南亚热带水库消落带土壤主要金属元素流失及其对沉积物磷释放的影响

磷从陆地向水体迁移以及沉积物内源磷的释放是水体富营养化的主要过程。南亚热带地区土壤富含铁,铁结合态磷是该地区土壤和沉积物中磷的重要组成部分,铁与磷的相互关系可能在该地区水体富营养化中扮演关键角色。本文比较了中国南亚热带地区31座大型水库消落带裸露土壤、表层沉积物和水体中的磷和主要金属元素(Al、Ca、Fe和Mn)含量或浓度。结果显示：沉积物与消落带土壤中各元素含量的比值依次为Mn>P>Fe>1>Al>Ca,与土壤铁和锰高的流失率相比,铝和钙基本无流失作用,铁和锰从流域土壤向水体和沉积物迁移可能是华南地区水体铁锰超标的重要原因。水库消落带土壤和表层沉积物总磷与铁含量显著正相关(p<0.05),且沉积物铁结合态磷含量占总磷的百分比显著高于土壤(p<0.05)。表明磷主要与流域土壤中的铁结合并共同迁移、沉降,最终汇入沉积物中。当Fe：P>70时,水体磷浓度基本低于20μg/L,水库处于中营养状态,表明表层沉积物中的铁能吸附水体磷并抑制磷释放,此时沉积物是磷的“汇”。当Fe：P<70,总磷含量与铁含量之间无显著相关性,水体磷浓度与沉积物铁磷比显著负相关( p<0.05),表明这些水库沉积物中铁对磷的吸附可能已开始饱和。暗示沉积物铁磷质量比为70可能是南亚热带水库沉积物开始由磷汇向磷源转化的关键阈值。     

广州市主要湖泊沉积物磷的赋存形态

沉积物中磷的富集及其形态学特征是导致城市水体富营养化的重要因素之一。2016年-2017年对广州市8个主要城市湖泊花都湖、白云湖、东山湖、流花湖、天河湖、海珠湖、荔湾湖、麓湖表层沉积物的总磷（TP）及各形态磷的含量与分布特征进行了研究，并运用单因子污染指数法和生物有效性指数法对沉积物磷污染程度进行了评价。结果表明:广州市湖泊表层沉积物TP含量范围为368~5276 mg/kg，平均值为3277 mg/kg，其分布特征表现为东山湖>白云湖>花都湖>流花湖>天河湖>荔湾湖>麓湖>海珠湖。TP中以无机磷（IP）为主要存在形式，占TP含量的67.56%~87.44%，IP中又以铁结合态磷（Fe-P）为主，占TP含量的32.77%~60.24%，均值为42.88%。相关分析表明TP与Fe-P和有机磷OP，Fe-P与De-P，Ca-P与OP呈显著的正相关关系，表明其来源的相似性。通过分析可将广州市湖泊分为受珠江干流直接影响、接纳河涌入水、相对封闭和无明显外源输入的四类湖泊，表明输入源是决定广州市湖泊沉积物磷含量与分布特征的主要因素，工业废水、生活污水是主要污染源。单因子污染指数与生物有效性指数评价结果显示广州市湖泊沉积物整体处于重度磷污染水平。本研究对于科学评估广州市城区湖泊环境状况、潜在生态风险，有针对性的进行生态修复具有重要的意义。     

长寿湖表层沉积物中磷的赋存形态及生物有效性分析

基于连续提取法对长寿湖15个采样点沉积物中磷的赋存形态进行了研究,并探讨了磷的生物有效性和评价了沉积物的污染性。结果表明：①无机磷(IP)是长寿湖表层沉积物总磷(TP) 中的主要赋存形态,平均占总磷(TP)的74.82%,有机磷(OP)只占较小部分。②无机磷(IP)中自生钙磷(Ca-P)所占比重最大,各形态磷所占比重大小依次为：Ca-P﹥Fe-P﹥Detr-P﹥Ads-P。③相关性分析表明,总磷(TP)的含量及分布主要受到无机磷(IP)的影响,无机磷(IP)受到自生钙磷(Ca-P)的控制。④长寿湖表层沉积物中潜在生物有效磷的含量为412.13～713.25μg•g-1,平均占总磷(TP)的89.98%,具有很强的释磷潜力。⑤长寿湖表层沉积物呈中度污染,应加强监测和治理。     

渤海中部海域表层沉积物磷形态及潜在生物可利用磷分布特征

磷是海洋浮游植物生长和繁殖所必需的重要生源要素，也是海洋初级生产力和食物链的基础元素，沉积物中能参与界面交换的生物可利用磷（Bioavailable phosphorus, BAP）的潜在含量取决于沉积物中磷的形态，而渤海中部区域的相关研究较少。因此本文以渤海中部海域的5个区域（唐山沿岸、秦皇岛沿岸、渤海东北部海域、渤海海峡、渤海西南部海域）为研究对象，采用分级浸取法，测定了23个采样点的沉积物样品中磷的组分、含量，并计算潜在BAP含量，研究分析了其分布特性及影响因素。结果表明：渤海中部海域表层沉积物中无机磷（Inorganic phosphorus, IP）是渤海中部海域表层沉积物中总磷（Total phosphorus, TP）的主要存在形式，唐山沿岸、秦皇岛沿岸、渤海东北部海域、渤海海峡、渤海西南部海域这五个区域沉积物中IP含量平均分别占其 TP含量的78.39%、79.06%、71.46%、84.60%、81.46%，而有机磷（Organic phosphorus, OP）则均占较小的比例。IP均以碎屑磷（Detrital phosphorus, De-P）为主要赋存形态，平均分别占TP的54.02%、52.12%、33.33%、69.41%、57.28%，IP中各形态磷的含量顺序为：碎屑磷（Detrital phosphorus, De-P）>?闭蓄态磷（Occluded phosphorus, Oc-P）>铁/铝吸附态磷（Fe and Al oxidation state phosphorus, Fe/Al-P）>弱吸附态磷（Exchangeable phosphorus, Ex-P）>钙结合态磷（Calcium-bound phosphorus, Ca-P）。河流输入、沉积物粒度和沉积环境是影响渤海中部海域表层沉积物中不同形态磷含量及分布的主要因素。根据沉积物中潜在的BAP含量分析表明，唐山沿岸、秦皇岛沿岸、渤海东北部海域、渤海西南部海域表层沉积物中潜在的BAP含量平均分别占 TP 的44.77%、46.94%、64.87%、40.54%，具备较强的向水体中释放磷的潜力。为渤海中部海域有效地提供沉了积物环境的相关信息。     

新型锁磷剂组合混凝剂调控富营养化水体沉积物研究

沉积物中磷的释放和藻类复苏是导致藻类水华频繁发生的主要原因之一。本研究以福建省富营养化山仔水库沉积物为研究对象,通过实验室模拟实验探究新型锁磷剂对沉积物磷释放控制和藻类复苏的抑制效果。实验结果表明,投加新型锁磷剂使得沉积物总磷(TP)和较稳定的钙结合态磷(Ca-P)分别增加10.8%和15.9%,减少了沉积物中磷的释放。实验过程中,以水体和表层沉积物中磷酸含量投加理论计量100∶1的新型锁磷剂藻类复苏的抑制率仅有34.0%;投加两倍计量的锁磷剂显著提高了对沉积物藻类萌发的抑制能力,达到了69.2%,但同时重金属残留引起的生态风险增大且成本较高;推荐用量锁磷剂组合了60 mg/L的聚合氯化铝(PAC)或硅藻土,具有较好的抑藻率且改变了水体中浮游植物的群落结构组成。因此,修复富营养化水体时,需要综合评估抑藻率、药剂成本和生态风险,因地制宜地将新型锁磷剂与混合剂组合联用可以达到更好的调控效果。     

沉水植物苦草对沉积物各形态磷时空分布的影响

监测苦草生长过程中根系及沉积物中磷含量和形态的时空变化,探讨苦草根系在生长过程中对沉积物磷时空分布的影响。聚乙烯塑料桶中铺设沉积物为暴发水华水体的底泥,厚度10cm,干重4 821.00g,底泥铺设完毕后缓慢注入100L水(TP 0.02mg/L)。试验桶种植2g苦草休眠芽。沉积物样品磷形态分析采用国际通用的SMT法,在采集沉积物同时采集苦草样品,测定根系生长情况及根系在沉积物中的分布。结果表明:苦草在生长过程中能降低沉积物各层总磷(TP)、NaOH提取磷(NaOH-P)、HCl提取磷(HCl-P)、无机磷(IP)和有机磷(OP)的含量,沉积物各形态磷含量的下降速率为:NaOH-PHCl-PIP=OP;随着苦草根系的生长,在苦草根系分布区沉积物中各形态磷的含量明显低于非根系分布区。苦草根系通过对环境因子氧化还原电位和pH的改变从而影响根系周围沉积物磷的含量,沉积物中各形态磷含量随着苦草根系面积的增加而减小。     

人工湖泊滴水湖水质演变趋势及富营养化分析

对上海临港新城滴水湖自建成以来的水质指标进行为期6年的监测。结果表明,湖区自2004年蓄水以来,水体盐度已由3逐渐下降到2010年的1左右;N/P也呈现逐年下降的趋势,其中磷是滴水湖的营养限制元素;湖区总体水质基本维持在地表水Ⅳ～Ⅴ类,影响水质的主要污染物为CODMn、TP、TN和BOD。对湖区富营养化分析的结果表明,其富营养化程度变化趋势与水体中叶绿素a含量的变化基本一致,TP是影响其叶绿素a含量和水体富营养化程度的主要指标,且在夏秋季节容易出现富营养化指数上升的现象。     

生态浮岛植物在富营养化养殖水体中去磷途径的初步分析

植物修复富营养化养殖水体过程中磷(P)的去除途径主要包括植物吸收、植物根系吸附、底泥吸附和还原状态下的磷挥发。为了深入探讨植物修复去磷机理,阐明植物修复富营养化养殖水体过程中磷的去向问题,分别以夏秋季(高温)和冬春季(低温)的高效除磷植物大漂和冬牧70组成的生态浮岛为研究对象,通过研究模拟条件下的富营养养殖水体生态修复系统,研究不同温度季节下生态浮岛植物在富营养养殖水体中各去磷途径对水体总磷(TP)去除量的贡献率大小。结果表明:经过20 d处理后,生态浮岛植物大漂和冬牧70对富营养化养殖水体中总磷的去除效率都较高 ,均达50%以上;在生态浮岛植物修复富营养养殖水体过程中最主要的磷去除途径都为植物吸收作用和底泥吸附作用,分别占水体中总磷去除量的23%~58%和27%~51%;其次是植物根系吸附作用,占水体中总磷去除量的13%~28%;贡献率最低的是还原状态下的磷挥发,一般低于1.5%,几乎可忽略不计。     

聚磷菌群对养殖废水磷污染的处理

水产养殖业的集约化发展加大了人工饵料的需求量，大量残饵、渔用肥料、养殖动物粪便等排泄物和生物残骸等所含的营养物质氮、磷以及悬浮物和耗氧有机物等直接进入水体，成为水体富营养化的直接污染源。研究表明，人工配合饵料每生产1kg鱼约有800g有机物、70g氮和14g磷通过各种形式进入水体，为富营养化提供了便利。磷是水体富营养化的限制性因子，因此减少水体中磷含量是控制水体富营养化的重要举措。生物修复技术以其低投资、高效益、没有二次污染的特点，成为近年来研究的热点，而微生物是地球生态系统中最重要的分解者，其对环境中污染物的代谢作用是生物修复的技术基础。本文以微生物修复为基础，采用不同的方法，研究了聚磷菌群处理水产养殖水体磷污染的效果，为水产养殖业可持续发展提供一定借鉴作用。     

盐生植物碱蓬在富营养化海水养殖尾水修复中的应用

为了考察盐地碱蓬(Suaeda sala)由内陆生境转移到海水生境后的生长情况及对海水养殖池塘水体修复的效果,配制了4种不同富营养化程度的水体,采用水培的方法,测定了碱蓬对水体中COD、BOD_5、TN、TP的处理效果及植株体内试验前后TP、TN含量的变化。结果显示,随净化时间的延长,TN、TP均呈下降趋势,一周后TN浓度维持在1.5～3.0 mg/L;随着水体中TP、TN浓度的增大,碱蓬的处理效果增加,且试验前后碱蓬植株体内TP、TN的含量也随水体中TP、TN浓度的增大而增加。随着净化时间的延长,不同程度富营养化水体中的COD、BOD_5呈明显下降趋势。pH值在不同程度富营养化水体中呈先降后升的趋势,修复1周后,各水体均呈弱碱性。由于盐生植物吸收一定的盐离子维持自身的营养需要,水体盐度表现出下降。试验表明,盐地碱蓬从内陆生境转移到海水生境后,不但适应了水生环境,也通过根系吸收、根际微生物等作用方式对水中的氮、磷、COD等产生了良好的去除效果,盐地碱蓬修复海水养殖池塘水体具有良好潜力。     

贵州草海重污染区生态修复水质效果评估

对比分析贵州草海重污染湖区沉水植物生态修复区与对照区沉积物内源磷释放通量,探讨外源负荷得到有效控制后草海重污染区沉水植物生态修复效果,为草海综合污染治理与生态恢复提供一定的数据支撑和科学依据。2018年在草海修复区内和对照区各布设3个采样点, 10月至次年10月每个月分别对修复区和对照区水质开展连续跟踪监测。利用薄膜梯度扩散技术（DGT）对比分析了修复区和对照区内源磷释放通量,综合评估了草海重污染区生态修复效果。结果表明,沉水植物修复工程实施一年后,修复区水体氨氮（NH3-N）、总磷（TP）和溶解活性磷（SRP）浓度分别降低为对照区的65%、42%和67%。修复区沉水植物生长茂盛,水体DO含量稳定在8 mg/L以上,透明度显著提高,水质明显改善,CODMn 、NH3-N、TP浓度分别降低至5.7、0.39 、0.05 mg/L,达到地表水Ⅲ类标准。生态修复工程对内源磷释放量削减30% 以上,修复区内源磷贡献率38%,远低于对照区（74%）。当草海流域外源污染得到有效控制后,沉水植物生态系统恢复成为重污染区内源污染控制与水环境修复有效的手段。     

杭州西湖浮游植物群落对沉水植物恢复的响应

为评价杭州西湖沉水植物恢复对浮游植物群落的影响,以西湖湖西水域(茅家埠、乌龟潭、浴鹄湾)为代表,通过5年连续采样监测数据,研究了该区域沉水植物恢复前后浮游植物物种组成、生物量、多样性指数及其与水质理化参数的动态变化关系。结果表明,2009-2013年共检出浮游植物156种,隶属8门、78属,其群落结构在3个湖区间不存在显著差异(P0.05),藻类优势种的年际变化呈现由绿藻门(Chlorophyta)的球衣藻(Chlamydomonas globosa)、小球衣藻(Chlamydomonas microsphaera)和蓝藻门(Cyanophyta)的铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)、不定微囊藻(Microcystis incerta)逐渐向绿藻门的蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)、细丝藻(Ulothrix teneriima)、多形丝藻(Ulothrix variabilis)和硅藻门(Bacillariophyta)的颗粒直链藻(Melosira granulata)、具星小环藻(Cyclotella stelligera)转变。浮游植物群落的Margalef和Shannon-Weiner多样性指数分别在0.632~3.396和0.581~4.438之间变化,指示水体处于中度富营养状态且有转好趋势。调查期间水体总氮和总磷浓度分别在0.92~5.26 mg/L和0.005~0.108 mg/L。水质理化参数分析表明,茅家埠和乌龟潭浮游植物生物量与水体总氮的变化呈显著正相关(P0.05)。研究表明,相比工程实施前,西湖湖西水质有明显好转,沉水植被恢复是富营养化水体治理的有效措施之一。     

太湖流域城市湖泊大型底栖动物群落结构及影响因素研究

太湖流域城市湖泊富营养化问题严重,研究不同营养水平城市湖泊底栖动物群落的差异及成因,可为丰富底栖动物生态学研究和城市湖泊生态系统恢复提供参考。本研究于2018年12月、2019年3月、6月、9月在太湖流域15个城市湖泊开展了四个季度的调查,结果显示,重度、中度、轻度富营养和中营养水体分别占10.03%、36.89%、42.07%和11.00%。随水体营养下降,透明度显著上升,浊度、总磷和叶绿素a浓度显著下降,大型底栖动物总生物量、蚌类密度和生物量上升,寡毛类密度和生物量下降。在重度富营养水体中,底栖动物总生物量显著小于其他类型水体（P<0.01）;在轻度富营养和中营养水体中,蚌类密度和生物量显著大于重度和中度富营养水体（P<0.01）,寡毛类密度则显著小于重度和中度富营养水体（P<0.01）。Shannon-Wiener、Simpson和Pielou指数随水体营养水平下降,先上升再下降,在轻度富营养水体中最高。结构方程模型分析发现,在轻度富营养和中营养湖泊中,水温、总磷和叶绿素a浓度是影响底栖动物群落的关键环境因子。总磷浓度升高会显著促进软体动物增长（P<0.01）,对螺、蚌的路径系数分别高达0.414和0.440。总磷浓度与水温上升都能显著促进多毛类种群增长（P<0.01）,抑制水生昆虫种群（P<0.01）,路径系数分别为0.376和-0.423。本研究认为,城市湖泊水体中总磷和叶绿素a浓度对大型底栖动物群落结构有重要影响,对磷和藻类的控制,对城市湖泊底栖动物群落恢复和水生态系统修复有重要参考价值。     

南四湖水环境状态分析与评价

根据南四湖主要入湖河流及湖内15个站点的水质监测参数-叶绿素a（Chl-a）、总磷（TP）、总氮（TN）、透明度（SD）和高锰酸盐指数（CODMn）,从年际、年内不同时间段和不同监测点对南四湖及其入湖河流水质进行综合分析,旨在为南四湖的资源保护、南水北调东线工程建设及可持续发展提供依据。结果表明,湖区氮、磷浓度分布不均,空间分布具有非均一性;2010年与2004年相比,TN、CODMn有波动,总磷和叶绿素a分别下降了65.00%和60.59%,透明度升高了40.62%。南四湖及其周边河流水质总体有改善,水体的富营养化状况有所好转,但远低于Ⅲ类水质标准,尤其南阳湖,有些监测点已达重度富营养。通过对该水域的富营养化状况进行综合分析与评价。     

东湖生物膜的建群过程及其生理特性研究

为探讨天然水体中生物膜的建群过程及生理特性,本研究将人工基质大理石投放到东湖沿岸带浅水区域,分析了生物膜在人工基质上从开始建群直至发育为成熟群落,并最终衰退的整个过程。结果表明,建群过程中,生物膜的生物量(叶绿素a、蛋白质、干重、无灰干重)、营养物质含量(总氮、总磷)均呈现先上升后下降的趋势,各指标之间具有显著相关性。低温会减缓生物膜的生长,弱光会加剧生物膜的衰退,生物膜的生长发育会影响周围水体氮、磷元素浓度。生物膜中碱性磷酸酶活性与自身生物量呈显著正相关性。水体中氮/磷的比值决定生物膜中氮/磷的比值。刚毛藻属是东湖生物膜的优势物种。对生物膜建群过程及生理特性的研究,有助于更好地将生物膜应用于污染水体的净化和修复。     

Effects of Aeration, Alum Treatment, Liming, and Organic Matter Application on Phosphorus Exchange between Soil and Water in Aquaculture Ponds at Auburn, Alabama

Application of readily-oxidizable organic substrate to laboratory soil-water systems and fish ponds caused anaerobic conditions in bottom soil and water, and concentrations of soluble reactive phosphorus (SRP) increased. Aeration of ponds increased total phosphorus (TP) concentrations by suspending soil particles in the water, but SRP concentrations declined because of increased oxy- genation of bottom water and soil, Alum [Al₂(SO₄)₃·14H₂O] treatment of ponds reduced SRP and TP concentrations in ponds, but the low concentration of alum used, 20 mg/L, had little residual effect on phosphorus concentration. Application of agricultural limestone at 0.2 kg/m² to ponds with soil pH of 5.5 and Ca²⁺ concentration of 5 mg/L did not affect SRP and TP concentration. Unless pond soils were anaerobic at their surfaces, a condition not acceptable in thermally-unstratified fish ponds, soils released little phosphorus to the water. Strong adsorption of phosphorus by soils in intensive ponds with feeding is beneficial, because removal of phosphorus by aerobic soils is a control on excessive phytoplankton growth. In fertilized ponds, phosphorus must be applied at frequent intervals to replace phosphorus removed from the water by soils.