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。     

洪泽湖沉积物中磷赋存形态研究

利用连续提取法研究洪泽湖沉积物中不同赋存形态P的组成和分布特征。结果显示,洪泽湖沉积物中总P含量为725.772~977.637 mg/kg,平均827.887 mg/kg,主要由无机P组成(42.4%~65.2%)。赋存形态以铁铝结合态为主,在环境变化的条件下,铁铝结合态磷可以释放到间隙水和上层水体中,是湖泊产生富营养化的重要因素;钙结合态磷相对稳定且很难被生物利用,对湖泊富营养化影响不大。由于各种差异的存在,建议以总磷含量作为衡量水质状况的依据。     

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。     

典型岩溶湿地表层沉积物中磷的形态及分布特征研究

为探析普者黑岩溶流域不同类型湿地表层沉积物中各形态磷的含量特征及风险,以普者黑岩溶流域为研究区,运用抓斗式底泥采样器在枯、丰、平3个水期对流域内4种湿地的表层沉积物进行采样。采用国家标准方法及四步连续提取法对沉积物中全磷（S−TP）及磷形态的含量进行测定,分析弱吸附态磷（NH₄Cl−P）、可还原态磷（BD−P）、铁铝结合态磷（NaOH−P）、钙结合态磷（HCl−P）及残渣磷之间的相关性。结果表明：普者黑岩溶流域表层沉积物S−TP的分布情况在506 ～846 mg/kg,对于不同类型湿地表现为河流湿地>沼泽湿地>湖泊湿地>库塘湿地。普者黑岩溶流域除库塘湿地外的其他3种湿地表层沉积物中不同形态磷含量分布情况为NaOH−P>残渣磷> BD−P> HCl−P> NH₄Cl−P,而库塘湿地中的残渣磷含量大于NaOH−P。Pearson相关系数表明,沉积物中S−TP 含量的增加主要来自NaOH−P;其次是HCl−P,部分来自于残渣磷,水体中总磷（W−TP）和正磷酸盐（SRP）含量主要来自于残渣磷、S−TP和BD−P。残渣磷与 NH₄Cl−P、BD−P、NaOH−P、HCl−P之间相关性较小,说明其来源具有差异性。     

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。     

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%.     

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。     

黑河金盆水库表层沉积物中磷的形态和分布特征

水源水库沉积物生源要素形态显著影响上覆水体水质,为给深水型水源水库水质修复提供科学依据,应用淡水沉积物中磷形态的标准测试程序(SMT),对西安市黑河金盆水库库区和上游入库6个代表性沉积物样的理化特征及磷赋存形态进行研究。结果表明:金盆水库表层沉积物中总磷(TP)含量范围为987~1326 mg·kg~(-1),从上游入库至库区,总磷含量逐渐增加;无机磷(IP)是沉积物中磷的主要成分,占总磷(TP)的比例为62.5%~78.9%;Ca-P是IP的主要组成成分,占IP的比例为72.0%~90.5%。沉积物-水界面存在明显的磷浓度梯度,当氧化还原条件变化时溶解性磷易从间隙水扩散到上覆水中,从而在一定程度上影响金盆水库整体的营养水平。TP与IP变化趋势基本一致,且TP的变化主要由IP决定,IP的增减因Ca-P和Fe/Al-P而改变。     

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。     

阳宗海湖滨湿地沉积物砷和有机质对磷赋存形态的影响

以云南省阳宗海南岸湖滨湿地为研究对象,研究了沉积物中总砷(TAs)、总磷(TP)及各形态无机磷的含量及空间分布特征,并对沉积物中TAs和有机质(OM)含量与各形态磷的相关性进行了分析。结果表明:沉积物TAs含量(1.84~24.37 mg·kg~(-1))处于土壤环境质量标准Ⅲ级限值的警戒线,表层富集明显,湖滨湿地对砷具有拦截作用;沉积物TP含量受上游人为干扰方式影响,农田和农村综合干扰样带的TP含量最高(604.13 mg·kg~(-1)),表层富集明显,湖滨湿地对外源磷也有截留作用,无机磷形态中以磷石灰型(Ca_(10)-P)为主,活性磷酸二钙磷(Ca_2-P)和磷酸八钙磷(Ca_8-P)、潜在释放的磷酸铝盐(Al-P)和磷酸铁盐(Fe-P)、惰性的闭蓄态磷酸盐(O-P)含量均较低;沉积物TAs和OM含量对磷的赋存状态均存在影响,主要与砷-磷在沉积物上的竞争吸附作用以及沉积物环境因素的变化有关。     

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。     

养殖池塘底泥磷酸酶活性与释磷关系及其调控的研究

以天津市东丽区和西青区2个养殖池塘为对象,采用用室内试验方法,研究了底泥中各有机磷组分与上覆水中可溶性磷(DRP)含量、底泥磷酸酶活性与有机磷各组分及上覆水中可溶性磷之间的关系,并采取不同处理对底泥酸性磷酸酶(ACP)和碱性磷酸酶(ALP)活性进行调控.结果表明,底泥中活性有机磷(LOP)、中等活性有机磷(MLOP)、中稳性有机磷(MROP)与上覆水中DRP之间呈显著正相关.底泥中ALP与MLOP、MROP之间相关显著,并对其直接影响较大;ACP与MLOP之间相关显著,对其产生的直接影响也很大.A、B两池塘底泥中ALP与上覆水中DRP随时间变化规律基本一致,二者之间呈显著正相关.在养殖水体中加入酶抑制剂和沸石能抑制ALP和ACP活性,并以酶抑制剂加沸石的处理效果最好.     

两种参池底质中氮、磷含量及其分布特征

为明确沙质、淤泥质参池底质中氮、磷变动规律,于2011年3月至11月分别对此2种参池进水口、中间区和排水口的底质的上层（0～2 cm）、下层（3～5 cm）进行了定点采样,分析了不同底质中总氮、总磷的时空分布特征。结果表明：（1）沙质中总氮含量为（0.16±0.05）～（0.29±0.03） mg·g-1,变化范围较小。淤泥质中总氮含量为（0.13±0.06）～（0.67±0.09） mg·g-1,变化范围大,总体呈增长趋势。方差分析结果表明,3—6月沙质和淤泥质中总氮含量没有显著差异（P＞0.05）,7—11月沙质和淤泥质中总氮含量有显著差异（P＜0.01）。沙质中总磷含量为（0.02±0.02）～（0.09±0.07） mg·g-1,淤泥质中总磷含量较高,为（0.50±0.02）～（0.72±0.04）mg·g-1,两种底质中总磷含量都呈先降后升趋势,在8月份达到最低点。（2）总体上看,上层底质中总氮、总磷含量略高于下层,无显著性差异（P＞0.05）。（3）沙质、淤泥质中进水口总氮、总磷含量最低。总氮含量在排水口和中间区相差不大。调查前期和后期,中间区总磷含量均高于排水口,后期两区域磷含量差别较大。综合评价认为,沙质参池底质中氮磷含量低、变化小,可能更有助于海参的可持续健康养殖,淤泥质中氮磷含量较高,且随着养殖月份增加明显升高,作为水体中营养盐的主要来源,存在内源污染风险。     

溶磷细菌对复垦土壤有效磷及各形态无机磷含量的影响

为探索溶磷细菌在复垦土壤中对磷的作用效果,采用室内摇瓶培养的方法,研究了溶磷细菌及其组合对磷酸钙的溶解能力,从而确定最佳组合,并探讨最佳组合溶磷细菌对复垦土壤有效磷及各形态无机磷含量的影响。结果表明,拉恩式菌(W2)+荧光假单胞菌1(W3)+荧光假单胞菌2(W4)培养液的有效磷含量最高,为609.1 mg/L,其为最佳溶磷细菌组合。施用此溶磷细菌组合肥可以增加复垦土壤有效磷含量,复垦土壤有效磷含量表现为BG(溶磷细菌肥+磷酸钙)处理B(溶磷细菌肥)处理MG(基质+磷酸钙)处理M(基质)处理CK(空白),其中,B处理在苗期、拔节期、收获期分别比M处理显著增加15.7%、119.7%、54.1%,BG处理在苗期、拔节期、收获期分别比MG处理显著增加55.8%、91.8%、88.9%。在玉米苗期和收获期,施用溶磷细菌可以增加复垦土壤Ca_2-P、Ca_8-P、Fe-P、Al-P含量,其中收获期B处理比基质处理M分别显著增加86.6%、88.7%、38.6%、83.3%;复垦土壤O-P和Ca_(10)-P含量均表现为MGBGMBCK,溶磷细菌对复垦土壤O-P含量影响较小,对Ca_(10)-P含量影响较大,苗期和收获期B、BG处理Ca_(10)-P含量分别比对应的基质处理M、MG处理降低5.8%、23.1%和9.5%、24.4%,即溶磷细菌可以减少复垦土壤Ca_(10)-P的含量。土壤有效磷含量与土壤Ca_2-P、Ca_8-P、Al-P、Fe-P含量呈极显著正相关,与O-P、Ca_(10)-P含量无显著相关性。     

施磷肥对土壤磷素形态转化和有效性的影响

通过室内土壤培育和盆栽试验，研究了施磷肥和培育时间对灌漠土、黑垆土和褐土无机磷形态转化及有效性的影响。结果表明施入石灰性土壤的磷肥，除作物吸收利用外，主要以Ｃａ＿２—Ｐ、Ｃａ＿８—Ｐ、Ａｌ—Ｐ的形态积累；随着培育时间的推移，Ｃａ＿２—Ｐ、Ｃａ＿８—Ｐ又明显降低，并经由Ａｌ—Ｐ、Ｆｅ—Ｐ逐渐向Ｃａ＿１０—Ｐ转化。经生物试验和相关分，Ｃａ＿２—Ｐ、Ａｌ—Ｐ和Ｃａ＿８—Ｐ均是灌漠土、黑垆土和褐土的有效磷源，以Ｃａ＿２—Ｐ的贡献最大。     

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.     

铁改性生物炭对磷的吸附及磷形态的变化特征

利用农作物残体小麦秸秆为原料制备生物炭,并用氯化铁溶液改性,考察了改性后生物炭元素组成和表面官能团的变化、改性和吸附后生物炭中磷形态变化特征以及溶液初始pH的影响,分析了铁改性生物炭对磷的吸附机理。结果表明,生物炭经氯化铁溶液改性后C的质量分数大幅下降,O和Fe的质量分数大幅上升;表面的羧基含量增加,碱性官能团含量显著降低。铁改性使生物炭对磷的吸附平衡时间由改性前的60 min增至120 min;铁改性后,生物炭的理论最大吸附量为10.1 mg·g-1,是改性前的19.4倍。改性前生物炭对磷的吸附主要是物理吸附,表现为交换态磷含量大幅增加,占吸附总量的82.1%;而铁改性生物炭主要是化学吸附,表现为铁结合态磷的增幅最大,占吸附总量的66.7%,交换态磷仅占26.6%。随溶液初始pH的增加,铁改性生物炭对磷的去除率先增加后下降,pH=7时去除率最高,去除率随pH的变化与交换态磷含量密切相关;随着pH升高,铁结合态磷有向闭蓄态磷转化的趋势。