鄱阳湖沉积物中磷的形态及吸附释放特征研究

【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。