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鄱阳湖沉积物中磷的形态及吸附释放特征研究

夏黎莉  
【摘要】: 湖泊富营养化是我国最重要的环境问题之一,而沉积物-水界面磷行为的研究是揭示湖泊富营养化机理的重要一环,本文选取了鄱阳湖湖区10个表层沉积物样品,通过对其中磷形态分布特征的分析和对磷吸附释放模拟研究,得出以下结论: 鄱阳湖沉积物中总磷含量范围在456.98~991.71mg/kg,河道位置对磷在湖泊沉积物中的分布有较大影响,各入湖口TP平均浓度高于湖区其他位置。沉积物中的磷主要以无机磷形式存在(>50%),无机磷组成以Fe-P、Al-P为主,TP含量主要受Fe-P、Al-P和org-P的影响,随着TP含量的增加,Fe-P、Al-P和org-P均有增加的趋势,org-P与Fe-P、Al-P含量均有较好的正相关关系。 在高浓度条件下沉积物对磷的吸附曲线既很好地符合Langmuir等温式,也很好地符合Freundlich等温式。湖泊沉积物在对磷的吸附过程中存在解吸现象,在低浓度条件下,湖泊沉积物对磷的吸附等温线符合Linear模型。在此条件下求得吸附-解析平衡浓度,高于发生富营养化的临界浓度,释放磷的风险较大。 环境因素对土壤磷吸附有很大的影响,沉积物对磷的吸附是吸热反应,温度升高,有利于沉积物对磷的吸附;沉积物对磷的吸附有浓度效应,吸磷量随沉积物浓度增加而增大;pH对沉积物磷吸附有较大影响,在偏酸(pH5)或中性(pH7)时对磷吸附量大于偏碱(pH9)环境下对磷的吸附。 分析使用湖水和蒸馏水作释放上覆水的差异,讨论了光照、pH、温度、DO、微生物、扰动等对磷释放的影响。通过实验得出在有光照的情况下,磷的最大释放量比蔽光条件下少;磷的最大释放量与pH呈抛物线关系;磷的最大释放量与温度正相关;在好氧状态下,沉积物会发生磷释放但释放速度和释放量比厌氧状态下小得多;有微生物作用的底泥,其磷的释放明显高于没有微生物作用的底泥磷的释放;高速扰动时磷的释放量高于静态,低速扰动对磷的最大释放量影响不大。


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