底泥再懸浮對(duì)磷在底泥-水界面的遷移轉(zhuǎn)化有重要的影響,但目前對(duì)底泥再懸浮狀態(tài)下,磷的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律以及水體富營養(yǎng)化的發(fā)展進(jìn)程不甚了解。因而研究底泥再懸浮狀態(tài)下磷的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律,對(duì)解釋擾動(dòng)在水體富營養(yǎng)化發(fā)展進(jìn)程中的作用機(jī)制具有重要的意義。本文探討了底泥再懸浮狀態(tài)下,富營養(yǎng)化水體中,上覆水中磷的遷移規(guī)律、底泥中不同形態(tài)磷的轉(zhuǎn)化規(guī)律,并分析了不同形態(tài)磷間相互轉(zhuǎn)化的可能性,初步探討了不同形態(tài)磷間的轉(zhuǎn)化機(jī)理,為了解底泥中磷形態(tài)的演化進(jìn)程以及了解擾動(dòng)在水體富營養(yǎng)化進(jìn)程中的作用提供了一定的理論依據(jù)。 本研究對(duì)以往研究中常用的上覆水進(jìn)行了改變,并延長了試驗(yàn)時(shí)間,試圖了解底泥再懸浮對(duì)實(shí)際水體中磷的遷移轉(zhuǎn)化的長期環(huán)境效應(yīng)。結(jié)果表明,底泥再懸浮方式、再懸浮頻率、再懸浮時(shí)間、環(huán)境因素等對(duì)上覆水中磷的遷移有顯著的影響。采用曝氣和攪拌等不同方式促使底泥再懸浮,均能促進(jìn)上覆水中溶解性磷酸鹽向底泥遷移。底泥再懸浮頻率越高,則對(duì)上覆水中磷向底泥遷移的促進(jìn)作用越大。持續(xù)擾動(dòng)和間歇擾動(dòng)均可促進(jìn)上覆水中溶解性磷酸鹽向底泥遷移,持續(xù)擾動(dòng)促進(jìn)了顆粒態(tài)磷的釋放,但間歇擾動(dòng)僅在擾動(dòng)初期的12h內(nèi)發(fā)生顆粒態(tài)磷的釋放,隨后顯著下降,并低于初始狀態(tài)。底泥再懸浮條件下,隨著pH值的升高,上覆水磷向底泥遷移的促進(jìn)作用逐漸減弱;冬季水溫時(shí),上覆水中溶解性磷酸鹽向底泥遷移的促進(jìn)作用略高于夏季水溫時(shí)。而夏季水溫時(shí)則有助于總磷向底泥遷移;底泥再懸浮狀態(tài)下,蒸餾水為上覆水時(shí),底泥釋放磷的量大于河水為上覆水時(shí)。上覆水磷酸鹽初始濃度不同對(duì)磷酸鹽的遷移具有顯著的影響。 研究發(fā)現(xiàn),底泥經(jīng)再懸浮后,對(duì)磷的吸附容量均顯著高于初始狀態(tài)。曝氣底泥對(duì)磷的最大吸附量(Smax)是初始狀態(tài)時(shí)的1.12~1.29倍。曝氣底泥對(duì)磷的吸附效果顯著優(yōu)于攪拌底泥,并強(qiáng)化了底泥對(duì)磷的持留能力。與初始狀態(tài)相比,曝氣底泥中潛在活性磷含量明顯降低,并低于對(duì)照試驗(yàn)。底泥再懸浮后,磷平衡濃度(EPC0)顯著下降。EPC0與總磷(TP)、生物有效磷(BAP)、鐵結(jié)合態(tài)磷(BD-P)呈顯著負(fù)相關(guān)。而對(duì)照試驗(yàn)底泥的EPC0與此恰好相反,這可能與底泥再懸浮狀態(tài)下形成的形態(tài)磷的性質(zhì)有所改變有關(guān)。 研究揭示了底泥再懸浮狀態(tài)下底泥中不同形態(tài)磷之間的轉(zhuǎn)化過程。底泥再懸浮有助于潛在活性磷向難釋放態(tài)磷轉(zhuǎn)化以及生物有效磷向難被生物利用態(tài)磷轉(zhuǎn)化。與初始狀態(tài)相比,底泥靜止?fàn)顟B(tài)下,潛在活性磷在總磷中所占比重顯著增加,說明上覆水中磷向底泥遷移時(shí)會(huì)優(yōu)先形成潛在活性磷。底泥再懸浮狀態(tài)下,隨著底泥再懸浮頻率增加,潛在活性磷向難釋放態(tài)磷的轉(zhuǎn)化以及生物有效磷向難被生物利用態(tài)磷的轉(zhuǎn)化的促進(jìn)作用得到強(qiáng)化;隨著底泥再懸浮時(shí)間的延長,鐵結(jié)合態(tài)磷(BD-P)、鋁結(jié)合態(tài)磷(Al-P)、鈣結(jié)合態(tài)磷(Ca-P)含量顯著增加,而弱吸附態(tài)磷(NH4Cl-P)則有所減少;并且底泥再懸浮狀態(tài)下形成的BD-P與底泥靜止?fàn)顟B(tài)下形成的BD-P的性質(zhì)有所不同。底泥再懸浮后,生物有效磷含量顯著降低。藻類可利用磷(AAP)和NaHCO3可提取磷(Olsen-P)的形成機(jī)制相似。當(dāng)上覆水中磷被結(jié)合到沉積物中時(shí),沉積物中形態(tài)磷的變化以潛在活性磷為主,難釋放態(tài)磷基本保持不變,潛在活性磷的形成機(jī)制以物理、化學(xué)轉(zhuǎn)化機(jī)制為主,而且潛在活性磷的含量和性質(zhì)對(duì)生物有效磷的形成具有顯著的影響。 本文初步認(rèn)為,底泥再懸浮可以降低上覆水中磷濃度,并提高底泥對(duì)磷的持留能力,進(jìn)而延緩水體富營養(yǎng)化的發(fā)展進(jìn)程。
【學(xué)位單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2008
【中圖分類】：X524

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2818946