北部湾南部沉积物中磷的形态特征及环境意义

采用SEDEX方法对2006年7月北部湾南部海区调查过程中采集的表层沉积物中的总磷(TP)及各种磷的赋存形态进行了系统性分析,同时结合沉积物及上覆水的环境参数,讨论了磷的地球化学特征.磷(P)的6种地球化学赋存形态分为:弱吸附态(Ads-P)、铁结合态(Fe-P)、自生磷灰石及钙结合态(Ca-P)、碎屑态(De-P)、有机态(OP)及硅酸盐态(SIF-P).研究表明,沉积物的TP主要源于海区内部生物地球化学过程,陆源输入影响较弱,具有保守性;Ca-P是上覆水体中活性磷酸盐(DIP)的汇;SIF-P是上覆水体中颗粒磷(PP)的汇;沉积物的粒度(GSL)是控制P形态含量重要因子;盐度(S)是影响Fe-P的含量变化的重要因子;Ca-P、De-P、SIF-P是沉积物中的"惰性磷",Ads-P、Fe-P、OP是沉积物中的"活性磷".     

大亚湾表层沉积物中磷的形态分布特征

沉积物中不同形态的磷具有不同的生物有效性和地球化学行为,它们的含量和分布特征包含着许多环境地球化学信息。因此,对沉积物中磷的地球化学形态的研究具有重要的环境地球化学意义。采用SEDEX法将大亚湾表层沉积物中不同形态的磷分离开,继而分析表层沉积物中不同形态磷的含量、分布特征及其影响因素。结果表明,表层沉积物中总磷的含量较高,平均高达341.87 mg/kg;无机磷所占的比例很高,平均达85.11%,平均含量为290.81 mg/kg;有机磷的平均含量为51.05 mg/kg。表层沉积物中的碎屑态磷是无机磷的主要赋存形态,平均占无机磷的47.67%;其次为自生磷灰石及钙结合态磷,平均占无机磷的34.79%;铁结合态磷和吸附态磷分别仅占无机磷中的10.23%和7.31%。其中,潜在的生物有效性磷(包括Ads-P、Fe-P和OP)平均占总磷的29.40%。在空间分布上,各站间不同形态磷的含量差异与污染物的陆源输入、沉积物性质等因素有关。     

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.     

獐子岛附近海域沉积物中氮和磷的分布来源及污染风险评价

【目的】为探讨北黄海獐子岛附近海域氮、磷的来源及其污染风险状况,对该海域表层沉积物中氮、磷的形态和分布特征进行分析。【方法】采用K2S2O8氧化法和HCl浸取法对獐子岛附近海域13个站位的表层沉积物中总氮(TN)、总磷(TP)及其无机和有机态的含量进行分析,并采用单因子标准指数法对氮、磷的污染水平进行评价。【结果】獐子岛附近海域沉积物中TN和TP的含量分别为0.192~1.357 mg/g和0.302~0.489mg/g,有机氮(ON)和无机磷(IP)是表层沉积物中氮和磷的主要存在形式,分别占TN与TP的90.93%和82.84%。沉积物中TN和TP在研究区域南部含量较高,这与沉积物粒度密切相关;而ON、有机磷(OP)两者都与有机碳(TOC)含量具有显著相关性,说明它们具有相似的来源。单因子标准指数法分析表明獐子岛附近海域沉积物中TP含量较低,标准指数均小于1;而TN含量相对较高,其标准指数为0.35~2.47。【结论】獐子岛附近海域沉积物中氮为陆源和自生混合来源,而磷主要是陆源输入;海域沉积物环境受到氮的污染。     

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。     

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．      

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。     

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.     

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.     

西居延海（黑风口地区）不同粒径颗粒物中磷的化学形态分析

采用改进的化学连续提取法对黑风口地区颗粒物中磷的各种化学形态进行测定,并对颗粒物进行分级形态研究.结果表明: 黑风口颗粒物中的总磷含量(TP)为828.48～1915.38μg/g,不同位置的沙在组成、结构、磷结合性和容量方面有很大不同,其主要成分是钙磷(Ca-P),有机磷(Org-P)次之; 在不同粒度的颗粒物中,Ca-P的含量最高,占TP的81.42%～93.65%,其次是有机磷,占TP的2.92%～9.29%,其他形态磷含量的高低顺序为铝结合态磷(Al-P)＞可交换磷(Ex-P)＞铁结合态磷(Fe-P)＞闭蓄态磷(Obs-P); 在所取沙漠颗粒物中,TP、Ca-P、Org-P、Ex-P的含量都随颗粒物目数的增大而增大,而Obs-P、Fe-P的含量随颗粒物目数的增大而减小.     

Application of chemical fractionation and X-ray powder diffraction to study phosphorus speciation in sediments from Lake Hongfeng,China

Based on the techniques of sequential extraction and X-ray powder diffraction (XRD), the distribution characteristics of phosphorus speciation were investigated in 13 sediment samples from Lake Hongfeng, an important drinking water source for Guiyang with a typical karstic limestone environment. The total phosphorus (TP) concentrations in the sediments ranged from 973.36 to 2334.18 mg/kg with a mean concentration of 1635.87 mg/kg (dry weight), and it was evident that the phosphorus level in the sediments was high compared with other eutrophic lakes such as Lake Chaohu and Lake Xihu. The results of the two methods, sequential extraction and XRD, demonstrated the presence of different phosphorus species in the lake sediments. Being compatible with local geophysical characteristics, the results of sequential extraction techniques indicate that the average percentages of dissolved phosphorus (DP), aluminum-bound phosphorus (Al-P), iron-bound phosphorus (Fe-P), calcium-bound phosphorus (Ca-P) and organic phosphorus (OP) in the sediments were 0.40%, 7.06%, 5.07%, 45.48% and 38.49%, respectively. Notably, the concentrations of inorganic phosphorus (IP) were higher than those of OP, and the IP consisted primarily of Ca-P. The high concentrations of Ca-P may temporarily control the release of phosphorus from the sediments because it is a relatively stable, inert and non-bioavailable phosphorus fraction. The results of XRD analysis indicated that, among phosphorus species, AlPO₄ was found in all sediment samples at relatively high concentrations. Moreover, the TP concentrations in the sediments were high; thus the release potential and bioavailability of phosphorus in the sediments was important. Further statistical analyses of the results revealed significant correlations between phosphorus species in the sediments with two extractable principal components and four selectable cluster levels allowing interpretation of possible origins of phosphorus loading and transformation mechanisms of phosphorus species. Furthermore, available remediation measures were briefly assessed for the lake while considering its distinct environmental features.     

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．     

三峡库区澎溪河流域不同高程消落带土壤磷形态特征

研究了三峡库区澎溪河流域落干期不同高程消落带土壤不同磷形态分布特征,并分析了各形态磷与土壤理化性质之间的相关性。结果表明,澎溪河流域消落带土壤TP含量均值为599.00 mg/kg,消落带土壤TP、IP含量均沿高程逐渐下降。消落带土壤活性磷（Ac-P）含量明显低于180 m的岸边土壤,155,145 m消落带土壤Ac-P含量低于165 m消落带土壤,与140 m沉积物中Ac-P含量相近,表明频繁的干湿交替会加剧消落带Ac-P的流失。消落带土壤TP、IP和Ca-P均与pH值表现出显著的负相关关系,表明pH对土壤磷形态的含量有着重要影响;OM与Or-P表现出极显著的正相关性,表明有机质的输入在一定程度上会影响Or-P的含量。     

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．     

低分子有机酸对林地土壤磷释放及活化影响

为了解林地土壤中闭蓄态磷转化为有效磷的转化效率,以淮河流域固始县意杨林灰潮土为例,开展了在不同低分子有机酸、酸浓度及反应时间下灰潮土壤总磷(Total Phosphorus, TP)的释放及各形态磷,包括TP、无机磷(IP)、有机磷(OP)、Fe/Al-P和Ca-P的活化影响实验。实验结果显示,苹果酸、柠檬酸及草酸对土壤TP释放率分别增长了180%、161%和217%。苹果酸和柠檬酸对土壤TP的平均活化率均在164%以上,而草酸则在中浓度时才表现出活化作用。3种低分子有机酸均能有效促进灰潮土磷的释放与活化,且释放作用和有机酸种类、浓度及实验处理时间密切相关,活化作用也与酸种类和酸浓度相关性显著,研究结果为磷肥的合理施用和土壤有效磷的提升提供科学依据。     

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.     

长湖底质有机物富集现状及评价

测定长湖底质有机质及总氮、总磷等指标,通过和其他富营养化湖泊的相关指标或当地环境本底值比较,评价长湖底质对湖水富营养化的潜在贡献,其结论是:有机质平均值为43.84 g/kg,含量丰富;总磷平均值为0.057%,含量较低,但在湖中各点差异明显;湖泊底质含氮量为0.234%,总体偏高;底质有机指数很高,湖泊处在严重的肥污染状态;有机质和营养盐主要来源于藻类等浮游生物;有机碳和总氮的相关性好,具有某种线形关系.