采煤塌陷區(qū)水體底泥中氮磷賦存形態(tài)與釋放特征研究.pdf

1、本文以潘一煤礦塌陷區(qū)為例，通過(guò)對(duì)其塌陷水體中底泥氮磷賦存形態(tài)的研究，分析了不同形態(tài)氮、磷的空間分布特征及底泥中的氮素與磷素成分;通過(guò)對(duì)底泥中氮磷賦存形態(tài)之間及其與底泥中速效鉀、有機(jī)質(zhì)之間，與上覆水體之間的相關(guān)性的研究，探索了影響底泥中氮磷形態(tài)的相關(guān)因素;采用柱狀樣靜態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)，研究了不同pH值條件下，底泥氮磷的釋放特征。結(jié)果表明:
　　(1)潘一煤礦塌陷水域底泥中總氮(TN)的平均含量為961.35mg/kg，其中，氮的賦存形態(tài)包

2、括有機(jī)氮(ON)、氨氮(NH4+-N)、硝態(tài)氮(NO3--N)、亞硝態(tài)氮(NO2-N)，其平均含量分別為877.64mg/kg、78.89mg/kg、4.53mg/kg、0.29mg/kg。底泥中的氮素成分以有機(jī)氮為主，占氮素成分的84.65％～96.69％。底泥中各形態(tài)氮在總氮中比重大小依次為:有機(jī)氮＞氨氮＞硝態(tài)氮＞亞硝態(tài)氮。
　　底泥中總磷(TP)的平均含量為275.23mg/kg，其中無(wú)機(jī)磷形態(tài)主要包括鋁結(jié)合態(tài)磷(Al-P)

3、、鐵結(jié)合態(tài)磷(Fe-P)、鈣結(jié)合態(tài)磷(Ca-P)、閉蓄態(tài)磷(O-P)，其平均含量依次為50.29mg/kg、40.60mg/kg、83.48mg/kg、23.44mg/kg。底泥中的磷素以無(wú)機(jī)磷為主，無(wú)機(jī)磷占總磷的比例介于46.79～85.41％之間，有機(jī)磷(OP)占總磷的比例介于14.59％～53.21％之間。底泥中各形態(tài)磷在總磷中的比重大小依次為:Ca-P＞OP＞Al-P＞Fe-P＞O-P。
　　(2)在不同的沉積層，底泥中不

4、同形態(tài)氮、磷的平面分布情況有所差異。在0～10cm沉積深度內(nèi)，底泥中TN、ON、NH4+-N、TP、Al-P的垂向分布特征，呈現(xiàn)出由表層至深層“遞減”的規(guī)律，而NO3--N、NO2--N、Fe-P、Ca-P、O-P在垂向分布上未呈現(xiàn)明顯的規(guī)律性。
　　(3)底泥中各形態(tài)氮（磷）之間相關(guān)性明顯，而且，在不同的沉積深度，其相關(guān)性強(qiáng)弱不同。其中，TN與ON、TN與NH4+-N、NH4+-N與ON呈現(xiàn)極顯著正相關(guān)性，NO2--N與TN、N

5、H4+-N、ON均呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)性，NO3--N與TN、NH4+-N、ON、NO2--N的相關(guān)性較弱。TP與Al-P、Fe-P、Ca-P之間呈現(xiàn)顯著正相關(guān)性，而TP與O-P的相關(guān)性較弱;除了Al-P與Fe-P相關(guān)性較顯著外，其他無(wú)機(jī)磷形態(tài)之間的相關(guān)性較弱。
　　(4)底泥中有機(jī)質(zhì)與氮形態(tài)之間的相關(guān)性顯著，而有機(jī)質(zhì)與磷形態(tài)之間的相關(guān)性不太明顯;而且在不同的沉積深度，其相關(guān)性強(qiáng)弱不同。其中，有機(jī)質(zhì)與TN、ON、NH4+-N呈現(xiàn)極顯著性正相

6、關(guān)，但有機(jī)質(zhì)與NO2--N、NO3--N的相關(guān)性較弱。有機(jī)質(zhì)與TP、Al-P、Fe-P均呈現(xiàn)正相關(guān)，而有機(jī)質(zhì)與Ca-P、O-P的相關(guān)性較弱。
　　(5)底泥中速效鉀與氮、磷形態(tài)之間有一定的相關(guān)性，而且在不同的沉積深度，其相關(guān)性強(qiáng)弱不同。其中，速效鉀與TN、ON、NH4+-N呈現(xiàn)正相關(guān)性，而速效鉀與NO2--N、NO3--N的相關(guān)性較弱;速效鉀與TP、Al-P、Fe-P呈現(xiàn)正相關(guān)性，而速效鉀與Ca-P、O-P的相關(guān)性較弱。
　

7、　(6)底泥中不同形態(tài)氮、磷與上覆水體的理化性質(zhì)等指標(biāo)具有一定的相關(guān)性，而且有些相關(guān)性顯著。如，底泥中TN、NH4+-N與水體中的總硬度呈現(xiàn)顯著負(fù)相關(guān)性，底泥NO3--N與水體中的總氮呈現(xiàn)極顯著正相關(guān)性;底泥中Fe-P與水體中總磷呈現(xiàn)顯著性負(fù)相關(guān);Ca-P與水體中的總磷呈現(xiàn)極顯著正相關(guān)性。
　　(7)對(duì)于底泥氮磷釋放特征的柱狀樣模擬實(shí)驗(yàn)，在不同pH值條件下，氨氮、總磷的瞬時(shí)釋放量、釋放速率及累計(jì)釋放量差異明顯。研究表明，不同pH值