南四湖下級湖區(qū)及其主要河流沉積物磷污染特征與修復研究.pdf

1、湖泊富營養(yǎng)化問題已經成為全世界面臨的最主要的水環(huán)境問題之一.磷元素被認為是引起湖泊水體富營養(yǎng)的主要限制性因子。水體中磷的來源主要包括外源輸入和內源釋放，外源輸入的磷經過一系列物理、化學及生物作用進入沉積相；在湖泊各種水動力學、生物作用下或湖泊環(huán)境發(fā)生變化時，沉積物中的內源磷溶出或再懸浮重新進入水體中，成為湖泊營養(yǎng)鹽的內源負荷。
　　 南四湖作為南水北調東線工程的主要調蓄湖泊，其內源磷釋放將會對調水水質產生較大影響。本文以南四湖下

2、級湖區(qū)及其主要入湖河流沉積物為研究對象，研究了沉積物磷的分布特征、吸附性能、靜態(tài)釋放特性，同時還對不同沉水植物的除磷效果進行了對比研究，為評價南四湖沉積物對調水水質的影響以及水體修復提供一定的依據(jù)。研究結果表明：
　　 (1)沉積物各形態(tài)磷的含量的研究結果表明：①南四湖下級湖區(qū)NaOH-P含量76.44～161.10 mg/kg，HCL-P含量319.30～498.33 mg/kg，IP-P含量419.54～644.74mg/k

3、g，Org-P含量為235.79～442.79mg/kg，TP含量158.89～895.68 mg/kg，與中國另外幾個大型淺水湖泊相比，南四湖沉積物NaOH-P含量較低，而有機磷含量很高，總磷也處于較低水平；②與湖區(qū)沉積物相比，河流沉積物中的NaOH-P、Org-P和TP含量明顯低于湖區(qū)，含量分別僅13.11～76.89 mg/kg、51.01～233.10mg/kg和366.68～804.8mg/kg，而HCL-P和IP-P與湖區(qū)沉

4、積物相差不大，分別為237.61～518.52 mg/kg、283.16～614.44 mg/kg。
　　 (2)沉積物對磷的吸附特性研究結果表明：①吸附動力學實驗中，湖區(qū)及河流沉積物對磷的吸附均包括慢速吸附和快速吸附兩個過程，其中快速吸附在0.25h內完成，然后進入慢速吸附階段(0.25～10h)，并在在10h左右基本達到平衡。②在等溫吸附實驗中，在低濃度范圍內沉積物對磷的等溫吸附符合線性方程：Q=m×Ceq-ωNAP。湖區(qū)沉

5、積物最大磷吸附量Qmax為113.46～159.91 mg/kg；與湖區(qū)沉積物相比，河流沉積物最大磷吸附量Qmax值均明顯小于湖區(qū)沉積物，僅為42.78～104.37 mg/kg。③沉積物對磷吸附的各個參數(shù)(吸附效率m值、本底吸附態(tài)磷NAP含量、最大磷吸附量TQmax)只與NaoH-P含量呈明顯的線性相關關系，說明NaOH-P是參與沉積物短時性磷吸附/解吸過程最主要的形態(tài)磷。
　　 (3)南四湖下級湖區(qū)不同生態(tài)功能區(qū)(禁漁區(qū)、航

6、道、養(yǎng)殖區(qū)和湖濱帶)沉積物磷的靜態(tài)釋放結果表明，不同功能區(qū)域內沉積物磷的釋放強度有很大不同，TP的最大累積釋放量大小順序為湖濱帶>養(yǎng)殖區(qū)>航道>禁漁區(qū)，分別為89.68、123.60、89.54和87.67mg/m2。
　　 (4)四種沉水植物(黑藻、菹草、金魚藻和苦草)的除磷效果對比研究表明：①對沉積物磷釋放的抑制作用大小順序為黑藻>菹草>金魚藻>苦草；②在霍格蘭氏培養(yǎng)液中(初試磷濃度為10 mg/L)培養(yǎng)1個月后，黑藻、菹草