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《山东农业大学》 2011年
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东平湖表层沉积物中磷的形态特征及对富营养化的影响研究

邢友华  
【摘要】:磷是水体浮游藻类生长和造成湖泊水体富营养化的重要控制因子之一,磷在表层沉积物中的赋存形态及其释放特性对于湖泊富营养化具有重要的影响。本研究以东平湖表层沉积物为研究对象,研究表层沉积物的理化特征和磷的形态赋存特征,以及pH、扰动等环境条件对表层沉积物中磷释放的影响,并利用磷吸附指数(PSI)和磷吸附饱和度(DPS)来分析东平湖表层沉积物的磷吸附容量,以此探究了表层沉积物中磷的潜在释放对东平湖富营养化的影响。得出的主要结论有: (1)东平湖水体基本处于中营养状态。东平湖水体中春季、夏季和秋季的氮磷比分别为10.3~78、19~46和10.2~35,即总氮浓度均超过总磷浓度7倍以上,表明该湖属于磷营养限制性湖泊。 (2)东平湖表层沉积物中总磷的平均含量为851.3 mg·kg~(-1),与我国其他湖泊相比含量较高。表层沉积物中的磷主要以无机磷的形式存在,含量为384.87~772.35 mg·kg~(-1),约占沉积物中总磷的73.57 %。各形态无机磷的含量在沉积物中的比例大小顺序为:Ca-PRes-PAl-P+Fe-PNH4Cl-P,分别占无机磷的47.87 %、29.78 %、21.41 %、0.94 %。生物可利用磷在东平湖沉积物中的含量较高,平均为274.95 mg·kg~(-1),占总磷的32.3 %。 (3)pH对内源P释放的影响实验发现沉积物磷释放量整体表现出:碱性条件酸性条件中性条件。在中性条件下,沉积物中的磷相对比较稳定,不易释放到水体中。与中性条件相比,在酸性条件下,沉积物中磷的释放量因钙磷溶解有所增加;而在碱性条件下,因铁磷交换作用,沉积物中的磷向水体释放量较大。 (4)扰动对沉积物中的TP的释放具有较大的影响,TP的释放量和释放速率均存在随着扰动强度的增大而呈显著增加的趋势。扰动导致的沉积物的再悬浮并不会明显改变上覆水的酸碱环境,但是会促进易溶性阳离子的释放。与静态释放(即扰动强度为0 rpm)相比,扰动强度为25 rpm、50 rpm和100 rpm时,TP的累积释放量分别增加了0.185、0.263和0.320 mg·kg~(-1),分别增加了43.2 %、61.4 %和74.7 %,释放速率也比静态条件下明显增大,分别比静态条件增加了36.2 %、41.7 %和127.6 %。 (5)利用沉积物磷吸附指数(PSI)和磷吸附饱和度(DPS)对东平湖表层沉积物的磷吸附容量和沉积物中磷的潜在释放风险进行研究表明,表层沉积物的磷吸附指数变化范围为30.3~45.2 [mg P·(100g)~(-1)]·(μmol·L~(-1))~(-1),表现出从湖心、湖东向湖北、湖南逐渐增大的扇形特征;而磷吸附饱和度变化范围为6.5 %~24.1 %,与磷吸附指数变化趋势恰好相反。磷吸附指数与沉积物中草酸铵提取的铁(FeOX)含量呈极显著正相关,与草酸铵提取的铁铝总量呈显著正相关,磷吸附饱和度与沉积物中草酸铵提取的磷(POX)含量呈显著正相关。磷释放风险指数(ERI)变化范围为14.9 %~67.5 %,表明东平湖表层沉积物中磷释放诱发富营养化的风险处于高度风险范围。
【学位授予单位】:山东农业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:X524

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【引证文献】
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