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。     

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.     

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．     

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.     

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.     

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．      

锁磷剂和增氧剂对沉积物内源污染物钴的吸附

为探究不同吸附材料(锁磷剂和增氧剂)对沉积物内源污染物Co的影响机制,以太湖梅梁湾为研究区域,设计3组室内模拟试验(对照组、增氧剂组及锁磷剂组),基于高分辨率平衡式间隙水采样(HR-Peeper)装置采集4个阶段(加入吸附材料后的第4天、30天、90天、150天)水样,解析原位覆盖条件下沉积物剖面溶解态Co、Fe(Ⅱ)、Mn的垂向分布特征及相互作用机制。结果表明：锁磷剂和增氧剂未造成水体中的pH值和Eh值的剧烈变化;沉积物剖面中溶解态Co质量浓度降低了1.29%～45.87%,且30 d时的吸附效果最好;增氧剂组及锁磷剂组沉积物-水界面Co释放通量较对照组分别降低了1.00μg/(m²·d)和1.19μg/(m²·d);沉积物剖面Co的释放受铁、锰的氧化还原控制,且主要受锰的氧化还原控制;增氧剂对钴的吸附效果优于锁磷剂,且有效吸附时间更久。     

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。     

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".     

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.     

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。     

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.     

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.     

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．      

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.     

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.     

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。     

两种锁磷剂锁磷效果对比研究

选取澳大利亚联邦科学与工业研究组织研发的Phoslock和美国新一代锁磷剂SAE两种锁磷剂进行了吸附动力学试验、等温吸附试验和解吸附试验研究,对比分析这两种锁磷剂对磷的吸附效果.结果表明,Phoslock在1 h达到吸附平衡,而SAE在30 min达到吸附平衡.两种锁磷剂均符合Langmuir吸附模式,1 g Phoslock能够吸附9.88 mg P,1 g SAE可吸附9.93 mg P.对磷的解吸附实验表明,两种锁磷剂的解吸均不会对其除磷效果产生显著影响,且SAE的稳定性略优于Phoslock.     

大型水生植物对湖泊沉积物中不同形态磷迁移转化影响研究

以骆马湖为研究对象,研究了大型水生植物对湖泊各层沉积物中不同形态磷的迁移转化规律.研究结果表明:湖泊沉积物中不同形态磷的迁移转化与大型水生植物有密切关系,大型水生植物对沉积物中TP浓度变化有显著影响,影响程度为上层>下层>中层;在沉积物无机形态磷的迁移转化过程中,植物区各层沉积物中Fe-P浓度变化较大,均呈下降趋势,下降幅度大小顺序为上层>下层>中层;植物区中、下层沉积物中Ca-P浓度呈先升后降趋势,上层呈先降后升趋势;大型水生植物主要通过吸收作用和改变微环境作用影响各层沉积物中不同形态无机磷的迁移转化,对Fe-P,Ca-P有显著影响,对Al-P,O-P的影响不显著.     

水体-沉积物多相界面磷循环转化微生物作用实验研究

以汾河水库沉积物为研究对象,采用灭菌与非灭菌对比方法,通过水体-沉积物体系"好氧-厌氧-投加还原剂"的对比连续模拟实验,研究了微生物在水体-沉积物多相界面磷循环转化过程中的作用.实验结果表明,好氧状态下沉积物中磷不发生明显释放;厌氧状态下,微生物以硫酸根为电子受体的生命活动引起周围环境氧化还原电位的降低进而导致沉积物中磷和可溶性铁显著释放.在没有微生物的反应器内,只有当添加强还原剂使其氧化还原电位降至与前者同等水平时才发生明显释放.沉积物中各形态磷含量变化分析表明,铁结合态磷和闭蓄态磷在微生物作用下更容易释放.