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东湖典型区域沉积物及间隙水中碳氮磷时空分布特征研究

丰民义  
【摘要】: 本研究以严重富营养化的武汉东湖为对象,采集具有代表性的3个点位的沉积物柱状样,探索并得出了制备沉积物间隙水的最佳实验条件;对沉积物柱状样品不同剖面和间隙水中C、N、P赋存形态、季节性变化,进行了系统的研究,获得的研究结果如下: 1、通过对离心转速、时间和温度的测试研究,确定了本实验制备间隙水的最佳条件:6000rad/min,30min,4℃。 2、三个沉积物采样点中,碳、氮、磷内源负荷最高,即内源污染最严重位于双湖桥附近的1号点,磨山风景区附近的3号点次之,湖心2号点最低。东湖沉积物中有机质具有明显的双重来源,1号点以外源为主;2号点表层外源与内源相对平衡,中下层以内源为主;3号点9月份以外源为主,其它月份表层以外源为主,中下层以内源为主。沉积物TN、TP、有机质、LP、Al-P、Fe-P都存在表层富集的现象,氨态氮与Ca-P含量,在表层0~10cm随深度的增加而增加,中下层10~20cm间距波动不大,趋于稳定;一般而言,无机磷赋存形态中LP、Al-P和Fe-P在夏秋季含量高,冬春季低,而O-P与Ca-P的最高值出现在冬季;并且在温度低的月份,生物活性高的Al-P、LP可能存在向活性低的Ca-P、O-P转化的趋势;TP季节变化不明显,且跟无机磷形态中的Fe-P显著相关;TN、TP,TN与NH4+-N,TN与TP,TN与有机质间都有较好的相关性,其中TN与有机质间相关性极显著。 3、以变异系数对沉积物的时空变化进行考察,得知变异系数与污染状况密切相关:污染越严重,变异系数越小;污染严重的1号点,沉积物的碳氮磷在垂向变化上均为弱变异或中等变异,污染相对较轻的湖心2号点,各个月份均为强变异;污染状况介于二者之间的3号点,在6月、12月为强变异性,在营养水平最高的9月,为弱变异。 4、以有机指数和有机氮对东湖沉积物进行了环境评价,结论为:1号点沉积物在各个月份受有机污染明显,2号点与3号点在表层受有机污染,中下层处于尚清洁或较清洁水平,但3号点在9月处于有机污染状况下;有机指数表现出随沉积物深度增加而逐渐减少的趋势;东湖沉积物受有机氮污染的情况普遍较高,除在12月份2号、3号点中下层沉积物为尚清洁水平外,1号位点在各个月份均受有机氮污染。 5、各季节沉积物间隙水中TN、TP、TDP在垂直分布上也表现出和沉积物类似的规律,表层含量高,随着深度的增加,含量逐渐降低,趋于稳定,但变化的垂直区段位置各不相同;间隙水中TP的主要成分是TDP,浓度平均占65%以上;间隙水中TN、TP季节差异显著,夏秋季高于冬春季,但各点位差异不大;沉积物中TN与间隙水中TN的显著相关性,而沉积物的TP与间隙水中TP、TDP的相关性相对较低。


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