长江中下游浅水湖泊富营养化机制与重金属污染研究

【摘要】：长江中下游地区是我国富营养化浅水湖泊的主要分布区,了解该地区浅水湖泊沉积物—水界面氮磷营养盐交换机理对富营养化的控制有着十分重要的意义。本论文首先综述了氮磷在生态系统中的循环过程、氮磷营养盐与湖泊富营养化的关系以及磷在水生态系统中的沉积与释放等方面的研究进展。本文通过对安徽巢湖、武汉东湖以及长江中下游28个不同类型的浅水湖泊沉积物—水界面间氮磷营养盐迁移转化的研究,结合湖泊水质状况的调查,分析了不同湖泊之间沉积物中磷的形态及吸附行为与湖水中磷含量的关系以及浮游藻类对沉积物氮磷营养盐释放的影响。主要内容包括巢湖内源磷负荷的调控机制、氮通量的时空变化特征、表层沉积物重金属的分布与污染状况以及沉积物氮磷营养盐与重金属的沉积记录,网箱养殖产生的有机废物对东湖沉积物—水界面磷迁移转化的影响,长江中下游浅水湖泊沉积物氮磷营养盐的比较湖沼学研究,主要研究结果和结论如下: 通过对大型浅水富营养化湖泊—巢湖湖水、间隙水以及沉积物中磷形态及吸附行为时空变化的研究发现,富营养化较为严重的巢湖西区湖水、间隙水中的正磷酸盐(o-P)、总磷(TP)显著高于东湖区,这与西湖区有大量的营养物质通过入湖河道输入有密切关系;此外水柱中颗粒态磷(particulate phosphorus,PP)亦有同样的空间分布规律,且PP的含量与微囊藻的生物量呈显著正相关关系。夏季浮游藻类的光合作用的增强导致水体pH值的上升,从而促进沉积物中磷(特别是铁磷)向间隙水中释放;此外,由于湖水中磷含量较低,湖水中的o-P与TP均未表现出明显的季节变动趋势,这表明浅水湖泊水柱中磷含量的季节波动与湖泊的营养水平以及浮游藻类的光合作用有密切关系。沉积物TP、磷形态及吸附行为的空间变化及统计分析的结果表明,沉积物中磷含量的空间异质性与人类活动、泥沙的沉积、地质背景及矿物含量等的差异有密切关系。此外,即