但丰乐河OP含量略高于柘皋河。两河不同采样点沉积物不同形态磷含量均存在较大的空间差异。丰乐河和柘皋河河水TP平均值分别为0.10和0.18 mg·L^-1,均以溶解态为主,易导致富营养化。两个流域都是农业流域,河流中磷主要来源是农业非点源和城镇生活污水的输入。柘皋河农田和村镇都相对比较集中分布在河边,不同来源的磷更容易输送到达河道。柘皋河流域距入湖口近,沉积物和河水磷含量均高于丰乐河,因此柘皋河对加剧巢湖水体富营养化的风险更大,但丰乐河沉积物Fe/Al-P和河水磷含量也比较高,依然存在一定的风险。     

武汉东湖上覆水和沉积物中磷形态的垂直分布特征

武汉东湖是有代表性的城市浅水型湖泊。于春、夏两季对东湖庙湖湖区的上覆水和沉积物柱状样品进行了磷的形态分析,研究了各种磷形态在上覆水及沉积物垂直方向上的分布特征。结果表明,春夏两季东湖上覆水总磷(TP)含量分别为1.11和1.25mg·L-1,超过国家标准近6倍,富营养化程度严重。春季湖水中磷主要以颗粒态形式存在,夏季主要以溶解态形式存在。春季湖区沉积物中铁结合磷(Fe-P)比例最大,占沉积物TP的44.3%,夏季闭蓄磷(OcP)比例最大,占TP的36.3%,高比例的Fe-P从沉积物角度说明了庙湖湖区的污染程度严重。沉积物中不同磷形态在垂直方向上的分布变化规律复杂,其中TP、不稳态磷(LP)、铝结合磷(Al-P)和Fe-P含量随深度增加而降低,在表层0～10cm有富积现象。沉积物中TP含量与释放潜力较大的3种磷形态Al-P(r2=0.83)、LP(r2=0.84)和Fe-P(r2=0.59)含量呈显著正相关(P<0.0001),说明目前湖底沉积物中相当一部分磷是活性较大的磷,它可能成为水体营养物质的重要来源,造成持续的湖泊富营养化问题。     

巢湖周围池塘沉积物中磷的赋存形态及空间差异

对巢湖周围138口池塘表层沉积物,采用沉积物磷形态标准程序（SMT）分析了其中的总磷（TP）、无机磷（IP）、有机磷（OP）、铁／铝磷（Fe／Al-P）、钙磷（Ca—P）等5种形态及各种形态磷的空间差异,并分析了不同形态磷之间的以及各种形态磷与沉积物烧失量之间的相关性。结果表明,所调查的池塘表层沉积物TP、IP、OP、Fe／Al—P、Ca—P的含量分别为536．04～3659．89、153．55～3299．15、176．68～1076．16、96．19～876．17和105．29～880．22mg／kg;巢湖周围池塘表层沉积物TP、IP、OP、Fe／Al-P、CaI-P含量高于巢湖水体表层沉积物;IP、OP、Fe／Al-P、Ca—P占TP的比重分别在13．4％～90．14％、10．86％～93．91％、8．81％～45．69％和12．86％～61．05％。巢湖流域不同区域池塘各种形态磷存在明显的空间差异,义城、三河、环城-柘皋、中珲、炯炀、槐林-盛桥等区域池塘沉积物TP和IP含量较高,而严店、沐集、黄麓、忠庙-六家畈等区域TP和IP含量较低;白山区域的池塘表层沉积物中OP含量明显低于三河、环城-柘皋等处;槐林-盛桥、炯炀区域池塘表层沉积物中Fe／Al—P含量明显高于黄麓、忠庙-六家畈区域;白山、长临的池塘沉积物中Ca—P含量明显偏高。相关分析表明,池塘表层沉积物烧失量与TP、OP、Fe／Al—P和Ca—P呈显著或极显著正相关;TP与IP、OP、Fe／Al-P和Ca—P呈极显著正相关;但OP与IP、Fe／Al-P和Ca—P无相关性。     

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。     

天津于桥水库沉积物理化特征及磷赋存形态研究

以天津于桥水库作为我国北方湖泊的代表,应用淡水沉积物磷形态的标准测试程序(SMT)对于桥水库6个表层沉积物样品的理化特征及磷赋存形态进行分析,并在此基础上探讨了各形态磷之间及各形态磷与沉积物理化特征,如阳离子交换量、有机质总量、颗粒组成、主要金属含量之间的相关性。结果表明,研究区域内总磷含量为354～581mg·kg-1,其中以无机磷(IP)为主;占总磷含量的57.3%～74.7%;3种主要磷形态含量的大小依次为Ca-P>OP>Al/Fe-P,其中Ca-P是沉积物中磷的主要赋存形态;随着沉积物中有机磷含量的增加,有机质总量与阳离子交换量也逐渐提高,细粉粒(0.01～0.005mm)的含量也有所增加。此外,还对水库调水前后沉积物磷赋存形态的变化进行了研究,发现沉积物在调水期间主要扮演汇的角色,其中Fe/Al-P为调水期内变化最为活跃的磷形态。     

一个抽水水库的沉积物及其无机磷含量的分布特点

通过对抽水水库——大镜山水库沉积物粒径组成以及沉积物的无机磷形态分级分离的测定,研究了抽水水库沉积物及其无机磷含量的分布特点。结果表明,4个特征区域沉积物粒径组成差异较大,总无机磷含量在水库4个区域从入出水口至库尾呈明显的递减趋势,无机磷组分中,以O-P平均含量最高,其次是Fe-P,再次Ca-P、Al-P,抽水水库的进水与出水的方式及位置与典型水库虽然有很大的差异,但其沉积物及无机磷的分布都服从水动力学原则,沉积物中无机磷的分布与入库水动力学特点一致。各无机磷形态特别是Fe-P和Al-P在空间分布上表现有较大的差异,可能与无机磷结合态的活性有关。     

南亚热带富营养化浅水湖泊底泥磷的赋存形态及其对湖水的贡献

以南亚热带富营养化湖泊星湖为研究对象,对其4个子湖区底泥磷进行连续分级提取与测定．结果表明,星湖底泥总磷（Total phosphorus,TP）含量为352．32—710．33mg／kg,平均含量为505．82mg／kg,其含量大小依次为波海湖〉青莲湖〉仙女湖〉中心湖,其中生物可利用磷（Bio—available pbospborus,BAP）占TP的39．12％-52．59％,底泥TP主要由有机磷（Organic phosphorus,Org-P）、金属氧化物结合态磷（Metal oxides bound phosphorus,NaOH-P）和钙结合态磷（Calcium bound phosphoms,HCl-P）组成,其次还有少量可还原态磷（Redueible phosphorus,BD-P）和弱吸附态磷（Loosely absorbed phosphorus,NH4Cl-P）．不同形态磷的含量依次为：Org-P〉NaOH-P〉HCl-P〉BD-P〉NH4Cl-P．在底泥水-土界面存在一个明显的可溶性磷浓度梯度,为底泥磷向湖水释放提供了条件．     

绿狐尾藻生态沟渠在低温状态下对磷的去除

为解决冬季生态沟渠磷去除效率低的问题,设置低、中、高水位下3条绿狐尾藻生态沟渠,研究不同水位下绿狐尾藻生态沟渠在低温条件下的总磷(Total phosphorus,TP)去除表现。结果表明:绿狐尾藻生态沟渠在整个冬季均有较高的除磷效果,平均TP去除率为61.9%～73.7%,且在高水位条件下,相对较高的水温和水下空间利于绿狐尾藻的生长,从而促进了TP的去除;而低水位下较高的溶氧(Dissolved oxygen,DO)浓度和根土界面利于基质对TP的吸附。根据磷质量平衡,植物吸收和沉积物吸附分别占进水TP负荷的30.27%～48.75%和18.38%～24.95%。研究表明,绿狐尾藻是一种适合种植于生态沟渠,用于磷去除的耐寒水生植物。