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．     

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.     

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.     

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。     

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.     

黄河泥沙含量对磷迁移过程的影响研究

磷是我国河流主要污染物质之一,泥沙含量对磷的迁移过程具有重要影响,但针对磷在沉积物-水界面的迁移机制理解尚不完全．黄河作为典型的高含沙量和高磷负荷河流,对于磷在河流介质的迁移过程具有重要研究意义．在2019 年10 月份选取黄河沿程18 个水样采集点位和2 个沉积柱采集点位,对水样含沙量、总磷含量（TP）和沉积物样磷形态含量（Ca-P、Fe/Al-P、OP）进行测量,结合2000—2019 年黄河主要水文站实测输沙量、含沙量、泥沙粒径数据进行分析．从时空尺度上,尽管中游河段输沙量近20 年呈显著下降趋势,但下游输沙量仍保持稳定,下游前段水体含沙量呈上升趋势．将水体含沙量与TP 含量进行协同分析,下游河段水体含沙量同TP 含量呈相反变化规律．对泥沙粒径进行分析,冲刷作用导致较大粒径沉积物再悬浮,这一过程对磷的迁移具有重要影响．对沉积物磷形态进行分析,IP 为黄河流域沉积物磷主要赋存形态,Ca-P 是IP 的主要赋存形态．研究认为,当流速慢时,水体泥沙含量低,沉积物再悬浮作用弱,Fe/Al-P 在沉积物-水界面迁移. 当流速快时,水体泥沙含量高,沉积物再悬浮作用强,下游地区沉积物和悬浮颗粒物成为磷汇．      

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.     

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.     

水坝拦截对新安江沉积物中磷、氮形态的影响

以新安江水库及其相关河段为研究对象, 对沿程上游河段、库区河段、中心库区及坝后河段沉积物中的磷、氮地球化学形态、含量及分布特征进行了研究. 结果表明: 受上游颗粒物的沉积作用和水产养殖的影响, 库区河段的总磷(total phosphorus, TP)、总氮(total nitrogen, TN)分别比上游河段增加了37.3%, 34.2%. 受到大坝的拦截作用, 库区和坝后河段中的磷、氮含量明显降低, 坝后沉积物中的TP, TN分别比坝前降低了39.5%, 74.1%. 在磷的各形态中,钙结合磷(Ca-P)(13.8%∽31.9%)和铁结合磷(Fe-P)(11.5%∽26.2%)在TP中所占比例仅次于有机磷(organic phosphorus, OP)(48%∽69%). 受水库蓄水顶托的作用, 大量沉积的有机磷逐渐矿化降解, 并向铁结合磷转化, 导致坝前、坝后沉积物中的磷形态组成发生了明显改变. 有机氮(organic nitrogen, ON)为TN的主要形态, 在上游河段中ON含量较低, 但在库区河段迅速升高, 而在下游河段迅速降低, 而氨氮(NH⁺₄ -N)含量变化较小. 研究结果表明, 水库对磷、氮具有明显的拦截效应, 并改变了营养元素之间的化学计量比.     

辽河吉林省段干支流沉积物中氮和磷的形态与释放特征

利用化学提取方法测定分析辽河吉林省段干支流沉积物中氮和磷的质量比及形态, 并在实验室条件下模拟研究沉积物中氨氮和可溶性磷酸盐的释放过程. 结果表明： 除杨木水库与支流条子河的沉积物中总磷和总氮质量比较高（1.09~3.00  g/kg）外, 其他干支流沉积物中的总磷和总氮质量比均较低（0.25~0.70 g/kg）; 氨氮的质量比在杨木水库中下游的沉积物中相对较高（0.044~0.052 g/kg）; 钙结合态磷、 有机磷和残渣磷是总磷的主要存在形态, 可交换态磷、 铝结合态磷和铁结合态磷的质量比较低; 酸性条件可促进沉积物释放氨氮和磷[JP2]酸盐, 碱性条件有利于沉积物释放氨氮; 释放过程受微生物活动、 pH值和溶解氧含量的影响.     

辽河吉林省段干支流沉积物中氮和磷的形态与释放特征

利用化学提取方法测定分析辽河吉林省段干支流沉积物中氮和磷的质量比及形态,并在实验室条件下模拟研究沉积物中氨氮和可溶性磷酸盐的释放过程.结果表明:除杨木水库与支流条子河的沉积物中总磷和总氮质量比较高(1.09~3.00g/kg)外,其他干支流沉积物中的总磷和总氮质量比均较低(0.25~0.70g/kg);氨氮的质量比在杨木水库中下游的沉积物中相对较高(0.044~0.052g/kg);钙结合态磷、有机磷和残渣磷是总磷的主要存在形态,可交换态磷、铝结合态磷和铁结合态磷的质量比较低;酸性条件可促进沉积物释放氨氮和磷酸盐,碱性条件有利于沉积物释放氨氮;释放过程受微生物活动、pH值和溶解氧含量的影响.     

淮河沉积物总磷和重金属沿程变化及污染评价

为了探究淮河沉积物中污染物的分布规律、来源及污染程度,于2014年7月沿淮河中下游设置16个采样断面,现场采样并检测沉积物中总磷(TP)质量比和重金属(As、Cu、Pb、Cd、Zn)的质量比,分析沉积物中污染物的沿程分布及来源并对污染状况进行评价。研究结果表明,淮河中下游沿程各城市下游断面沉积物中污染物平均含量比上游断面高;污染物来源分析表明,所有污染物均受到点源污染的影响,其中TP和Cu受到点源污染和面源污染的共同影响;单因子标准指数法对沉积物磷污染评价结果表明,淮河干流沉积物环境质量受磷的污染相对较轻;对重金属潜在生态危害程度分析表明,无论是单个重金属的生态危害程度还是综合生态危害程度都为轻微。     

香溪河沉积物中磷形态的垂向分布特征与相关分析

为揭示三峡库区沉积物中磷形态的分布特征及其与沉积物理化指标的相关性,本文以香溪河为例,沿河流自上游向下采集沉积物样,应用五步连续提取法分层测定柱状沉积物中的磷形态,并对pH、有机质、粒度等与磷形态间进行相关性分析.结果表明:在水平方向,表层沉积物(0~4cm)的总磷(TP)排序为中游(XX06)上游(XX08)干支流交汇处(CJXX)下游(XX01);在垂向分布上,中上游(XX08和XX06)各形态磷含量整体沿垂向递减,而下游和交汇处(XX01和CJXX)钙结合态磷(HCl-P)沿垂向递增.香溪河沉积物TP的含量范围为715~947mg/kg,HCl-P构成沉积物中磷的主要部分.生物有效性磷(BAP)占TP含量的20%~48%,CJXX沉积物中的BAP含量略低于支流.不同样点沉积物中磷形态与环境因素的相关性并不一致,中上游沉积物TP与BAP显著相关,氧化还原敏感性磷(BD-P)或BAP受氧化还原电位(Eh)影响较大;而下游和干支流交汇处的主要影响因素为pH值,BAP主要由金属氧化物结合态磷(NaOH-P)组成,二者相关性显著.在CJXX,伊利石含量随粒径的增加而减少,与石英和白云石变化规律相反.     

水体沉积物中磷分级及其影响因素——以Hupfer方法为例

根据Hupfer方法可将沉积物中磷形态划分为弱吸附态磷(NH4Cl-P)、铁磷(Fe-P, BD-P)、铝磷(Al-P, NaOH-P)、钙磷(Ca-P, HCl-P)和残渣态磷.本文通过数据提取和分析,发现全磷(TP)与以上各部分磷之间存在极显著的相关性(P<0.001),其中, TP与NH4Cl-P、BD-P和HCl-P之间的关系符合一元二次方程,与其他组分的关系符合线性关系.进一步分析表明:沉积物自身磷质量分数、外源磷负荷、悬浮条件和氧化还原电位是影响磷形态分级和生物有效性的主要因素,并就湖泊中磷的形态分级和转化进行了探讨,为今后评价磷的内源循环提供理论参考.     

长江口潮滩沉积物中磷的分布和形态特征

研究了长江口潮滩表层沉积物中磷的含量、分布及其形态特征．结果表明,沉积物中总磷（TP）的含量在539．6-3379．5mg／kg之间,石洞口（SDK）排污口处含量最高;磷的沿程空间变化明显,某些岸段夏季和冬季季节性变化较大,这主要受人类活动（排污）、沉积环境和水动力条件控制．除SDK样点有机磷含量偏高（43．6％）外,沉积物中有机磷（OP）含量较低;磷主要以无机磷（IP）形态存在,其中钙结合态磷（Ca—P）在IP中占主要地位,占54．4％～94．3％．沉积物中生物可利用磷（BAP）主要受人类活动控制,可以作为长江口潮滩环境潜在生态风险评价指标之一．     

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.     

福建省山仔水库水体季节性分层特征研究

对福建省敖江流域山谷型的山仔水库2005年水温和水化学(DO、pH、总溶解性磷质量浓度)进行监测,结果表明:山仔水库的水温在3-11月之间保持稳定分层,在夏季形成明显分层,这种温度分层结构有效限制了上下水团的混合,形成显著的水体溶解氧分层,特别是夏季由于有机物的消耗,在沉积物-水界面形成厌氧层;12月至次年1-2月随着水体表层气温的急剧下降,水体分层结构失稳,水库上下层水体垂直交替,底部厌氧释放的还原性物质被带入上层湖水,说明水温季节性的分层对山仔水库水质的变化起重要作用.     

浙江近岸海域表层沉积物中磷的存在形态及其分布特征

运用SEDEX方法分析了浙江近岸海域表层沉积物中总磷(TP)及磷在各提取相的含量和分布.研究结果表明,表层沉积物中TP含量为432.2～846.1 mg/kg,平均为(533.2±90.1) mg/kg;弱吸附态磷(Ads-P)、铁结合态磷(Fe-P)、自生磷灰石及钙结合态磷(Ca-P)、碎屑态磷(De-P)和有机磷(OP)平均含量分别为6.2,93.2,12.4,295.0和66.5 mg/kg,分别占TP的1.2％,17.7％,2.4％,56.7％,和12.7％.沉积物的Ads-P、Ca-P和OP与其粒度和有机碳含量呈显著正相关,De-P则呈负相关.各站位沉积物中磷在不同提取相中的含量差异较大,与沉积物的陆源输入、沉积物粒径及沉积海域的水动力条件等因素有关.