水源型水库底泥中磷形态及其分布特征研究

以长江下游某水源型水库为例,对水库表层底泥应用淡水沉积物磷形态的标准测试程序（SMT）测定了总磷（TP）、铁铝结合态磷（Fe/Al-P）、钙结合态磷（Ca-P）、无机磷（IP）和有机磷（OP）,分析了各形态磷之间的相关性。研究结果表明：水库总磷含量在652.55～889.78 mg/kg ,表层沉积物中 T P含量的增加主要来自Fe/Al-P部分,其次来自IP和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相关性较弱。5个采样点底泥中的铁铝结合态磷含量都低于钙结合态磷,且两者比值都小于0.5,应考虑环境酸化引起的磷释放风险。     

不同芦苇生境下白洋淀底泥磷形态分析研究

该实验采用化学连续提取方法(EDTA方法)分析白洋淀底泥中磷形态，并且该底泥经过芦苇生态滤池的处理。结果表明总磷(TP)浓度高达1597—1860mg／kg，远远超出试验参照的当地土壤中TP的浓度。因此，底泥中的磷很有可能超过水体中的而成为主要的可溶性磷释放源。无机磷在总磷中占到53％—68％，高于有机磷(OP)含量。钙磷(Ca-P)是无机磷的中主要磷形态，占到41％～46％。OP主要以酸可溶性有机磷形态存在，占到总有机磷的65％～95％，酸可溶性有机磷酸盐的释放可能成为导致湖泊富营养化的重要过程。     

湖泊底泥中磷释放的随机动力学模型

本文从随机过程的观点出发，推导出湖泊底泥磷相对释放量概率密度函数的随机微分方程，并给出了相应的定解条件。利用隐式差分法进行求解，分析了磷释放的均方差系数(D)、吸附系数(K1)、解吸系数(K2)及其对磷相对释放量概率函数分布的影响情况。所建立的磷释放随机动力学模型计算结果与实验数据吻合良好。     

底泥疏浚对湖泊内源磷释放的短期效应研究

对大纵湖底泥疏浚的短期效应进行模拟实验,分析了上覆水体的Eh、pH和磷质量浓度随时间的变化规律,以及沉积物中总磷、无机磷、有机磷、铁/铝磷、钙磷等5种形态磷质量比的垂向变化规律。结果表明:底泥疏浚30 cm对上覆水体Eh、pH以及磷浓度控制效果不显著,且沉积物磷形态不是影响沉积物释磷的主要因素。     

升钟湖夏季水和沉积物中磷形态分布特征

为探究升钟湖水和沉积物中磷污染情况,于2019年8月(夏季),采集了升钟湖湖区15个样点的水样和沉积物样品,测定了升钟湖表层水、间隙水及沉积物的磷形态,并分析各种形态磷之间的相关性。结果表明:①升钟湖表层水总磷含量介于0.033～0.085 mg/L,各形态的磷含量由高到低依次为DTP(61.93%)、DOP(40.00%)、PP(38.07%)和DIP(21.93%);②间隙水的总磷含量介于3.49～7.57 mg/L,是水体磷的“源”,正磷酸盐仅占总磷的1.9%;③沉积物总磷含量介于299.04～1 138.69 mg/kg,Psenner法连续分级提取出表层沉积物共有5种形态的磷,各形态磷含量由高到低依次为残渣磷(Res-P:44.78%)、金属氧化物结合态磷+有机碎屑腐殖酸磷(NaOH-P:22.92%)、钙结合态磷(HCl-P:14.82%)、可还原态磷(BD-P:13.39%)和弱吸附态磷(NH₄Cl-P:4.09%),各形态磷含量均表现一定的空间分布差异,其中,总磷含量整体为西北部高于东南部;④相关性分析结果显示,沉积物中磷的释放主要通过BD-P、N...     

黄河上中游沉积物中磷形态的分析研究

采用改进的连续提取法对黄河上中游乌海、乌拉特前旗、石嘴山、潼关4个河段沉积物中磷的存在形态及其含量进行了分析.结果表明:黄河上中游沉积物中磷以钙磷(Ca-P)和有机磷(Org-P)为主,沉积物中总磷含量为1 268.634 6-1 474.06 μg/g.     

淮河淮南段底泥氮磷垂直分布研究

对淮河淮南段国家控制断面柱状样底泥的岩性、理化性质及氮磷形态的垂直分布特征进行了研究.结果表明,0～20 cm内底泥的含水率与有机质含量间有显著的正相关性(r=0.963).不同断面氮的含量及形态分布差异较大,一般都在20 cm处发生明显的转折,TN、NH+-4-N、NO--3-N含量的最高值均出现在姚家湾;NH+-4-N、NO--3-N含量总和占TN的比例极小,有机氮及地质氮可能是淮河底泥氮的主要存在形式;底泥磷的形态分布特征相似,钙磷(Ca-P)含量在各层所占的比例约占该层TP的40%;闭蓄磷(O-P)在峡山口、石头埠、湖大涧3个断面所占的比例仅次于Ca-P;铁磷(Fe-P)在姚家湾、石头埠相对较高.最具释放潜力的水溶性磷、Al-P、Fe-P在4个柱状样底泥中都较低;三者之和约占TP的20%左右.研究结论为:淮河淮南段底泥磷的释放不会对淮河的富营养化起太大的作用,外源输入和底泥氮的释放是淮河水体富营养化的主要原因.     

黄河典型地区沉积物中磷的赋存形态

采用改进的化学连续提取法,将所提取的黄河沉积物样品,用磷钼蓝分光光度法测定不同形态磷的含量。结果表明:黄河干流喇嘛湾、济南、花园口河段沉积物中磷的主要赋存形态是Ca-P,Org-P次之,Al-P、Ex-P、Fe-P和Obs-P含量均较少;沉积物中TP平均含量为1 219.169～1 543.588μg/g,主要以无机磷的形式存在,在所研究区域中,黄河花园口段TP含量最高;受人类活动、水动力条件、沉积环境等的影响,不同地段的各种形态磷的含量都有所差异。     

河流湖泊底泥处理方法的探讨

随着国民经济的高速发展,河流、湖泊底泥污染日渐加剧,底泥的处理成为生态保护的重要课题之一,依据固废处理的减量化、无害化、资源化,即所谓"三化"原则,对底泥的处理方法进行了探讨。     

镧沸石控制人工湖泊沉积物磷释放的试验研究

环境条件的变化会引起沉积物中的磷向上覆水释放,从而引发富营养化。投加镧系钝化剂可以有效控制沉积物中磷的释放。然而,目前应用最为广泛的锁磷剂 Phoslock存在着 La3+释放的风险;此外,由于锁磷剂吸附量较小,形成的钝化剂层较厚,氧气从上覆水向沉积物的传质也会被阻碍。使用具有较大吸附量和较低 La3+释放风险的新型材料———镧沸石作为钝化剂,考察了其对人工湖泊沉积物中磷释放的控制效果。通过等温吸附线和 Langmuir 模型拟合,发现镧沸石对磷的最大吸附量为71. 94 mg /g,是 Phoslock的 7 倍。吸附动力学试验表明,镧沸石对磷的吸附速率较快,0. 5 h 内可以利用 81%的吸附位。磷形态分析发现,镧沸石吸附的磷 85%以上为酸溶态或残渣态磷,说明其与磷的结合具有较好的稳定性。投加镧沸石后,沉积物中磷在 pH 值为 10. 8 时的释放量可以降低 30%;厌氧条件下沉积物中磷的释放可以被镧沸石完全抑制。40 d 模拟钝化试验发现,投加质量百分比1. 65%的镧沸石可以显著降低上覆水中溶解性可反应磷( SＲP) 和总磷( TP) 的浓度,其中 SＲP 浓度的降低幅度大于 TP。模拟钝化试验中,非稳定形态的磷被转化为较为稳定的酸溶态磷和残渣态磷。结果表明,镧沸石在沉积物内源磷控制方面具有良好的应用前景。     

基于零维模型的湖泊底泥释磷强度研究 ——以杭州西湖为例

湖泊底泥释磷时空差异性较大,通过实验手段往往较难获得准确的湖泊底泥释磷强度。以杭州西湖为例,以实测资料为基础,通过构建零维模型对2011年西湖外湖TP全年的变化过程进行反演,得到了外湖各月份的底泥释磷强度,并构建了多维水动力水质数学模型对该释磷强度结果进行了校验。结果表明,采用反演得到的底泥释磷强度结果作为三维数学模型的参数值,模拟得到的2011年外湖TP浓度与实测值吻合较好,说明该底泥释磷结果可信。该方法可为国内其他湖泊底泥释磷强度的研究提供借鉴。     

Effect of hypolimnetic discharge on the faster deprivation of phosphorus from lake sediment (Lake Jabel, north-east Germany)

After the reduction in external phosphorus‐load (P‐load), in‐lake measures became practicable for eutrophic Lake Jabel. The benthic release of phosphorus (P) was efficiently suppressed by a significant nitrate supply via its main tributary. The in‐situ stimulation of P‐release as a result of the temporary decrease in this nitrate load, and the simultaneous P‐removal by deep‐water siphoning and external P‐elimination was primarily designed for the faster deprivation of P from lake sediment. This new strategy was aimed at exhausting the ‘P‐surplus’, that is, the mobile redox‐sensitive iron‐bound P‐portions of the uppermost sediment layers, where a re‐supply from deeper layers is needed within the stratification period of 2 consecutive years of operation of the P‐elimination system. By studying early benthic P‐diagenesis it remains to be demonstrated whether this procedure can contribute to a re‐availability of P‐binding sites to guarantee the long‐term effect of the measure.     

长兜港入湖口门泥沙淤积成因初探

长兜港口门淤积现象由来已久,且呈日趋严重之势,极大影响了河道泄洪排涝与灌溉能力的发挥.经过大量收集资料、提取样本、室内试验、数据处理,并从太湖风浪、底泥再悬浮、倒流水动力特征等方面分析,初步揭示了长兜港入湖口门淤积成因,为实施长兜港减淤防淤工程提供决策支撑.     

Variations in chemical speciation and reactivity of phosphorus between suspended-particles and surface-sediment in seasonal hypoxia-influenced Green Bay

Water, suspended-particles, and surface-sediment samples were collected from Green Bay, Lake Michigan, for the measurements of phosphorus (P) species, including dissolved/particulate-P, inorganic/organic-P, and five different forms of particulate-P, namely exchangeable- or labile-P (Ex-P), iron-bound-P (Fe-P), biogenic-apatite and/or CaCO₃-associated-P (CFA-P), organic-P (Org-P) and detrital-apatite-P (Detr-P) to elucidate their reactivity and transformation pathways in the water column. Suspended particles contained mainly Ex-P (25?±?15%), Fe-P (28?±?12%) and Org-P (29?±?7%). In contrast, Detr-P (34?±?10%) and Org-P (36?±?12%) were the predominant P species in surface sediment. Contents of Ex-P, Fe-P, Org-P and CFA-P decreased consistently from suspended-particles to surface-sediment, but an increase was observed for the Detr-P, indicating a net loss of Ex-P, Fe-P, Org-P and CFA-P from particulate into dissolved phase. Such active regeneration of P in the water column between particulate and dissolved phases may serve as an internal phosphate source in Green Bay, especially under hypoxic conditions. Degradation of organic matter in south central bay areas seemed to promote hypoxia and enhance the reductive-dissolution of Fe-P and preservation of Org-P under low-oxygen conditions in the central bay. Overall, Ex-P, Fe-P, CFA-P and Org-P species, which comprised up to 50–90% of total particulate-P, can be collectively considered as potentially-bioavailable-P (BAP). Under low-phosphate (0.022?±?0.014?μM in Green Bay) and summer low-oxygen/hypoxic conditions, suspended-particles may release up to 71% of their BAP before deposited in sediment although the BAP regeneration decreased along the south-north transect in Green Bay.     

洱海沉积物磷的化学赋存形态研究

本文对洱海沉积物磷的含量、空间分布以及沉积剖面上沉积磷的化学赋存形态进行了研究。结果发现，洱海表层（5cm）沉积物中总磷的含量范围为736．40～1602．50mg／kg，平均为964．60mg／kg；北部湖区高于南部，弥苴河是湖泊的主要磷来源；洱海沉积物中各形态磷的含量高低顺序为：钙结合态磷，碎屑态磷，有机态磷，铁结合态磷，吸附态磷，磷形态的剖面变化反映了埋藏作用对沉积磷的强烈改造作用。     

河流泥沙与磷作用情景模拟及分析

泥沙是河流水环境系统的重要组成部分,泥沙运动过程和泥沙吸附解吸作用对河流水质具有显著的影响。天然河流中泥沙运动状态存在一定的变化,尤其是河流上修建大坝蓄水后,库区泥沙运动过程的变化更加明显,相应也会引起水环境条件的改变。本文采用挟沙水流水质一维数学模型,以磷为代表污染物,在一定的水流、泥沙和水质的计算条件下,对泥沙稳定吸附、泥沙淤积、床沙冲刷和不同冲刷位置等4种情景对水环境的影响进行了模拟和分析。通过模拟说明了特定条件下泥沙运动状态和吸附特性变化对水环境的影响,从而为进一步认识天然河流中泥沙对水环境的影响提供支持。     

水体沉积物磷释放及控制

分类介绍了影响水体沉积物磷释放的各种因素,其中主要分析了温度、pH值、溶解氧、沉积物磷形态、水体扰动的影响,认为影响释放的主导因素因地而异。评述了目前较多采用的控制磷释放的措施,包括自然净化、原位固定、底泥疏浚、生态修复、稀释冲刷等,着重分析了前四者的优缺点,认为目前综合利用这些控制技术会取得较好效果,提出最终要以生态学方法来控制磷释放和解决富营养化问题。