【摘要】：本論文選取海河干流柱芯沉積物、美國佛羅里達Alafia河水系表層沉積物及岸邊帶土壤研究河流沉積物總磷污染及沉積物磷形態(tài)分布特征,并對各形態(tài)磷與沉積物理化指標進行相關性研究；初步探討不同土地利用方式下岸邊帶土壤中微生物生物量磷的分布；同時探討環(huán)境因素(溶解氧、有機碳源、金屬鋁)聯(lián)合作用對沉積物釋放磷的影響。在此基礎上,通過室外大型反應柱實驗,模擬研究疏浚、置換水條件下沉積物氮、磷釋放對上覆水水質(zhì)的影響。主要結論如下： 1.海河干流沉積物以細砂和極細砂為主,分別達到總量的30.9%～54.7%和28.8%～63.7%,粉粒和粗砂粒含量較低。海河干流沉積物中有機質(zhì)、總磷含量分別為4.07%～8.43%和560-1035mg/kg,與我國太湖接近,已屬國內(nèi)較高水平。垂直方向上,總磷含量變化趨勢是隨著深度增加而降低,其最大值在表層處取得。不同深度不同粒徑沉積物中,鈣磷(HCl-P)為沉積物中磷的主要存在形態(tài),其含量占總磷含量的60%～80%,說明沉積物中磷的一半以上不能被生物利用�？山粨Q態(tài)磷(Ex-P)含量最低(2%～3%)。沉積物中各形態(tài)磷含量,除鈣磷外,與沉積物中細粒徑含量相關,相關系數(shù)達到0.72以上 2.Alafia河流域內(nèi)水系沉積物以砂粒為主。沉積物中各形態(tài)磷含量由高到低順序為H2SO4-PNaOH-PCDB-PNH4Cl-P。各形態(tài)磷含量與區(qū)域污染狀況、礦物質(zhì)含量、區(qū)域地質(zhì)環(huán)境條件有關。Alafia河流域內(nèi)岸邊帶土壤中有機碳、土壤微生物磷含量存在差異。生物量磷含量在86.4～479.6mg/kg之間,不同土地利用方式的生物磷含量由高到低順序為森林用地＞農(nóng)業(yè)農(nóng)地＞居民用地＞礦區(qū)用地。 3.環(huán)境條件對沉積物磷釋放有較大影響。厭氧條件下沉積物磷釋放量明顯高于好氧條件下。聚鋁(PAC)有顯著抑制沉積物磷釋放的作用。有機碳源對沉積物釋放磷的影響較為復雜：未添加金屬鋁時,未添加有機碳源的沉積物中磷釋放量高于添加碳源時的釋放量。而在添加金屬鋁后,添加有機碳源的沉積物中磷釋放量略高于未添加碳源時的釋放量。 4.模擬疏浚、一次性全部換水、周期性置換水后疏浚深度對沉積物釋放氮、磷的影響的試驗結果表明,疏浚對沉積物釋放氮、磷污染物有一定影響。自來水作為上覆水時,沉積物中總氮、COD濃度隨沉積物深度增加而增大。同一釋放裝置內(nèi),上覆水總氮、總磷和COD濃度均沿垂直方向自下而上逐漸降低。在沉積物氮、磷污染嚴重情況下,通過疏浚、置換水在短期內(nèi)能降低上覆水氮、磷濃度,但污染沉積物有持續(xù)釋放氮、磷的能力,釋放的氮、磷足以維持富營養(yǎng)化需求。
【學位授予單位】：南開大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2010
【分類號】：X52
【圖文】：

zt le 等2[8 ]將其分為水溶性磷 ! 氧化還原磷 ! N ao H 提取性磷 ! 腐殖質(zhì)結合態(tài) ! H CI 溶解態(tài)磷與剩余的不可提取磷 "可交換態(tài)磷 (易溶態(tài)磷 ! 松散結合態(tài) ! 不穩(wěn)定態(tài)磷 ) 包括間隙水中的溶解磷等, 這部分磷通常由caCo 3結合態(tài)磷釋放或者由有機質(zhì)如腐爛個體等在生作用下釋放, 季節(jié)性變化強20[ J; 鐵結合態(tài)磷 (鋁結合態(tài)磷 ) 包括鐵/鋁的氫氧物 ! 氧化物以及礦物形式結合的磷, 鐵一般以二價或三價形態(tài)存在, 受溶解 (D o ) 的影響較大, 鋁結合態(tài)磷主要受 pH 的影響: 鈣結合態(tài)磷又分為自生磷 (caco:結合磷 ! 自生與生物磷灰石 ) 與碎屑鈣磷30[ }, 這部分磷同樣受 pH影響較大 " 以上幾種形態(tài)磷可以歸納為無機磷, 而目前對有機磷還難做劃分直接以有機磷處理 "各種形態(tài)磷之間可相互轉化3[ .1, 如圖 1.1 所示 " 由圖可知, 磷在上覆水 !層沉積物與沉積層之間通過掩埋 ! 生物擾動 ! 擴散以及再懸浮 ! 沉淀作用等移轉化 " 大量研究表明128 29], , 在 /外源 ,. 磷輸入得到控制的前提下, / 內(nèi)源 釋放不可忽視 " 故沉積物中磷的遷移轉化成為眾多研究的焦點"

2.2.2 樣品采集與預處理柱芯沉積物于2006 年7 月9 日取自海河干流張家嘴村和邢家圈村采樣點,采樣點位如圖2.1所示" 張家嘴村采樣點(39003 . 06 / N , 117022 - 21 .- E) 位于海河右岸, 水深 l.sm , 柱長 75em " 邢家圈采樣點 (Ell7O 21- 30 0 , N 39 "30 . 03 0 ) 位于海河左岸, 水深 .2 05 m , 柱長 09 cm " 在每個點位用柱狀采樣器采集柱狀樣, 采樣后現(xiàn)場按照表層及 10 cm 深度進行分割 " 分割后的樣品進行風干 ! 用有機玻璃棒壓碎

圖 2.2 沉積物磷形態(tài)連續(xù)提取流程 圖F19 .2 2 Seq uentialetX raetion Proced ure of P hosP horus in sed im ents2.2.3.2 沉積物有機質(zhì)的測定沉積物和土壤中的有機質(zhì)含量可以用燒失量(L 50 5 "n lgin tino , Llo )指示94[ ]"將洗凈 ! 烘干的巧m L 瓷柑禍在馬弗爐中5 0 e 灼燒s h, 取出, 在干燥器中冷卻lh, 稱重量(m )o " 稱取0.3 9 左右的沉積物于已稱量的鉗鍋中, 150 e 烘干4 h,取出, 在干燥器中冷卻l h 后稱重量(m ,5)0 "然后將柑鍋轉移到馬弗爐中,升溫至5 0 e 后灼燒s h, 在干燥器中冷卻lh 后稱重量(m 5)0 " LoJ 的計算公式為:L O I/% = (m ,05一m sso)/(m 一"獷 m o)x100

【參考文獻】

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本文編號：2779199