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。     

冬季苦草分解速率及营养盐释放规律研究

采用分解网袋法研究了冬季苦草腐败分解速率及其氮、磷损失规律。结果表明:苦草腐败释放的磷大部分被底泥吸附,少量进入水体;释放到水体中的氨氮(NH4+-N)、亚硝态氮(NO2--N)和硝态氮(NO3--N)数量也较少;底泥减缓了苦草干重损失速度,而加快了TN和TP损失速率;苦草分解过程中磷的释放速率比氮快;苦草腐败分解具有阶段性,前36d分解迅速,以后分解速率显著下降。     

桑沟湾养殖海域柱状沉积物中磷的赋存形态和生物有效性

以桑沟湾扇贝和海带两个养殖海区的柱状沉积物为研究对象,采用连续提取法将沉积物中磷的赋存形态分为交换态磷（Ex-P）、铁结合态磷（Fe-P）、自生磷（Au-P）、碎屑磷（De-P）和有机磷（Or-P）,并分析了各形态磷的垂直分布特征;利用沉积物年代序列测定的结果,结合桑沟湾水产养殖历史,探讨了近200年来桑沟湾养殖海域沉积物中磷形态的含量变化情况,并进一步分析了该区域的生物有效磷。结果表明,柱状沉积物中上层各形态磷的含量高于底层,表明养殖活动使桑沟湾表层沉积物中的磷含量增大。各形态磷的含量在贝壳沉积区内变化幅度均较大,Or-P是沉积物中磷的主要形态;扇贝养殖区沉积物中的总磷（TP）、Or-P和海带养殖区沉积物中的TP、Or-P在沉积时间序列上分布基本一致,其含量变化与各时期工业生产和海水养殖活动密切相关;两个区域柱状沉积物中潜在生物有效性磷占总磷的百分比为61.2%和71.0%。沉积物中Ex-P的含量对该海域的初级生产力的影响较大。     

海州湾海洋牧场表层沉积物中磷形态及释放通量

为了解海州湾海洋牧场建设对沉积物-水界面磷酸盐交换的影响,于2017年5月采集了海州湾海洋牧场区表层沉积物及对应站点上覆水、间隙水等样品。采用SMT法(standard measurement test)分级提取磷的不同形态,包括可交换态磷(Ex-P)、铁铝态结合磷(Fe/Al-P)、钙结合态磷(Ca-P)并测定其浓度,结合室内磷通量模拟实验,尝试探索沉积物-水界面磷交换通量。结果显示,海州湾海洋牧场区表层沉积物中总磷(TP)浓度为392.44～463.46μg/g,IP浓度为219.21～282μg/g,Ca-P浓度为117.73～130.07μg/g。无机磷(IP)是磷的主要赋存形态;分级提取的磷形态浓度顺序为Ca-P Ex-P Fe/Al-P,对照区各种磷形态浓度大于鱼礁区,上覆水中的各种形态磷浓度均高于间隙水。室内模拟实验显示,沉积物中各种形态磷的浓度增加,IP仍为磷的主要赋存形态;沉积物-水界面TP、TDP(可溶性总磷酸盐)、PO_4~(3-)(可溶性正磷酸盐)的交换通量分别为-0.53～-0.05、-0.15～-0.01、-0.03～-0.29 mmol/(m~2·d)。实验初期交换速率较快,然后趋于平缓,与对照区相比,海洋牧场区磷的交换通量稍大,但都表现为从上覆水体向沉积物中迁移,即沉积物中的磷表现为上覆水的汇。     

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。     

冬季苦草分解速率及营养盐释放规律研究

采用分解网袋法研究了冬季苦草腐败分解速率及其氮、磷损失规律。结果表明：苦草腐败释放的磷大部分被底泥吸附,少量进入水体;释放到水体中的氨氮（NH4＋-N）、亚硝态氮（NO2--N）和硝态氮（NO3--N）数量也较少;底泥减缓了苦草干重损失速度,而加快了TN和TP损失速率;苦草分解过程中磷的释放速率比氮快;苦草腐败分解具有阶段性,前36d分解迅速,以后分解速率显著下降。     

东太湖沉积物中磷的形态分布特征研究

应用化学连续提取法对东太湖沉积物中不同形态的磷进行提取,并分析了其空间分布特征和垂直分布特征。结果表明,东太湖沉积物中磷形态以碎屑态磷(Ca-P)、有机磷(Or-P)、自生磷(De-P)、铁结合态磷(Fe-P)为主,平均含量分别为188.6±32.5、73.1±18.6、45.2±3.3、34.3±18.5μg/g;弱吸附态磷(Ex-P)、闭蓄态磷(Oc-P)和铝结合态磷(Al-P)含量较低,分别为6.7±2.2、4.0±1.9、1.3±0.4μg/g;总磷（TP）的平均值为353.1±46.3μg/g。Ca-P、Or-P 、De-P 、Oc-P四种不易释放的磷形态占88%,而Fe-P、Ex-P、Al-P三种易释放的磷形态仅占12%。除了Ca-P含量随沉积物深度的增加而增大,Al-P含量较低且随深度增加无明显变化,其他各形态磷含量大致随深度的增加而减少,表现出“表层富集”现象。上述结果表明,东太湖的内源磷负荷较小,但有增加的趋势。     

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。     

洞庭湖氮磷时空分布及形态组成特征

为探究洞庭湖水体营养盐形态结构与时空分布特征,分别于2014年8月(丰水期)和2015年1月(枯水期)在入湖河流、湖体、出湖口设置16个代表性断面采集水样,分析了氮、磷营养盐的特征指标。结果表明:1洞庭湖水体中,总氮(TN)含量为1.60~3.65 mg/L,平均值2.25 mg/L,总磷(TP)含量为0.060~0.359 mg/L,平均值0.138 mg/L;颗粒态总氮(TPN)含量为0.07~1.39 mg/L,平均值0.25 mg/L,颗粒态总磷(TPP)含量为0.003~0.172 mg/L,平均值0.05 mg/L;2时空分布上,水体中氮、磷含量整体表现为丰水期高于枯水期,出湖口最高,东洞庭湖高于西、南洞庭湖,入湖河流差异大的特征,颗粒态氮磷呈现自西向东呈逐渐增加趋势,与悬浮物(SS)的空间分布一致;3形态组成上,洞庭湖水体中氮磷以溶解态为主(TDN/TN为88.0%、TDP/TP为66.7%),三峡工程2003年蓄水前后,洞庭湖磷营养盐形态组成发生了大的变化,由以颗粒态磷为主(TDP/TP 20.0%~35.6%)转变为以溶解态为主,而氮营养盐形态组成基本未变;4营养结构上,洞庭湖大多数断面TN/TP在10~22,且氮、磷浓度远高于水体富营养的限制阈值,比较适宜藻类生长。相关分析显示,洞庭湖TN、TP、TDN、TDP均与Chl-a相关性不显著,因此认为洞庭湖氮、磷营养盐对藻类生长的限制作用不明显。     

洱海河口湿地沉积物环境因子对磷形态空间分异的影响

为探讨沉积物理化指标、可提取态金属元素浓度等环境因子对沉积物磷空间分异规律的影响,选择洱海入湖河口湿地沉积物为研究对象,分析了无机磷形态在湿地水平和垂直方向的空间分异,讨论了沉积物环境因子的影响。结果表明:(1)洱海入湖河口湿地沉积物总无机磷(TIP)含量变化范围为1360.24~2093.66 mg/kg,其中残渣态磷(RP)含量最高,占比变化范围为62.94%~85.18%,铁/铝结合态磷(Fe/Al-P)和钙结合态磷(Ca-P)含量次之,占比变化范围分别为9.37%~25.97%和0.54%~11.42%,可交换态磷(EP)和水溶态磷(DP)含量最低,占比变化范围分别为0.94%~3.91%和0.22%~0.65%。(2)水平方向上,TIP和各形态磷含量总体上均呈现沿水流方向逐渐递减的规律,其中TIP、EP、Fe/Al-P、Ca-P在出口位置含量稍高于湿地内部;垂直方向上,DP、EP、Fe/Al-P和RP含量在表层富集,随深度增加呈下降趋势,Ca-P含量在表层较低,在中层和底层富集。(3)冗余分析显示,可提取态金属含量最低的Mn对磷形态分布规律(P<0.05)的解释率最高(12.7%);相关性分析显示,可提取态Al、Mn含量、pH和ORP对各磷形态分布的影响程度随深度的增加而加强;而可提取态Ca含量对Ca-P的影响随深度的增加而减弱。     

水体营养水平及附着藻类对苦草生长的影响

为研究不同水体营养水平及附着藻类对沉水植物生长的影响,选择苦草(Vallisneria natans)作为研究对象,在4种水体营养水平下进行42 d的室内试验。结果表明:试验结束时,中营养及富营养处理组苦草的相对生长率、超氧化物歧化酶(SOD)活性、丙二醛(MDA)含量和附着藻类生物量与贫营养及重富营养处理组具有显著性差异(P<0.05);贫营养处理组苦草的可溶性糖含量显著高于其它处理组(P<0.05);苦草氮磷含量及可溶性蛋白含量与水体营养水平呈明显正相关,且贫营养及中营养处理组与富营养及重富营养处理组之间差异显著(P<0.05);各处理组水体叶绿素a含量差异不明显。表明在中营养(TN=0.8 mg/L,TP=0.08 mg/L)条件下,苦草的生长情况最佳。     

流沙湾表层沉积物中碳、氮、磷的分布特征和污染评价

2012年5月至2013年1月,每季度在流沙湾内湾养殖区、外湾养殖区和外湾非养殖区采集沉积物和水质样品,测定沉积物的总有机碳（TOC）、总氮（TN）和总磷（TP）质量分数,以及底层水溶解氧（DO）和水温（T）,结合水动力分析,研究其表层沉积物中富营养物质碳（ C）、氮（N）、磷（P）的分布特征和受污染程度。结果表明,流沙湾的物理地形决定了湾内流场水流缓慢、内外湾之间水交换过程缓慢的固有特征。底层水 DO 自春季开始逐步升高,冬季达到最大值。内湾养殖区的底层水 DO 均值低于外湾。表层沉积物 TOC 和 TP 质量分数没有明显的季节差异,但 TN 质量分数在春、夏季明显高于秋、冬季。养殖区的 TOC、TN 质量分数均显著高于非养殖区,且以内湾养殖区最高,其 TP 空间差异不显著。流沙湾表层沉积物 TOC 年平均有机碳污染指数为1.29,TN污染指数达2.98,而 TP 磷污染指数仅为0.92,表明该海域已受到中等水平的氮污染和低水平的有机碳污染,且现有养殖格局加速了养殖区的富营养物质沉积。     

太湖原位围隔中水深对苦草生长的影响

2015年6月15日至7月27日,在太湖北部湖湾原位围隔中,通过盆栽试验方法,利用不锈钢架,采用湖泥培养的苦草(Vallisneria natans),进行为期45 d的原位试验。试验共设置3个水深梯度,分别为1.0 m、1.5 m和2.0 m,依次记为D_1、D_2、D_3;将试验架顶部固定在围隔的浮体上,通过上下浮动保持试验水深,观测苦草在不同水深梯度下生长指标的变化,分析水深对苦草生长的影响,探究苦草在太湖北部湖湾生长的适宜水深。结果表明,不同水深围隔间的总氮、总磷浓度和蓝藻数量不存在显著差异(P0.05)。水深是影响苦草生长的关键因子,不同水深梯度下苦草的成活率、分蘖数和平均叶长等指标均存在一定差异。苦草的成活率随水深增加明显降低,1.0 m水深苦草的成活率与其他2组差异显著(P0.05),试验第7天,3个水深处理组苦草的成活率分别为91%、30%和27%;第28天,3组成活率依次降至64%、9%和5%。试验前期,苦草的平均叶片长度随水深增加而减小,试验后期D_1组苦草叶片出现断裂现象,试验第14~28天,D_1组苦草平均叶长由10.3 cm缩短到4.46 cm,缩减了57%。1.0 m水深苦草有分蘖出现,1.5 m和2.0 m均未出现分蘖现象。1.0 m以内湖滨带较适合太湖北部湖湾苦草的恢复重建,但需借助消浪桩和软围隔等措施降低风浪和蓝藻水华对沉水植物生长的影响。     

上海地区池塘沉积物中氮、磷、有机碳及重金属风险评价

为综合评估上海地区池塘沉积物环境质量状况，2016-2019年对上海地区36个养殖场池塘采集沉积物样品360个，检测和分析沉积物中总氮（TN）、总磷（TP）、总有机碳（TOC）及重金属Cu、Zn、Pb、Cd、Cr、Hg和As含量。研究结果表明，池塘0~10 cm层和10~20 cm层沉积物中TN、TP、TOC及各重金属均值分布无显著差异（P>0.05），0~20 cm层沉积物（干重）中TN、TP和TOC平均含量分别为（873.37±352.45）mg/kg、（685.66±199.66）mg/kg和（6.62±3.05）mg/g，三者相关性显著。综合污染指数法和有机指数法评价结果表明，池塘沉积物中氮和有机物质的累积量较低，磷累积量相对较高，均低于其他地区高产池塘。池塘沉积物中Cr、Cd、Cu和Hg样品超标率分别为6.42%、3.21%、4.13%和1.38%，Zn、Pb和As无超标现象。地质累积指数、潜在生态危害指数法和一致性沉积物质量基准评价结果表明，上海地区池塘沉积物中重金属整体上处于清洁等级、低潜在生态危害状态，预测不会引发生物毒性效应。     

对虾养殖池沉积环境中TOC_TP_TN和pH垂直分布

１９９５年冬季,测定了青岛地区四个池龄１０年以上的对虾养殖池不同层次沉积物中有机碳（ＴＯＣ）、总氮（ＴＮ）、总磷（ＴＰ）和ｐＨ并研究了其垂直分布。结果表明,沉积物中的ＴＯＣ和ＴＮ污染较底层严重,泥质虾池表层污染较泥沙质更严重。沉积物中ＴＰ为输出过程而导致缺乏,ＴＰ的受扰动层与ＴＯＣ和ＴＮ的污染层基本一致。沉积物的ｐＨ无规律性变化。     

Influence of sediment phosphorus on utilization efficiency of phosphate fertilizer: a mesocosm study

Influence of initial sediment phosphorus content of the pond sediment on P dose efficiency was examined in a laboratory experiment using four types of sediments collected from ponds located along a nutrient gradient in a sewage‐fed fish farm. Each sediment type (500 g) was dispensed in a glass jar with water and treated with single super phosphate (SSP) treatment at 1.25, 2.5, 5.0 and 10.0 mg L^?1 in triplicate. Determination of orthophosphate (OP) and soluble reactive phosphorus (SRP) in water and available and total P in sediment showed increased response in relation to dose and time. At a given dose, the rate of increase for all species of phosphate in sediment or water was maximum in the case of local pond (LP) soil followed by stocking pond (SP), facultative pond (FP) and anaerobic pond (AP) soil, suggesting that utililization of phosphate fertilizer was much better under oligotrophic conditions than under eutrophic states. The SSP‐induced OP peak at 10 mg L^?1 in LP sediment was similar to that of 5.0 mg L^?1 in AP sediment containing 59% enhanced initial phosphate, implying that fertilizer application can be profitably reduced by 18% in the former without limiting the OP level in the water phase. It is concluded that dosage selection of phosphorus fertilizer in aquaculture ponds should be based on an evaluation of the initial P status of the system.