太湖沉积物中碱性磷酸酶活力(APA)和磷形态的垂向特征及相关性

以太湖为研究对象,测定了富营养程度不同的点位沉积物中碱性磷酸酶活力(APA)的垂向变化,并同步测定了相应柱状沉积物中各磷形态的含量,分析了酶活力与各磷形态的相关性。结果表明,在同一湖泊,不同点位沉积物中碱性磷酸酶活力大小不同,酶活力分布与沉积物的污染程度和沉积环境有关,污染程度高、水动力条件差、水体交换能力弱的点位酶活力高。酶活力在垂直方向上的分布呈现一定规律性,最大值出现在湖泊沉积物的最表层,且随采样深度的增加而递减。酶活力大小与磷形态相关性表明,与碱性磷酸酶活力最具相关性的是总磷(P<0.05),其次是无机磷(P<0.1),其相关性在水动力条件差的点位尤为显著,与总有机磷的相关性在不同点位则差异很大。     

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.     

乌梁素海沉积物中磷的形态分布特征

针对草型富营养化湖泊乌梁素海富营养化日趋严重和湿地面积逐渐萎缩的现实,采用连续提取法对乌梁素海表层沉积物和沉积物柱芯进行了磷形态的分级提取和测定,系统地研究了磷在表层沉积物与沉积柱芯中的形态分布特征与规律。结果表明,表层沉积物中各形态磷的空间分布均具有由湖心区向湖滨区升高的规律,且磷的形态含量存在较大的差异性,表层沉积物中活性磷（可交换态磷、铝磷、铁磷三者之和）含量仅占总提取磷的2%～7%,揭示乌梁素海表层沉积物中磷的生物可利用性较低,活性磷以可交换态磷和铁磷为主。沉积柱芯中,可交换态磷、铝磷和铁磷3种活性磷含量较低,基本上不高于20mg·kg^-1;闭蓄态磷、自生钙磷、碎屑钙磷和有机磷4种非活性磷在沉积剖面的含量分布较为稳定,且以闭蓄态磷的含量为最低。在表层沉积物与沉积柱芯中,磷均以碎屑钙磷和自生钙磷为主导形态。     

磷在不同类型湖泊沉积物上的吸附特征及形态再分布研究

以乌梁素海和岱海表层沉积物为吸附剂,开展了磷在沉积物上的吸附动力学和等温吸附实验研究,采用交叉型Langmuir模型描述了磷在2个湖泊沉积物上的吸附行为,并分析测定了等温吸附后沉积物中磷的形态分布。结果表明,不同浓度条件下沉积物对磷的吸附动力学过程基本相似,Elovich方程能较好地描述2个湖泊沉积物对磷酸盐的吸附动力学过程;Langmuir交叉型吸附等温式能较好地描述磷在岱海和乌梁素海沉积物上的等温吸附行为(R2=0.990),模型中的k、Qm、EPC0、NAP等参数较好地反映了2个湖泊沉积物在成因、粒度及矿物组成等方面的差异;吸附磷的形态再分布揭示颗粒物所吸附的水相磷主要分布于Ex-P,且Or-P是沉积物中重要的潜在生物有效性磷源,对湖泊富营养化的作用不容忽视。     

滇东南典型岩溶湿地沉积物不同形态磷分布特征

以滇东南普者黑岩溶湿地为研究对象,设置典型样地,采用典型样带布点方式,探索稻田湿地、草甸湿地和湖滨湿地区域中沉积物总磷(TP)和各形态磷(磷酸二钙,Ca₂-P;磷酸八钙,Ca₈-P;磷酸十钙,Ca₁₀-P;铝磷,Al-P;闭蓄态磷,O-P)含量分布特征,并分析各形态磷间的相关性。结果表明,稻田湿地、草甸湿地、湖滨湿地区域中沉积物总磷含量变化幅度较大,依次为稻田湿地>湖滨湿地>草甸湿地。沉积物各形态磷组分中,以Ca-P为主,且Ca-P中的Ca₁₀-P所占比例最高,对沉积物TP贡献最大。Ca₂-P、Ca₈-P、O-P、Ca₁₀-P的空间分布特征与TP一致。湖滨湿地区沉积物各形态磷含量垂直方向总体均以表层(0—5 cm)最高,并依次向下层递减。沉积物中各形态磷与TP含量均呈正相关,其中,Ca₂-P、Al-P与TP显著相关,对沉积物TP的影响较大。     

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。     

崇明村镇级河道沉积物磷形态分布特征

应用SMT法对崇明村镇级河道沉积物中的磷形态进行了分析,揭示了沉积物中磷的形态分布及潜在转化趋势。结果表明,沉积物中的磷主要以无机磷(IP)的形态存在,占总磷(TP)的85%以上,有机磷(OP)的含量较低,仅为9.93%～18.45%;而在无机磷中,磷灰石态无机磷(AP)是主要的赋存形态,占IP的70%以上;pH与AP呈极显著正相关,是沉积物理化性质中的重要指标,对磷的潜在环境行为有重要影响。     

巢湖沉积物磷的形态及其与间隙水磷的关系

采用磷形态的连续提取法,研究了巢湖沉积物中磷的地球化学形态及间隙水中总溶解性磷(DTP)、可溶件磷酸盐(DIP)、可溶性有机磷(DOP)含量的垂向分布特征.结果表明,西湖区的沉积物总磷含量明显高于东湖区.表层沉积物中活性磷含量占总磷的44%～81%.金属氧化物结合态磷(NaOH-P)作为活性磷的主要存在形式,在西湖区含量比例达到47%～60%,对磷释放起重要贡献;磷形态剖面表明,西湖区的金属氧化物结合态磷、可还原态磷(BD-P)含量高于东湖区,金属氧化物结合态磷、可还原态磷、钙结合态磷(HCl-P)受人类活动影响较大.有机磷(Org-P)受外源磷污染影响很小;BD-P、NaOH-P随深度增加而减小,说明巢湖近期磷负荷有增加的趋势;DTP、DIP、DOP在水-沉积物界面的浓度梯度反映它们有自间隙水向上覆水扩散的趋势;巢湖间隙水不同形态磷与BD-P、NaOH-P显著相关(α=0.01).这项研究可为巢湖内源污染和富营养化的控制与治理提供理论参考.     

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.     

太湖沉积物再悬浮对水体中磷形态和浓度时空差异性影响

太湖作为重要的饮用水水源地,因风浪导致其沉积物中磷释放而对水质产生了显著的影响。采用Y型再悬浮发生装置模拟金墅水源地沉积物的再悬浮和沉降过程的结果表明：在5.1 m·s-1的风速作用下,上覆水体中总磷（TP）和磷酸盐（PO3-4-P）浓度存在明显的空间异质性,TP与悬浮物浓度呈正相关;水体TP距离沉积物-水界面越近其浓度越高,而PO3-4-P浓度在垂向分布上差异不显著;与3.2 m·s-1的风速作用相比,8.7 m·s-1的风速能引起更高的TP释放量。这为科学制订抑制沉积物磷释放措施提供了理论依据。     

巢湖城区洗耳池沉积物磷及其生物有效磷的分布研究

利用自制柱状采泥器采集了安徽城市湖泊洗耳池的沉积物,旨在分析沉积物粒径尧沉积物含水率（WC）、总磷（TP）、生物可利用磷（BAP）和有机质（OM）的分布规律。结果表明,北洗耳池的沉积物的颗粒粒径比南洗耳池的大,比表面积比南洗耳池的小。南洗耳池和北洗耳池的沉积物属于粘土类,前者属于粘土亚类,后者属于粉粘土亚类。BAP中,以藻类可利用磷（AAP）的含量最高,其次为活性较高的钙磷（Olsen-P）,再次为水溶性磷（WSP）,而易解吸磷（RDP）的含量最低;TP、OM和WC随着沉积物深度的增加而降低;RDP和Olsen-P显著相关（α=0.05）,TP和AAP显著相关（α=0.05）,TP和WSP的相关性一般;BAP占TP的2.73%～10.40%,总体上BAP随深度的增加而降低。人为活动对沉积物中的磷和OM的分布有重要影响。洗耳池沉积物的磷污染较严重,沉积物TP浓度比一般城郊内湖的高。     

太湖不同污染程度底泥对磷滞留能力的比较

磷(P)是湖泊富营养化的限制性营养元素,而沉积物是湖泊营养物质的重要蓄积库,沉积物对P的滞留能力是决定湖泊自净能力的重要因素。采用室内有机玻璃圆柱装置,研究了太湖两种污染程度不同的底泥对P的滞留能力。结果表明,污染程度较轻的黄泥在实验期间对P的最大滞留量为28.365μmol·m-2,污染程度较重的黑泥最大滞留量仅为9.321μmol·m-2,两种底泥对P的滞留具有极显著的差异(P<0.01)。与实验初期相比,实验末期黄泥中总磷增加0.06%,而在黑泥中却减少0.02%,黄泥对P的滞留能力远远大于黑泥。     

湖泊沉积物内源磷分布及其相关性研究

以太湖为研究对象，研究了湖泊内源磷以磷化氢形态的释放问题。结果表明，湖泊沉积物中的磷主要以铁磷和钙磷形态存在。湖泊沉积物中磷化氢含量与总磷、溶解态磷、铁磷、钙磷、铝磷呈显著相关，与有机磷、闭蓄态磷、交换态磷相关性不显著，表明在沉积物各种形态磷转化为磷化氢的机制中，无机磷最有可能为磷化氢形成的前体物，磷化氢可能作为富营养化湖泊中磷的生物地球化学循环的一部分，参与沉积物磷的释放过程。     

太湖底泥多环芳烃分布及来源解析

对29个太湖底泥样品中16种多环芳烃(PAHs)含量进行了调查,对其空间分布及来源进行了分析。结果表明,16种PAHs中15种被普遍检出(苊烯在大部分底泥中未检出),ΣPAHs浓度范围为255.1~1059.4 ng·g-1,平均580.5 ng·g-1;苯并(b)荧蒽浓度水平最高,平均浓度均超过80 ng·g-1,是太湖底泥中含量较高的污染物。空间分析表明,湖边采集的底泥中PAHs浓度较高,湖心底泥中PAHs浓度较低。利用低环/高环比值法、等级聚类法、PCA-MLR模型解析法分析了污染源类型及贡献,结果表明,太湖底泥中PAHs的主要来源是汽油、柴油燃烧源以及煤、木材燃烧源,其中汽油、柴油燃烧源的分担率为53%,煤、木材燃烧源的分担率为46%。利用苯并(a)芘当量浓度(Ba PE)对PAHs毒性进行评估,结果表明Ba PE浓度为(50.37±19.70)ng·g-1。     

滇池沉积物磷的释放以及不同形态磷的贡献

在实验室控制条件下，以滇池表层新鲜沉积物为材料，研究了水体溶解氧、pH值对沉积物磷释放的影响以及沉积物不同形态磷对释放的贡献。结果表明，随着水体pH值的升高，沉积物的释磷量明显增加，湖水碱性条件下的释放量是中性条件的几百倍。与好氧条件相比，厌氧状态促进沉积物中磷的释放。可还原态磷是厌氧条件下磷释放的主要形态，碱性条件下金属氧化物结合态磷对沉积物磷释放的贡献很大。滇池北部沉积物磷以金属氧化物结合态磷、有机磷形式为主，钙结合态磷次之，可还原态和弱吸附态磷含量很少。不同形态磷在沉积物剖面总的变化规律为表层含量大于底层。