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《南昌大学》 2006年 硕士论文
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鄱阳湖南矶山湿地土壤对磷的吸附与释放特性的研究

张静  
【摘要】:湿地土壤对磷等营养物质具有一定的吸附截留作用,同时在一定的条件下又能将磷释放,影响湿地富营养化水平。本研究采用现场采样与实验室模拟测定相结合的方法,对鄱阳湖南矶山湿地土壤中有机磷、无机磷(溶解态磷、铝磷、铁磷、闭蓄态磷、钙磷)等的分布特征,磷的吸附特性以及释放特性进行了试验研究。结果表明: 有机磷是磷素的主要组成部分;无机磷中,闭蓄态磷在各层土壤中含量最高;有机磷、铁磷总体上随土壤深度增加而减少,铝磷含量随深度增加呈“Z”型变化,闭蓄态磷含量随土壤深度的增加呈波浪式上升,钙磷的含量随土壤深度增加先减少再增大;各形态磷受pH值的影响显著,铝磷和闭蓄态磷与pH值呈显著正相关,铁磷和钙磷与pH值之间则呈显著负相关。 土壤对磷的吸附过程是一个复合动力学过程,在吸附反应发生6h之后基本达到动态平衡,动力学过程符合Elovich方程和一级反应方程。实测的等温吸附曲线与Freundlich、Langmuir及Tempkin吸附模式吻合,相关系数均达到极显著水平,其中又以Langmuir等温吸附方程最为吻合,并由此计算出土壤最大吸附量与吸附常数。土壤中的物理性粘粒、有机质、pH、Fe~(3+)和Al~(3+)含量是影响土壤最大吸附量的重要因素,吸附常数与物理性粘粒、Fe~(3+)和Al~(3+)呈显著正相关。此外,环境因素(水土比、溶液pH,Ca~(2+)浓度、有机阴离子和温度)对土壤吸磷作用的影响也很显著。土壤对磷的吸附存在吸附/解吸平衡点,有些土壤的吸附/解吸平衡浓度高于发生富营养化的临界浓度(0.02mg/L),淹水后释放磷的风险较大。磷吸持指数(PSI)可代替最大吸磷量用于评价土壤的吸磷能力,磷吸持饱和度(DPS)可用来评价磷在水体界面的迁移能力。 土壤中的磷释放量随着时间的增加而增大,24h后已基本平衡,但释磷量有限。土壤吸附大量磷后的再释放是缓慢的。升高温度、增加水体pH和扰动水面均能加速磷的释放。厌氧条件下受淹土壤释磷量明显高于好氧条件下土壤释磷量。研究还显示,土壤释磷量取决于土壤中磷的形态,其中可溶性磷、铁磷和铝磷对土壤磷释放量有较大影响。


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