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%.     

黄河中游表层沉积物中无机磷的化学形态研究

采用连续浸提法对黄河中游不同粒级表层沉积物中无机磷的各种存在形态进行了研究。结果发现,黄河中游表层(5cm)沉积物中总无机磷的含量范围为1187.08～1467.98μg.g-1,平均为1360.68μg.g-1;在所有不同粒级的表层沉积物中Ca-P含量占总无机磷的绝大部分,Fe-P含量极微,各形态无机磷含量的高低顺序为:钙结合态磷(Ca-P)、闭蓄态磷(Obs-P)、铝结合态磷(Al-P)、吸附态磷(Ads-P)和铁结合态磷(Fe-P);除Ca-P(Fe-P不确定)外,其他各形态磷的的含量均随沉积物粒度变细而增高。     

巴丹吉林沙漠沙样中磷形态的分析研究

采用7步连续浸提法对巴丹吉林沙漠西北部黑风口沙样中磷的各种形态进行了分析测定.并对沙样进行了分级形态研究.结果表明,在各种不同粒度的黑风口沙样中总磷(TP)含量范围为184.95～338.66μg·g-1,平均含量254.34μg·g-1,其主要组成为无机磷(IP),平均含量为246.60 μg·g-1,平均占TP的96.96%;而有机磷(Or-P)含量范围为2.85～18.72 μg·g-1,平均占TP的3.04%.在所有不同粒度的沙样中,自生钙结合磷(Ca-P)含量最高,平均含量为174.52μg·g-1,占TP含量的68.62%,其次是原生碎屑磷(De-P),占TP含量的23.25%,二者占TP含量的绝大部分;其他各形态磷含量的高低顺序依次为:有机磷(Or-P)、铁结合态磷(Fe-P)、铝结合磷(Al-P)、交换态磷(Ex-P)、闭蓄态磷(Obs-P).在所取沙漠颗粒物样中TP、Ca-P、De-P、Fe-P、Obs-P各自含量都随沙样粒度的减小而增大,而Or-P的含量变化则相反;Ex-P、Al-P含量受颗粒物粒度变化的影响趋势不明显.     

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.     

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。     

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.     

杭州湾北部沉积物中磷形态及其空间分布特征

采用过硫酸钾紫外分光光度法测定杭州湾北部沉积物中总磷,SMT分级提取方法对沉积物中无机磷进行提取并分析无机磷中各形态磷的含量,有机磷的含量则为总磷含量与无机磷含量的差值,探讨了不同形态磷的分布特征。结果表明：沉积物中总磷TP的范围为722.25-874.49μg/g,整体呈现靠近海岸逐渐增大的趋势,无机磷(IP)占63%,钙结合态磷(Ca-P)、有机磷(OP)、铁铝结合态磷(Fe/Al-P)、可交换态磷(Ex-P)为是磷的主要赋存形态。Ca-P沿杭州湾北部自南向北呈减小趋势;Fe/Al-P在杭州湾北面含量较高,随着向外海延伸,其含量逐渐降低;Ex-P的空间分布与铁铝结合态磷的分布相似,随着远离海岸方向基本呈现出减小的趋势。OP在海岸至外海的方向上无明显规律,其空间分布与IP的空间分布呈现近似相反的结果。生物有效磷(BAP)占总磷比重为42.22%～56.99%,含量较高,在一定的条件下会被释放出来,从而被水生生物所利用。因此,推测杭州湾北部磷具有一定的释放风险,需要在生态环境治理中制定相应的措施加以防范。     

德州引黄灌区主要河流沉积物各形态磷分布研究

对河流沉积物中各形态磷(P)的研究有助于认识沉积物中P的行为特征、水-沉积物界面上P的迁移、转化、可利用性以及水体营养状态.以德州引黄灌区为例,采用改进的Ruttenberg SEDEX分级连续提取方法,分析了漳卫新河、马颊河和德惠新河表层沉积物中主要赋存形态磷的含量,以期为评价该地区水环境质量,探究水体污染来源以及制定相应的治理措施提供科学依据.结果表明,河流表层沉积物中总磷(TP)的含量为437.4～1197.0 mg·kg-1,无机磷(IP)的含量为373.8～1136.4 mg·kg-1,占TP的64.3％～98.5％.IP又分为弱吸附态磷(Lsor-P)、铁结合态磷(Fe-P)、自生磷和碎屑磷(Au-P&De-P),含量分别为264～415.2 nmg· kg-1、6.3～331.2mg·kg-1和302.3～563.6 mg· kg-1,分别占TP的5.2％～54.3％、0.8％～31.5％、35.7％～80.9％.有机磷(OP)的含量为9.0～413.4 mg· kg-1,占TP含量的1.55％～35.68％.三条河流沉积物中不同形态P含量的变化趋势不同,空间变异性大;从上游到下游,漳卫新河底泥中的TP呈下降趋势,马颊河底泥中TP变化幅度不大,德惠新河底泥中TP呈现出先增高后降低的趋势,变化幅度较大.相关分析表明黄河下游引黄灌区沉积物中部分形态P之间存在显著的相关性,表明这些形态的P可能来源相同或者在某些特定的条件下会相互转化.最后,提出了控制P排放来源、加强污水处理、提高农业P的利用效率以及加强相关的研究等建议.     

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。     

黄东海陆架区沉积物中磷的形态分布及生物可利用性

采用1992年Ruttenberg连续提取法(SEDEX)将黄东海陆架区沉积物中的磷分为交换态磷(Ex-P),Fe结合态磷(Fe-P),自生磷(Au-P),碎屑磷(De-P),有机磷(Or-P),分析了各形态磷的平面和垂直分布特征;利用沉积物年代序列测定的结果,探讨了柱状沉积物中不同形态磷的含量变化,并进一步分析了该区域磷形态的生物可利用性。结果表明,黄东海陆架区表层沉积物各形态磷平均含量为:Au-P(140.72 μg/g)>De-P(59.23 μg/g)>Or-P(32.69 μg/g)>Fe-P(29.91 μg/g)>Ex-P(5.92 μg/g);各形态磷在沉积时间序列上分布不同,反映了不同时期人类活动和气候环境等因子对磷埋藏量影响的不同,其中Au-P在长江口H1-18站位含量比南黄海中部3个站位要低得多;调查区表层潜在生物有效磷为13.55%左右,仅仅占沉积磷中的一小部分。     

磷在不同土壤和无机磷组分间的转化研究

采用修改后的张守敬-Jackson法在50 d的培养过程中对施磷黄棕壤和红壤中的无机磷组分进行跟踪测定。结果表明:施用无机磷肥能全面提高土壤各无机磷组分含量,但对不同土壤中各无机磷组分间的转化影响不一。磷在黄棕壤中首先转化为水溶性磷和松结合态磷(S-P)、铝结合态磷(A l-P)和钙结合态磷(C a-P),然后S-P和C a-P继续向A l-P转化,施磷对黄棕壤中闭蓄态磷(O-P)和铁结合态磷(F e-P)含量无明显影响;在红壤中,施用的磷首先转化为S-P、A l-P和F e-P,然后S-P、A l-P继续向F e-P转化,施磷对红壤中O-P和C a-P的含量也无明显影响。     

磷高效转基因水稻OsPT4对红壤无机磷组成的影响

本研究以磷高效转基因水稻OsPT4为材料,以非转基因亲本日本晴（Nipp）和磷高效突变体水稻PHO2为对照,设施磷和不施磷2个处理,利用根盒试验研究磷高效转基因水稻OsPT4的种植对根际及非根际土壤无机磷组成的影响。结果表明：（1）OsPT4和PHO2的植株干重和磷含量均显著高于Nipp,而土壤全磷和无机磷总量均低于Nipp;（2）OsPT4和PHO2水稻根际和非根际土壤无机磷组分含量均表现为O-P > Fe-P > Al-P > Ca-P;（3）施磷处理时,OsPT4和PHO2的根际土壤O-P、Ca-P含量显著低于Nipp,其非根际土壤Al-P、Fe-P和O-P含量也显著低于Nipp。不施磷处理时,OsPT4和PHO2的根际土壤Fe-P含量和非根际土壤Fe-P、O-P含量均显著低于Nipp,其根际土壤Ca-P含量显著高于Nipp。说明在供磷条件下,磷高效转基因水稻对A1-P、O-P和Ca-P的吸收活化能力较强,而缺磷条件下,磷高效转基因水稻可促进其根系对Fe-P的吸收利用。     

Effects of Air-Drying on the Inorganic Phosphorus Forms in Soils

After 90 day's cultivation of five different plants (rye grass, lupin, buckwheat, rape and amaranth) in three soils (Yellow brown soil, Paddy soil and Red soil), fresh soil samples were collected and inorganic phosphorus (Pi) fractions were measured before and after air-drying. The results clearly indicated that the total Pi and their composition differed significantly among soil types. The air-drying process increased the total Pi in yellow brown soil and in paddy soil, while decreased that in red soil. The total Pi could vary to 70% of that before air-drying. The Pi forms in different soils changed to different extent after air-drying. As to yellow brown soil, Al-P decreased, while O-P and Ca-P increased; as to paddy soil, Al-P and Ca-P increased, while Fe-P and O-P remained; as to red soil, Al-P and Fe-P increased, Ca-P remained and O-P reduced obviously. Growth of different plants in soils had effects on Pi forms during the process of air-drying. Therefore, for chemical study of soil phosphorus, application of fresh soil samples can provide more reliable results.     

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。     

巢湖典型小流域表土磷的空间分异特征及影响因素分析

研究了巢湖北部的烔炀河-岐阳河小流域土壤、富磷地质区岩石风化碎屑及烔炀河沉积物等表土物质中总磷(TP)含量,以及NaOH提取态磷(NaOH-P)、HCl提取态磷(HCl-P)、有机磷(OP)等形态组成特征,探讨了富磷地质区岩源性磷及人为污染对表土磷空间分异的影响。结果表明,土壤中TP平均含量为436.8mg·kg-1,其形态组成以OP和NaOH-P为主,分别占到TP含量的41.6%和32.0%,HCl-P平均百分含量为11.8%;富磷地质区岩石风化碎屑中TP平均含量4539.5mg·kg-1,其形态组成以HCl-P为主,NaOH-P、HCl-P、OP分别占到TP含量的0.5%、74.9%、3.5%;烔炀河沉积物中TP平均含量为683.0mg·kg-1,NaOH-P、HCl-P、OP分别占到TP含量的45.0%、20.6%、24.9%。空间上,HCl-P含量在流域上游的富磷地质区最高;NaOH-P含量在流域上游地区较低,而在流域中游-下游地区逐渐增加。烔炀河-岐阳河小流域表土中总磷含量与形态组成空间分异受到富磷地质区岩源性磷及人为污染的共同影响,其中岩源性磷对流域上游地区影响较大,而在中下游地区受到生活污水及化肥施用等人类活动的影响程度较大。     

等有机质 土有效磷和无机磷形态的关系

目的 在有机质含量相同的土壤上探讨土壤无机磷组分对有效磷的贡献,为合理的磷肥管理提供决策依据。方法 采集并筛选陕西关中平原冬小麦-夏玉米种植区 土有机质含量相近（10.03-10.68 g·kg ^-1）,有效磷含量梯度（平均分别为10.73、18.06、20.61、24.01、30.73、43.69和58.58 mg·kg ^-1）的土壤样品,采用蒋柏藩-顾益初改进的Chang和Jackson无机磷分级方法进行磷组分测定。 结果 西北冬小麦-夏玉米种植区耕层土壤的无机磷以钙磷为主,约占无机磷总量的66.67%,其中磷酸二钙（Ca₂-P）,磷酸八钙（Ca₈-P）和磷灰石（Ca₁₀-P）分别占2.80%、16.80%和47.09%;铝结合的磷酸盐（Al-P）,铁结合的磷酸盐（Fe-P）和闭蓄态磷酸盐（O-P）分别占16.28%、5.23%和11.81%。随着Ca₂-P、Ca₈-P、Ca₁₀-P、Al-P、Fe-P和O-P含量的增加,Olsen P呈显著线性增加;磷活化系数（土壤有效磷与全磷之比,PAC）与Ca₂-P、Ca₈-P、Al-P、Fe-P和O-P呈显著线性正相关关系。通径分析结果表明,该区域土壤无机磷对土壤有效磷（Olsen P）的贡献依次为Ca₂-P（0.974）＞Al-P（0.186）＞Ca₈-P（0.182）＞Fe-P（0.150）＞Ca₁₀-P（0.007）＞O-P（-0.074）,各形态无机磷对磷活化系数（PAC）的贡献为：Ca₂-P（0.768）＞Al-P（0.082）＞Ca₈-P（0.071）＞Fe-P（-0.018）＞Ca₁₀-P（-0.055）＞O-P（-0.388）,与土壤磷组分对有效磷的贡献大体一致。逐步回归分析结果表明,Ca₂-P和Ca₈-P对Olsen P贡献最大,但仅Ca₂-P对PAC的贡献最大。结论 在有机质相同或相近条件下,Ca₂-P是陕西关中平原小麦-玉米种植区 土最有效的磷源。土壤磷有效性的提高主要通过增加高有效性的磷形态比（例如Ca₂-P）和缓效磷形态（如Ca₈-P、Al-P）,降低土壤中有效性极低的Ca₁₀-P的比例来实现的。由此看来,关中平原长期施用磷肥土壤磷仍主要以有效性相对较高的磷素形态存在。     

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。