升钟湖冬季氮和磷内源静态释放风险初探

为探究升钟湖冬季氮和磷的内源静态释放风险及释放规律,于2018年冬季在升钟湖湖区设置了15个采样点,采集了各样点的水样和沉积物样品,测定了水体常规理化指标及沉积物间隙水氮、磷含量,并进行了沉积物氮、磷室内模拟静态释放试验。结果表明：(1)升钟湖沉积物间隙水总氮(TN)含量在1.846～5.293 mg/L之间,氨氮(NH₄⁺-N)是主要形态,含量在0.437～3.603 mg/L之间,硝态氮(NO₃^--N)次之,含量在0.545～1.452 mg/L之间,各形态氮、磷具有较为明显的空间分布差异。(2)升钟湖沉积物间隙水总磷(TP)含量在0.194～0.561 mg/L之间,其中溶解性正磷酸盐(PO₄^3--P)含量在0.029～0.417 mg/L之间。(3)升钟湖在冬季存在氮和磷的内源静态释放,相对而言,磷的释放风险更大,释放规律更加明显,而氮的释放主要是通过硝态氮(NO₃^--N)的形式进行,基本不进行氨氮(NH...     

洱海沉积物磷的化学赋存形态研究

本文对洱海沉积物磷的含量、空间分布以及沉积剖面上沉积磷的化学赋存形态进行了研究。结果发现，洱海表层（5cm）沉积物中总磷的含量范围为736．40～1602．50mg／kg，平均为964．60mg／kg；北部湖区高于南部，弥苴河是湖泊的主要磷来源；洱海沉积物中各形态磷的含量高低顺序为：钙结合态磷，碎屑态磷，有机态磷，铁结合态磷，吸附态磷，磷形态的剖面变化反映了埋藏作用对沉积磷的强烈改造作用。     

黄河中下游表层沉积物各形态磷的研究

采用改进的Ruttenberg连续萃取法对黄河中下游表层沉积物进行磷形态分析,结果表明:黄河中下游表层沉积物中总磷以无机磷为主;弱吸附态磷和Fe结合态磷的含量不高,自生磷和碎屑磷合占总磷含量的89.41%～96.11%;难溶有机磷含量变化不大,与有机质的变化趋势相同;弱吸附态磷、Fe结合态磷、无机磷3种较易被生物利用的形态磷虽然只占总磷的9%左右,但这部分磷参与生态循环,对生态环境有重要影响.     

水源型水库底泥中磷形态及其分布特征研究

以长江下游某水源型水库为例,对水库表层底泥应用淡水沉积物磷形态的标准测试程序（SMT）测定了总磷（TP）、铁铝结合态磷（Fe/Al-P）、钙结合态磷（Ca-P）、无机磷（IP）和有机磷（OP）,分析了各形态磷之间的相关性。研究结果表明：水库总磷含量在652.55～889.78 mg/kg ,表层沉积物中 T P含量的增加主要来自Fe/Al-P部分,其次来自IP和OP部分。OP含量与 Ca-P和 Fe/Al-P的含量均有较好的正相关关系,而Ca-P 与 Fe/Al-P相关性较弱。5个采样点底泥中的铁铝结合态磷含量都低于钙结合态磷,且两者比值都小于0.5,应考虑环境酸化引起的磷释放风险。     

瓦埠湖沉积物中氮与磷赋存形态分析

利用连续提取法研究了瓦埠湖沉积物中磷的赋存形态和氮的组成特征。结果显示:瓦埠湖沉积物中总磷含量为293～874 mg/kg,平均为470 mg/kg,总磷主要由无机磷组成;在沉积物的提取磷中铁结合态磷为主要赋存形态;铁磷、钙磷、铝磷的相对百分含量指示出该湖泊的磷源自污染较少的区域。瓦埠湖沉积物中总氮的含量为208～464 mg/kg,平均为265 mg/kg,氮的主要组成为有机氮,有机氮、有机指数等显示该湖泊属于清洁类型,未遭受污染。瓦埠湖流域的社会与自然状况的调查结果、湖泊底泥的有机碳氮比等均表明湖泊营养物质来自面源,各指标含量在空间分布的特点与相关性的差异,说明了物质沉积存在重力分离与水动力作用的过程。     

水位调控对河口沉积物磷赋存及生物可利用性的影响

以丹江口库区神定河河口持续淹水和间歇淹水积物为对象,探讨水位调控前后不同淹水沉积物的理化性质、磷赋存及生物可利用性变化规律。实验持续3个水位调控循环,水位变化速率分别为0,3,6 cm/d。结果表明:水位调控总体上促使沉积物OM流失和pH值升高。与对照速率(0 cm/d)相比,3 cm/d和6 cm/d水位变化使无定形铁氧化物分别增加了185.56%~204.92%(持续淹水沉积物)和185.28%~228.76%(间歇淹水沉积物)。水位调控后,持续淹水和间歇淹水沉积物的可交换态磷(Ex-P)、铝结合态磷(Al-P)、铁结合态磷(Fe-P)、钙结合态磷(Ca-P)和总磷(TP)含量均上升,OM流失降解和闭蓄态磷(O-P)活化转化造成有机磷(Org-P)和O-P含量降低。水位调控有利于Org-P和O-P转化为活性磷,因此应将二者也视作沉积物生物可利用性磷组分。     

洋澜湖沉积物中磷的分布及污染评价

我国城市湖泊的生态系统功能下降,城市湖泊富营养化问题也日趋严重。城市湖泊的富营养化通常表现为磷限制,而湖泊沉积物是磷的主要归宿地。研究沉积物中磷的含量及分布特征,对探明其污染状况及湖泊富营养化的控制与治理具有重要的参考意义。洋澜湖作为典型的城市湖泊,近年来存在富营养化问题,以洋澜湖作为研究对象,分析其表层沉积物中的总磷(TP)浓度及空间分布特征,采用单因子指数法对沉积物中磷的污染情况进行评价,并选取3个代表性区域分析沉积物中磷的形态及垂向分布。结果表明,洋澜湖表层沉积物中TP的浓度为528~3 568 mg/kg,平均值1 096 mg/kg,其中西湖湖区的TP浓度最高,平均值1 362 mg/kg;洋澜湖表层沉积物总磷污染评价指数为0.88~5.95,表明整个湖区的沉积物均呈现一定程度的磷污染,其中轻度污染区域所占比例为9.38%,中度污染区域所占比例为32.81%,重度污染区域所占比例为57.81%。通过对沉积物中磷形态进行分析,沉积物中可交换态磷所占比例较小,铁铝结合态磷所占比例最高,是洋澜湖沉积物中磷释放的主要来源。     

白马湖西北部湖区表层沉积物氮、磷形态分布特征及污染评价

为了解退圩还湖后的白马湖典型湖区表层沉积物营养盐形态赋存特征及污染程度,于2019年1月采集了白马湖西北湖区9个样点的表层沉积物,利用化学提取法和SMT法分别分析了表层沉积物中的氮、磷形态。结果表明:表层沉积物总氮含量为466. 70～547. 01 mg/kg,以有机氮为主;总磷含量为325. 59～841. 24 mg/kg,以无机磷为主。不同氮形态与总氮均不存在显著的相关性关系,不同磷形态与总磷均存在显著的相关性关系。总体上各河流入湖口的无机氮、总磷和不同磷形态含量均高于湖区开阔水域,各河流入湖口沉积物污染程度也高于开阔水域。其中,水生植物种植区周围(5号取样点)表层沉积物综合污染程度最轻,浔河口(9号取样点)表层沉积物综合污染程度最严重。因此,白马湖的水污染问题主要由外源污染引起,其治理与修复仍需加强控源截污工作,同时,合适的生态净化工程实施对缓解白马湖的水污染具有良好效果。     

沉水植物苦草对上覆水各形态磷浓度的影响

沉水植物是影响湖泊磷营养状态的重要因素。在室内模拟了"水-苦草-沉积物"生态系统,在沉水植物苦草生长过程中分析上覆水中的总磷(TP)、溶解性总磷(TDP)、溶解性有机磷(DOP)、溶解性活性磷(SRP)、颗粒态总磷(PP)的变化,探讨了苦草对上覆水磷赋存形态的影响。结果表明,苦草在生长过程中减缓了沉积物磷的相对释放速率使上覆水中TP、SRP、DOP、PP均呈现不同程度的下降。上覆水TP、SRP、DOP、PP分别下降了37.5%、74.6%、42.0%、19.5%;苦草主要通过吸收上覆水和间隙水中的磷及对环境因子的影响,使得上覆水中各形态磷浓度保持在较低的水平,降低沉积物向水体释放磷的速率。     

南阳湖和微山湖表层沉积物磷负荷及吸附、释放特性

对南阳湖和微山湖表层沉积物磷负荷的研究结果表明,南阳湖和微山湖的Qmax分别为112.76mg/kg和93.91mg/kg,在48h沉积物对磷的吸附基本都达到了平衡。对磷吸附特性以及释放过程中磷形态转换等方面进一步分析发现,TQmax为NAP和Qmax之和,在吸附过程中,m不仅体现的是对外来磷的吸附效率,还应当包含对本身释放磷的再吸附的效率。两个湖泊沉积物磷释放过程中存在着磷形态不同程度的转化,其中NH4Cl-P、BD-P和HCl-P在沉积物中的含量减少,表现为释放,而NaOH-P的含量却有所增加,但NaOH-P增加的量要小于NH4Cl-P、BD-P和HCl-P减少的量。除了以上四种无机磷之间的相互转化之外,还存在着其它形态磷的转化关系。     

不同芦苇生境下白洋淀底泥磷形态分析研究

该实验采用化学连续提取方法(EDTA方法)分析白洋淀底泥中磷形态，并且该底泥经过芦苇生态滤池的处理。结果表明总磷(TP)浓度高达1597—1860mg／kg，远远超出试验参照的当地土壤中TP的浓度。因此，底泥中的磷很有可能超过水体中的而成为主要的可溶性磷释放源。无机磷在总磷中占到53％—68％，高于有机磷(OP)含量。钙磷(Ca-P)是无机磷的中主要磷形态，占到41％～46％。OP主要以酸可溶性有机磷形态存在，占到总有机磷的65％～95％，酸可溶性有机磷酸盐的释放可能成为导致湖泊富营养化的重要过程。     

Phosphate Characteristics and Bioavailability of Suspended Sediments from Streams Draining into Lake Erie

Suspended sediments from major U.S. tributaries draining into Lake Erie were analyzed for phosphorus. Analyses included: sediment concentration, reactive and total filtered P, and total P on water samples. Recovered sediment total P was determined by perchloric and persulfate extraction. Sediment was fractionated for NaOH-P citrate-dithionite-bicarbonate (CDB)-P, HCl-P, and organic P. New York streams had the highest suspended solids and the lowest content of most sediment fractions except HCl-P. NaOH-P and CDB-P were highest in sediments from Ohio tributaries; these fractions are considered to be bioavailable with NaOH-P more available than CDB-P. Digestion with perchloric acid consistently removed more P than the persulfate method. The difference in the two methods was negatively correlated with HCl-P.     

洪湖沉积物碳氮磷分布特征及污染评价

洪湖是中国第七大淡水湖,富营养化问题日益突出。全面了解洪湖沉积物氮、磷、有机质的含量及分布特征,对掌握其富营养化现状与氮磷污染生态风险具有重要意义。在湖区布设了8个采样点,2019年10月采集50 cm柱状沉积物,分别测定不同深度沉积物总氮(TN)、总磷(TP)以及有机质(OM)含量,分析了TN、TP 和OM 含量的空间分布特征及相关性,并运用综合污染指数法评价其对应的污染程度。结果表明:洪湖沉积物TN含量在467.8~8 454.5 mg/kg之间,平均值2 167 mg/kg,为重度污染,其中近一半的采样点表层沉积物TN含量>5 000 mg/kg;TP含量在502.7~1 252.4 mg/kg之间,平均值693.8 mg/kg,除杨柴湖为重度污染外,其他大部分地区为中度污染;有机质含量占比在5.0%~24.9%之间,平均值9.6%,为重度污染。在垂直空间上,TN、TP 和OM 均在沉积物表层垂向深度0~20 cm存在明显的积累,其含量随垂向深度的增加而迅速降低。研究成果可为洪湖富营养化的控制与治理提供科学数据支撑。     

天津海河磷的分布特征

采集海河干流重要断面、相应排污渠以及部分支流(北运河、子牙河、南运河)共29个监测断面的水样,对样品中的溶解性活性磷(SRP)、总溶解态磷(TDP)与总磷(TP)进行测定,并分析其分布特征。结果显示:海河干流各断面的TP质量浓度为0.4~3.5mg/L,已超出GB3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅴ类水质标准,SRP质量浓度0.09~0.75 mg/L,TDP质量浓度0.24~1.42 mg/L;各排污渠(支流)TP质量浓度0.2~5.0 mg/L,SRP质量浓度0.01~3.63 mg/L,TDP质量浓度0.12~4.16 mg/L。排污渠(支流)多数断面的含磷量比相应干流的高。天津海河总磷以总溶解态磷为主要形态,这和海河悬浮颗粒物浓度较低有关。     

Chemical Loadings to Southwestern Lake Superior from Red Clay Erosion and Resuspension

Inputs of chemical parameters were calculated from estimated erosion and resuspension data and by using experimental measurements of chemical releases from both bluff samples and Lake Superior sediments in suspensions with Lake Superior water. The ability of suspended clay particles to remove manganese and copper ions from Lake Superior water was investigated. The loadings of easily leachable dissolved solids, phosphorus, nitrogen, chloride, silica, sodium, potassium, calcium, magnesium, aluminum and heavy metals from shoreline erosion and resuspended sediment were small compared to Lake Superior tributary inputs. Suspended sediment particles have a large capacity to remove copper and manganese ions from Lake Superior water. Each kilogram of suspended sediment particles of clay size can remove 175 mg of copper and 11 mg of manganese in Lake Superior water spiked to contain 10 μg/L of each metal.     

滇池沉积物内源磷释放初步研究

沉积物内源磷释放是湖泊富营养化重要的污染来源。本次研究在滇池20个采样点进行了原状柱状沉积物样品的采集。分析测试了分层沉积物样品的总磷、总氮、总有机质含量，揭示了滇池全湖沉积物中营养组分的含量特征和分布规律。为估算沉积物磷释放的通量水平和初步解释滇池磷释放的主要作用机制，现场提取出了沉积物间隙水，并分析了间隙水以及采样点湖水中溶解总磷、溶解磷酸盐和溶解有机磷的含量，根据实测运用费克扩散定律计算了沉积物-水界面之间磷的交换通量。同时对代表性样点进行了原样沉积物柱磷释放的实验室模拟。通量计算和模拟实验的结果表明，滇池沉积物具有较强的向水体的释磷能力，全湖沉积物平均磷释放通量为0．095mg／cm^2／a，沉积物磷释放成为全湖磷负荷的重要部分。实验数据相关性分析表明，滇池表层沉积磷活化释放的主要机制是表层沉积物有机质矿化降解，有机磷分解形成的浓度梯度驱动了溶解磷从沉积物向水体扩散。     

Phosphorus mass balance in a surface flow constructed wetland receiving piggery wastewater effluent

This research was conducted to investigate the phosphorus forms present in water, soil and sediment and to estimate the phosphorus mass balance in a surface flow constructed wetland (CW). Water quality and sediment samples were collected from each cell along the hydrologic path in the CW from October 2008 to December 2010. At the same time, three dominant plant species (e.g. common reed and cattails) were observed through the measurement of the weight, height and phosphorus content. Based on the results, the orthophosphate constituted 24-34% of total phosphorus in water for each cell. The overall average phosphorus removal efficiency of the CW was approximately 38%. The average inflow and outflow phosphorus loads during the monitoring period were 1,167 kg/yr and 408 kg/yr, respectively. The average phosphorus retention rate was 65%, was mainly contributed by the settling of TP into the bottom sediments (30%). The phosphorus uptake of plants was less than 1%. The estimated phosphorus mass balance was effective in predicting the phosphorus retention and release in the CW treating wastewater. Continuous monitoring is underway to support further assessment of the CW system and design.