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.     

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.     

香溪河库湾沉积物及库岸土壤对磷的吸附特征

采集香溪河沉积物及库岸土壤,进行磷的吸附动力学实验和等温吸附实验,研究吸附特性.结果表明准二级动力学模型为描述香溪河土壤磷吸附的最优方程(R2:0.997 9~0.999 8);垂直方向上,沉积物对磷的吸附能力较库岸土壤更强;时间上,夏季沉积物对磷的最大吸附量为273.16mg/kg,秋季最大吸附量为415.31mg/kg,夏季沉积物对磷的吸附能力较秋季弱.根据Langmuir模型对等温吸附线性拟合得到的最大吸附量(Q_(max))、平衡吸附系数(KL)和最大缓冲容量(MBC)空间差异较大,Q_(max)所得规律与等温吸附线实际规律一致;Q_(max)、KL和MBC均表现为秋季吸附量大于夏季吸附量.沉积物的本底吸附态磷NAP和沉积物对磷的吸附解吸平衡浓度EPC0高于消落带及上缘土壤,其磷释放风险更大;沉积物EPC0浓度高于上覆水P浓度,香溪河沉积物表现为"源".     

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。     

福州西湖沉积物磷形态垂向变化特征

采用化学连续提取法对福州西湖两个柱状沉积物样品中垂向不同形态磷进行分级提取分析.结果表明:1#样品表层沉积物总磷含量在830μg/g左右,垂向各层总磷呈“S”状分布;2#样品表层沉积物总磷含量在700μg/g左右,垂向各层总磷呈“7”状分布.两个柱状沉积物垂向各层均以无机磷为主,占总磷含量的80%~90%,其中铁磷含量远远高于铝磷和钙磷的含量,占总磷量的50%~60%.两个柱状沉积物垂向各层中闭蓄态磷含量很低,说明沉积物中自然来源的磷很少,主要以人为输入为主,垂向各层磷形态和含量的不同,反映了不同时期和不同程度的人为输入磷的污染.     

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.     

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．      

江西省不同营养类型湖泊底泥沉积物对磷的等温吸附特征

利用TLI方法将江西省18个湖泊分为中营养型和轻度富营养型两类。在低范围初始磷浓度和高范围初始磷浓度条件下,研究了两类湖泊底泥沉积物对磷的吸附等温热力学特征,并得出其相应的热力学参数特征值,研究结果表明:在低初始磷浓度条件下,两类湖泊对的磷等温吸附线符合Linear模型;在高初始磷浓度条件下,两类湖泊对磷的吸附等温线均能较好的符合Langmuir模型和Freundlich模型,显著水平(P0.05);中营养型湖泊底泥沉积物对磷的最大吸附量Q_(max)、吸附效率m、沉积物本底吸附态磷NAP和磷吸附/解吸平衡浓度EPC_0分别为669.828～833.224 mg/kg、112.006～216.07 L/kg、15.274～25.177 mg/kg和0.071～0.225 mg/L,而轻度富营养湖泊底泥沉积物对磷的Q_(max)、m、NAP和EPC_0分别为718.027～856.822 mg/kg、124.310～148.910 L/kg、22.248～30.838 mg/kg和0.156～0.259 mg/L,从热力学参数的大小方面分析,中营养型湖泊Q_(max)、NAP、EPC_0、K的值均小于轻度富营养型湖泊;中营养型湖泊底泥沉积物的Q_(max)、NAP、EPC_0与TP、IP、Fe/Al-P与OP含量相关性较好;而轻度富营养型底泥沉积物Q_(max)、NAP、EPC_0与IP、Fe/Al-P含量相关性较好,Q_(max)、NAP和EPC_0与沉积物污染程度有关。该研究结果为进一步揭示湖泊富营养化机制提供数据上的支撑。     

黄河表层沉积物对磷的吸附与释放研究

研究了黄河内蒙古包头段和喇嘛湾段沉积物对磷的吸附与释放动力学及吸附等温线,探讨了影响沉积物吸附磷的因素.结果表明:(1)各沉积物对磷的吸附不仅与沉积物种类和粒径有关,还直接受沉积物含量和初始磷酸盐浓度的影响,但这些影响各不相同.各沉积物对磷酸盐的吸附与释放均主要在前8 h内完成,在前0.5 h内无论是对P的吸附速率,还是释放速率均最快,并逐渐达到吸附及释放平衡;(2)沉积物对磷的吸附等温线很好地符合线性方程,且等温线穿越浓度轴,存在负吸附,由此获得沉积物对磷的吸附/解吸平衡质量浓度(EPC0值),分别为0.011 mg.L-1和0.022 mg.L-1.通过EPC0值判断,所研究区域沉积物表现为磷"源",有向上覆水释磷的趋势.     

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。     

锁磷剂对府河底泥磷释放的影响

选用美国新一代锁磷剂SAE,进行了45、90、180g/m2 3种不同剂量的锁磷剂控制府河底泥磷释放的模拟实验研究.结果表明,SAE降低了府河河道底泥上覆水中的总磷(TP)、可溶性正磷酸盐(SRP)、可溶性总磷酸盐(DTP)含量,添加90g/m2和180g/m2 SAE的抑磷率达到80%以上且效果稳定.底泥中向上覆水释放的磷主要来自于可交换态磷(Ex-P)和铁铝结合态磷(NaOH-P),钙结合态磷(HCl-P)含量变化不显著,SAE的添加使得底泥中的磷形态发生了转变,Ex-P和NaOH-P向HCl-P转化,使得稳定态磷占比增大,降低了沉积物磷向上覆水释放的风险.     

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．     

九龙江口南港段潮滩区土壤／沉积物的磷素形态特征

采用连续提取法对九龙江口南港河段潮滩区土壤和表层沉积物中的磷进行了连续提取和测定,同时对各土样中磷的有效性进行了分析.结果表明,土样中总磷、有效磷及不同形态磷的含量均表现出相同的变化趋势,由高到低依次为草滩>沉积物>竹林,磷的有效性为25.9%～29.9%,潜在的能被生物所利用的磷约占总磷的47.8%～64.5%;无机态磷是竹林土壤和沉积物磷素的主要存在形态,是有机磷的2～3倍,并呈现出以吸附态无机磷和铁结合态无机磷为主的特征,草滩土壤以有机磷形态为主.     

福建省山仔水库表层沉积物磷形态特征研究

结合X射线荧光和X射线衍射分析,采用化学连续提取法和欧洲SMT法对福建省山仔水库表层沉积物的磷形态进行分级提取测定.结果表明山仔水库表层沉积物总磷含量在400～700μg/g之间,无机磷占大多数,无机磷中铁磷的含量占总磷量的35%～45%,"活性"较大的铝/铁结合态磷和有机磷占总磷含量的70%～90%,表明山仔水库表层沉积物具有较大的释磷潜能.     

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。     

北京城市湖泊沉积物中微生物磷脂的分布特征

以北京市城市湖泊八一湖柱状沉积物为研究对象,通过Bligh和Dyer萃取方法,萃取4个采样点柱状沉积物每2 cm分层中的磷脂,使用水质总磷的钼酸铵分光光度法（GB 11893-89）测定分层中磷脂浓度,按照Findlay给出的转换因子（1 nmol磷相当于3.4×107个微生物细胞）,估算出各样点平均微生物含量及分层的微生物量含量。现场测定水体中的pH值、DO、叶绿素等指标,表明八一湖整体水质状况良好。结果表明：八一湖4个采样点磷脂的平均含量分别为1.581μg/gdw,6.741μg/gdw,0.696μg/gdw,2.143μg/gdw。水平分布上,位于湖泊中心的2号采样点磷脂平均含量远高于其他三个采样点的磷脂含量。湖中心水流速缓慢,水流基本没有流动,大量的外源营养物质不能够及时扩散,大部分都会沉淀下来。在垂直分布上,各采样点磷脂含量均随沉积物深度的增加而降低。表层（0 cm～4 cm）磷脂含量的下降趋势相似,均呈现出2 cm分层磷脂含量为4 cm分层磷脂含量的2～3倍;而（4 cm～10 cm）各采样点磷脂含量的下降趋势各不相同。根据Findlay给出的转换因子,沉积物中微生物的含量变化趋势和磷脂含量一致表层（0～6 cm）沉积物微生物含量高,微生物活动活跃,深层（6 cm～10 cm）微生物含量低,微生物活动缓慢。     

杜塘水库春季沉积物内源磷的释放速率研究

通过孔隙水扩散模型法和柱状样模拟法,研究了杜塘水库春季表层沉积物内源磷释放速率,两种方法计算出的PO43--P释放速率分别在0.67~1.30 mg.m-2.d-1和1.14~1.44 mg.m-2.d-1之间,表明沉积物有一定的内源磷释放能力.采用SMT法对表层沉积物的磷形态进行分级提取测定,结果表明,表层沉积物中"活性"较大的铝/铁结合态磷和有机磷是沉积物磷的主要赋存形态,占总磷含量的90%以上,因此表层沉积物具有较大的释放磷潜能.     

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.     

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.