太湖表层沉积物磷的吸附容量及其释放风险评估.pdf

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1、第卷第期湖泊科学,年月,太湖表层沉积物磷的吸附容量及其释放风险评估’黄清辉王子健王东红王春霞马梅中国科学院生态环境研究中心,环境水质学国家重点实验室,北京提要利用沉积物磷吸附指数和磷吸附饱和度等指标来表征太湖表层沉积物的磷吸附容量,并探讨了太湖沉积物磷吸附容量的空间变化研究发现草酸钱提取的磷以及活性铁、铝氧化物含量在梅梁湾东北部至五里湖一带的沉积物中较高,而在太湖南部湖区相对较低,这主要是与附近城市污水的实际贡献有着密切关系太湖沉积物的磷吸附指数大体上有着北高南低、西高东低的分布特征,而磷吸附饱和度分布与恰有相反的特

2、征沉积物中磷的吸附容量可能主要受到无定形的铁和铝的氧化物控制,也受沉积物有机质含量的影响初步确定,了用磷吸附指数和磷吸附饱和度来表征的湖泊沉积物磷释放风险指数概念并应用于对太湖沉积物磷诱发的富营养化风险的评估关键词磷吸附指数磷吸附饱和度无定形的铁铝氧化物富营养化风险太湖分类号在淡水湖泊体系中,磷通常是富营养化过程中的一个重要因素太湖流域是经济比较,、、、,发达的地区磷会随城市污水工业废水农业径流禽畜排泄物等途径输入太湖而且从湖泊沉积物中也会释放出磷为评估外源性的磷与内,源性的磷引发的湖泊富营养化的风险、,需要研究太湖

3、沉积物对磷的吸持作用包括吸附表面络合和共沉淀等在没有确定沉积物对磷的富集机制时统称为吸持,但川习惯上可称吸附通常需要进行一系列等温吸附实验获得沉积物对磷的吸附能、结合能和最大吸附量等吸附参数来表征沉积物磷吸附容量,「,〕,但这种方法十分繁琐耗时和提出磷吸附指数概念它与最大【,’吸附磷量有极好的相关性而磷吸附饱和度可定义为土壤实际吸附磷量与最大吸附,【’〔,’,磷量的百分比值这两个概念在表征土壤磷吸附容量上发挥了重要的作用但是较少应用于湖泊沉积物另外,尽管以往用总磷、总氮和叶绿素等多种指标来综合评价湖泊的营养状’,况但

4、是至今未有合适的湖泊富营养化风险评估体系可以对未来可能的富营养化风险进行预测,和评估因此本文利用和来探讨太湖沉积物磷吸附容量现状和空间变化,并初步提出了以它们为评估指标的湖泊富营养化风险概念一一一一“”中国科学院知识创新工程重大项目和国家计划资助一一收稿一一收修改稿黄清辉,男,年生,博士研究生,一湖泊科学卷材料与方法野外观测与采样于年月、年月在太湖进行现场观测与采样本文实验所用沉积物样品的个采样点位置分布如图所示,其中部分结果分析只采用了年个沉积物样品磷吸附指数的测定称取沉积物冻,干样目于聚丙烯离心管中加入溶液配制在

5、中,加人滴氯仿以抑制微生物活动,下往复振荡,,林,,后转分离心用孔径滤膜过滤钥锑抗比色法测定滤液中磷的浓度,二月,,并计算出吸附磷的量则磷吸附指数可计算为这里为滤林,以协〔,了液中溶解磷浓度为单位整个过程进行了次部分次平行实验玉里湖宜兴件年年图采样点地理位一置示意图即孚叩磷吸附饱和度的测定称取士一沉积物冻,加入干样目于个洁净于燥聚乙烯瓶中草酸按提取剂并且盖上瓶盖准备两个空白在暗室内以转分振荡先后用无灰分定量细滤纸和林孔径滤膜过滤提取液弃去最初通过的几毫升滤液,余下的用的聚乙烯瓶收集移取沉积物提取液,于比色管中,,、、

6、、加人盐酸混合均匀配置系列标准溶液分别含和、、、,一以及和和在周内用测定磷、铝和铁的含量整个过程进行次平行实验沉积物的可估算为草酸钱提取的磷量。,与提取的铝。、,和铁。,总量之一半的摩尔百分比、,。、「」二。值即沉积物其它指标的测定“,冻干样的湿度预先进行了测定烘箱下和实验结果都经过湿度校期黄清辉等太湖表层沉积物磷的吸附容量及其释放风险评估,,以炉,正温干重表达沉积物中有机质含量通过烧失量来估算在湿度测定实验之后,【’沉积物中的烘干样接着在马弗炉下烘烧总磷的测定采用过硫酸钾高温〔’,‘,,氧化法消解样品后再用抗坏血酸

7、法测定溶解态活性磷的含量数据处理数据处理主要采用数理统计学和地统计学方法应用软件技术有限公司中进行相关分析,在。,美国中进行多元回归分析软件〔公司而应,用软件软件有限公司美国进行克里金插值分析是测定点之间,最优内插的一种地统计学方法可应用于沉积物属性的空间分布预测结果与讨论、、沉积物中草酸按提取的铁铝磷的分布及相互关系,太湖沉积物中草酸按提取的铁,如表所示主要为无定形的铁氧化物简称活性铁平均含量为范围一,空间变异系数为草酸按提取的铝,一主要为无定形的铝氧化物简称活性铝平均含量为范围,,它与活性铁含量,一为比基本保持恒

8、定在之间变化除五里,一湖点较高之外草酸钱提取的磷含量平均为范围,。,、、为其中活性铁铝和在梅梁湾东北部与五里湖沉积物中含量较,、,高那里接纳了附近城市污水的输人而活性铁铝以及在南部湖区含量相对较低那里,相对,是上游流域农业高度集约的西若溪的人湖处因此于农业面源径流来说城市污水输表年月太湖表层沉积物磷吸附指数和磷吸附饱和度甲样号一恤巧哪林士士士士

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