天津于桥水库上游河流表层沉积物不同形态磷的空间分布

为了解天津于桥水库上游河流表层沉积物中磷形态的空间分布规律,采用SMT法对于桥水库上游流域33个样点的河流表层沉积物中不同形态的磷进行连续分级提取和空间统计分析,探讨沉积物中各形态磷的空间聚集特征及其与土地利用的关系.结果表明:(1)于桥水库上游流域河流表层沉积物中,总磷(TP)含量为425.94~3412.96 mg/kg,TP中各形态磷含量的顺序为:钙磷(Ca-P)有机磷(OP)铁铝磷(Fe/Al-P).OP和Fe/Al-P在各样点间的含量差异较大,其变异系数分别为71.92%和100.48%.(2)全局自相关分析发现,5种形态的磷中,只有OP和Fe/Al-P在空间分布上存在聚集模式,其对应的Moran′I指数分别为0.27和0.19;自相关分析结果表明,OP和Fe/Al-P热点区域均位于流域中下游村镇,冷点区域在流域上游山区.(3)相关性分析结果表明,TP、无机磷和Ca-P主要存在于粗颗粒沉积物中,含量与砂的质量分数均呈显著正相关;Fe/Al-P和OP含量均与村镇分布和不透水面指数呈显著正相关,与林地和高程呈显著负相关.     

长潭水库沉积物磷分布特征及污染成因分析

为揭示深水湖库沉积物磷的分布特征,运用沉积物磷形态标准分析法SMT,于2011年10月至2012年7月对长潭水库库区5个采样点沉积物中的TP和各形态磷含量进行了分析。结果表明:长潭水库沉积物处于还原状态,有利于Fe/Al-P的还原溶解,其中中下游还原性比上游强,夏季还原性最强。沉积物含水率和TOC质量比上游较低,中下游较高;春季和夏季沉积物中TOC质量比较高。长潭水库TP质量比平均值在0.56～0.79mg／g之间,其空间分布特征是中游较高,上游和下游较低。其中,Fe／Al-P在TP中占27％～48％,平均为41％,Ca-P在TP中占16％～25％,平均为19％,OP在TP中占35％～52％,平均为40％。可见,各形态磷中Fe／Al-P所占百分比最大,有利于水体中藻类吸收利用。长潭水库沉积物磷污染主要来源为上覆水体中磷的沉降。     

黄河三角洲湿地表层土壤磷形态分布特征

2016年10月采集了黄河三角洲典型湿地的表层土壤,并采用SMT(standard measurements testing program)法分别提取了土壤中的TP (total phosphorus)、IP (inorganic phosphorus)、OP(organic phosphorus)、Fe/Al-P (Fe/Al-bound phosphorus)以及Ca-P (Ca-bound phosphorus)．结果表明,土壤中TP的平均质量分数为581.02 mg·kg?1,高于第2次全国土壤普查中土壤TP的平均质量分数．各形态磷质量分数分布从大到小依次为IP、Ca-P、OP、Fe/Al-P,IP约占TP总量的86.98%,是黄河三角洲含量最高的磷形态,而Ca-P则是IP的主要组分,约占IP的85.30%．各形态磷含量在黄河三角洲的分布具有较高的空间异质性,特别是OP和Fe/Al-P,变异系数分别达到了40.20%、39.41%．总的来说,距离黄河比较近的样点土壤中TP和IP含量都较低,有植被分布样点的土壤中OP含量较高．相关性研究表明,TP、IP均与土壤含水量呈现显著的负相关关系,OP与土壤碳质量分数(w(C)/w(P)、w(TOC)、w(TIC))呈现显著的正相关关系,Fe/Al-P和地形因子SOS呈现显著的正相关关系．主成分分析(PCA)也表明IP更容易受到湿地理化性质的影响,而OP和湿地土壤营养水平有很大关系．      

杞麓湖表层沉积物磷形态的分布特征

对杞麓湖的表层沉积物,采取SMT法,测定其中的总磷(TP)、无机磷(IP)、有机磷(Org-P)、铁/铝磷(Fe/Al-P)、钙磷(Ca/P)、松散结合态磷(L-P)六种形态的磷,分析了表层沉积物形态磷丰度特征,空间分布特征,并且分析了不同形态磷之间以及烧失量的相关性。结果表明,杞麓湖表层沉积物中IP、Org-P、Fe/Al-P、Ca-P与TP呈极显著的正相关关系,L-P与TP之间无明显相关性。     

北民湖沉积物氮、磷形态竖向分布研究

为了解养殖类湖区不同深度沉积物中氮、磷形态的分布状况,选取典型养殖湖区北民湖为研究对象,运用柱状取样法将沉积物进行分层,探讨不同深度沉积物中氮、磷形态的分布特征.结果显示:北民湖沉积物中有机氮为主要氮形态,约占TN的94.53%,无机磷为主要磷形态,约占TP的76.10%.无机磷中,又以Fe/Al-P含量相对最高,约为IP的66.05%,而Ca-P和OP含量均相对较低.沉积物中TN随沉积深度增加呈下降趋势,硝态氮随沉积深度的增加呈先下降后稳定的趋势,而氨氮呈先增大后减小的趋势;沉积物中TP、IP、Fe/Al-均随沉积深度增加呈明显下降趋势,而Ca-P、OP相对较为稳定.     

水库建设对河流沉积物磷形态分布的影响:以澜沧江、怒江为例

通过对已建水库河流的沉积物磷形态与未建水库河流进行对比,揭示建有水库河流与自然河流沉积物磷形态的差异,并分析其差异的原因.结果发现:怒江、澜沧江自然河段TP含量分别在510.68～624.61 mg·kg~(-1)、528.79～629.40 mg·kg~(-1)之间变化,澜沧江水库段383.50～1 044.13 mg·kg~(-1)之间变化.沉积物6种磷形态中,自然河道段Ex-P、Fe-P、Al-P、OP、Ca-P、Res-P含量分别在0.87～5.02 mg·kg~(-1)、19.13～44.4 mg·kg~(-1)、8.81～33.97 mg·kg~(-1)、73.74～142.75 mg·kg~(-1)、325.22～493.51 mg·kg~(-1)、34.67～76.84 mg·kg~(-1)之间变化;而澜沧江水库段Ex-P、Fe-P、Al-P、OP、Ca-P、Rest-P含量分别在0.72～4.41 mg·kg~(-1)、28.68～81.01 mg·kg~(-1)、11.52～377.03 mg·kg~(-1)、40.61～160.78 mg·kg~(-1)、46.91～349.83 mg·kg~(-1)、23.49～92.84 mg·kg~(-1)之间变化.与自然河道相比,水库段沉积物Fe-P、Al-P含量上升,Ca-P(除坝下沉积物含较高外)在库区的含量下降.水库段沉积物Fe-P、Al-P含量上升,其可能的原因是沉积物中的Ca-P释放产生的磷酸盐,较深部位沉积物层的铁磷矿物还原溶解释放溶解磷酸盐以及较小粒径的沉积物吸附水体中的磷酸盐与沉积物中铁铝的(氢)氧化物结合而沉积下来.     

武汉小南湖沉积物中不同形态磷的空间分布特征

研究了城市富营养化湖泊小南湖沉积物中不同赋存形态磷的水平空间变化和垂直方向分布。研究表明小南湖沉积物属于重度富营养状态,全湖区表层(0~20 cm)沉积物总磷(TP)的平均含量高达3.29 g/kg,其中位于污水处理厂附近的3#点ω(TP)高达6.42 g/kg,且表现出明显的表层富集现象。采用SMT法分析了沉积物中磷的赋存形态,其中无机磷(IP)是主要组成形式,含量为0.15~2.85 g/kg,约占ω(TP)的70%。受氧化还原条件影响,ω(IP)/ω(TP)的比例随着沉积物深度增加而减少。金属结合态磷以铁铝结合态(Fe/Al-P)为主,其含量在0.21~3.47 g/kg,而钙磷含量为0.09~1.42 g/kg,铁铝结合态磷的含量占总磷比例的60%以上。沉积物中的磷是主要的内源磷负荷,而无机磷是沉积物中可直接利用的磷形态,Fe/Al-P也是生物利用性较高的磷形态。小南湖沉积物属于释放风险较大的內源磷负荷,在将来的湖泊治理过程中应考虑合适的方法处理。     

水源水库沉积物磷形态分布及其释放特征

采用淡水沉积物中磷形态的标准测试方法（SMT）,分析测定了西安市汤峪水库表层沉积物中总磷及各形态磷的含量分布特征,并对该分级测定结果与间隙水水质及沉积物其他理化性质进行了相关性分析．结果表明,该水库表层沉积物中总磷（TP）含量为1215．03～1592．83μg／g;铁铝结合态磷（Fe／Al-P）平均值为241．34μg／g,其余形态磷中,钙结合态磷（Ca—P）为7111．98μg／g,有机磷（OP）为301．54μg／g．相关性分析方面,Fe／Al-P含量与间隙水中TOC浓度显著相关．环境变化会导致Fe／Al-P释放进入水体,当氧化还原条件降低时,结合态的磷会由于2价铁的溶出而释放到间隙水和上覆水中,是水库富营养化的潜在威胁．     

锁磷剂调控富营养化水体沉积物磷污染实验研究

应用锁磷剂1号进行富营养化水体沉积物内源磷控制的模拟实验研究.结果表明,锁磷剂1号对磷酸根的吸附以表面单分子层吸附为主.在实验条件下,当锁磷剂1号的投加量为30 mg·L-1时,总磷(TP)平均去除率可达81%~82%.调控实验结束后,空白对照组沉积物中具有活性的有机磷(Org-P)和铁铝结合态磷(Fe/Al-P)含量减少16.3%~18.3%,钙结合态磷(Ca-P)基本不变;投加锁磷剂1号的沉积物中Fe/Al-P含量增加3.9%~5.3%,Org-P含量减少11.3%~12.1%,Ca-P含量基本保持不变.实验结束时,各组水体中La3+质量浓度为1.19~1.89μg·L-1,Al3+质量浓度为81.16~85.82μg·L-1,均处于安全的浓度范围内.     

巢湖城市内河沉积物不同形态磷空间分布特征

对巢湖市城市内河的表层沉积物及柱状沉积物进行了采样,并采用修正后的标准测试程序( SMT)测定了其中的总磷(TP)、无机磷(IP)、有机磷(OP)、铁/铝磷(Fe/Al-P)和钙磷(Ca-P),分析了各形态磷之间以及与沉积物有机质之间的相关性.结果表明,表层沉积物TP的质量分数在832.09～2 572.41 mg·kg-1之间,其中以Fe/Al-P为主,占总磷的比例为42.0％～62.3％.采样点各形态磷随深度的增加总体呈现先升高后下降的趋势,但不同采样点出现峰值的深度有所不同,这种空间分布特征能够较好反映周边环境现状和入河污染负荷的变化.不同深度沉积物中各形态磷之间存在极显著的相关性(概率水平P＜0.01),各形态磷与有机质也存在极其显著的正相关.     

福州西湖沉积物磷形态及释磷潜能分析

采用SMT法(standards,measurements and testing harmonized protocol)分析了福州西湖表层沉积物磷的赋存形态和垂直方向溶解性磷质量浓度梯度.结果表明,福州西湖表层沉积物总磷质量比在711～1 654 mg/kg之间,沉积物中以无机磷为主,活性较大的有机磷和铝/铁形态磷的质量分数为70%～90%,表明沉积物具有较大的释放磷潜能;沉积物间隙水与上覆水体之间存在明显的总磷和溶解性磷的质量浓度梯度,在外源磷负荷减少的情况下,溶解性磷将从间隙水扩散到上覆水体,影响福州西湖水体的富营养化水平.     

营养盐对天津市景观水体环境质量的影响

讨论了天津景观水体生态环境营养盐的污染特征、营养比例以及空间变化规律,分析了各水期营养盐变化及其对生态系统的影响,剖析了生态系统对胁迫因子的响应机理,分析了水体内部的生物代谢过程,及总磷和浮游生物的生长与气候、换水、降雨、沉积物、人为干扰之间的联系.结果表明：天津市景观水体出水口的营养盐含量高于上游来水;无机氮、总氮、可溶性磷酸盐、总磷全年变化规律为,丰水期〉平水期〉枯水期;天塔湖总氮、总磷的季节变化与河道相似,可溶性磷酸盐、无机氮季节变化与河道相反,丰水期低于平水期;与2000年改造之初相比,天津景观水体存在着富营养化加重的趋势.     

城市重污染河流沉积物营养盐和重金属分布及潜在生态风险

以南京市南河为研究对象,采集4个断面的沉积物柱状样(0～120 cm)分析其总氮(TN)、总磷(TP)、有机质(OM)及重金属(Cr、Ni、Cu、As、Cd、Hg、Pb和Zn)的含量,并采用潜在生态风险评价及相关性分析等方法,揭示黑臭河道底泥中营养元素和重金属的垂向分布特征及潜在生态风险。结果表明：南河沉积物中营养元素和重金属含量呈明显的空间差异特征,其中北部河段TN、TP和OM的含量明显高于南部;深度方向上,TN和TP均随深度先增加后减少,且在40～80 cm深度处含量最高。南河的南部和北部沉积物中重金属含量均较高,其中南部的Ni、Cd和Pb及北部的Cu、Hg和Zn的含量均为中部的2倍以上;深度方向上,除Hg和Zn外,各重金属含量在60 cm以内呈现随深度逐渐增加的趋势。潜在生态风险评价显示,各断面Hg和Cd均达到极强生态危害,其次是Ni和Zn,而As的危害程度相对较小。相关性分析显示,沉积物中Cu与TP、TN和OM呈极显著相关,Ni和Cr呈极显著正相关且都与Zn呈显著正相关,Cd、Pb、As和Zn之间两两呈显著正相关。总体上,南河底泥重金属及营养元素污染较严重,且存在复合污染的趋势...     

淮河干流污染物分布及变化规律

为了研究淮河干流水体和沉积物中总磷(TP)、沉积物中重金属的沿程分布规律和时空变化特征,于2014—2017年采集淮河干流(正阳关—洪泽湖)19个断面的水样和沉积物样品,分析各采样时段干流各断面水样和沉积物中TP、沉积物中重金属砷(As)、铜(Cu)、铅(Pb)、锌(Zn)、镉(Cd)等污染物的浓度和分布,探讨河道流量、温度等因素对水体及沉积物中TP、重金属时空分布的影响。结果表明:水体、沉积物中TP和沉积物中重金属浓度汛前大于汛后;水体中各形态磷浓度汛中沿程分布较汛前、汛后更均匀;流量、温度是影响TP和重金属分布的主要原因。     

Dynamics of sediment resuspension and the conceptual schema of nutrient release in the large shallow Lake Taihu,China

On the basis of investigations in situ, it was found that mass exchange on the water-sediment interface occurred chiefly on the superficial sediment within 5-10 cm. The spatial physicochemical character of sediment was distributed uniformly. The observation of lake currents and waves indicated that the dynamic sources, which act on the interface of water and sediment, came mainly from waves under strong wind forcing, while the critical shear stresses     

排污流速比对河流水体中悬浮物沉降和底泥再悬浮的影响

采用数值模拟和水槽试验相结合的方法,研究河道排污口不同排污流速比(R分别为4.5、7.2和9.9)对悬浮物在排污口下游区域沉降和底泥再悬浮的影响。结果表明:随着流速比的增加,紊动越剧烈,污染云团扩散范围越大,沉降和悬浮作用也越明显。不同流速比情况下,通过底部水平面的沉降通量变化趋势基本一致,即先增加、后稳定,通量总量随着流速比增大而增加;由于临界起动流速(对应于R=5.8)的存在导致低流速比(R=4.5)情况下再悬浮通量增长缓慢,而中流速比(R=7.2)和高流速比(R=9.9)情况下再悬浮通量增长迅速。由此可见,排污流速对排污口下游区域悬浮物的沉降和底泥再悬浮具有重要的影响。     

波浪影响下近底高浓度泥沙水运动的动力学模拟

波浪影响下的近岸海底泥沙水运动,特别是近底高含沙率泥水层,对泥沙的再悬浮和沉淀起着至关重要的作用．假定底部高浓度泥沙水为牛顿流体,利用N-S流体运动理论,采用VOF法追踪水-气界面和水-泥沙水的相界面运动,模拟了波浪作用下泥水层内的动力学响应．结果表明：泥水层的响应与主体海水波动不同,为研究底部泥沙再悬浮和底部条纹形成打下了基础;VOF法能较好地追踪水-气和水-泥沙水相界面运动的多相界面问题;同时界面间存在互相作用,即水-气界面波动对水。泥沙水界面有较大影响,而水-泥沙水界面对水-气界面影响很小     

梯级水坝对高原河流健康的影响研究

为分析梯级水坝对高原河流健康的影响,考虑高原河流特征和国内外研究成果,构建了基于水文、水质、水生态3个准则层、12个指标的健康评价指标体系,采用模糊综合健康评价模型评价筑坝河段的健康水平．结果显示:1）梯级水坝剧烈改变了筑坝河段的水文和水质特征,筑坝后河水流速和DO分别平均下降75%和12%,水深和水温平均上升了67%和50%．2）连续筑坝区域水质中COD_Mn和BOD指标分别下降28%和21%,水体沉积物中TN、TP和TOC平均上升为40%、23%和64%．3）水文和水质的变化改变筑坝河段水体浮游生物的生长环境,浮游植物和浮游动物的种群结构发生显著变化,浮游生物的种类、密度和生物量平均上升1.7、71和12倍．4）从时空尺度看,梯级水坝对枯水期河流的影响较平水期和丰水期高78%,对上段筑坝区的影响较下段筑坝区平均高56%．小型梯级水坝对湟水河段河流健康产生影响较大,亟需长期的监测和系统的评估．