太湖沉積物磷形態(tài)空間分布的研究及其環(huán)保疏浚范圍的確定.pdf

1、湖泊富營(yíng)養(yǎng)化是目前世界各國(guó)面臨的重大環(huán)境問(wèn)題之一。各環(huán)境介質(zhì)中過(guò)量的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的累積是引起湖泊富營(yíng)養(yǎng)化的根本原因。研究發(fā)現(xiàn)，磷是富營(yíng)養(yǎng)化進(jìn)程的限制因素。磷在湖泊生態(tài)系統(tǒng)中的遷移轉(zhuǎn)化具有一定的規(guī)律，水體中的磷元素可以經(jīng)過(guò)一系列的物理、化學(xué)或生物作用聚集到沉積物中，而沉積物中的磷元素也可以通過(guò)各種途徑釋放到水體中。在一定濃度范圍內(nèi)，磷元素在沉積物—水界面上始終保持著某種動(dòng)態(tài)平衡。然而當(dāng)其濃度超出這個(gè)平衡關(guān)系的承受能力時(shí)，平衡就會(huì)被打破。而沉積

2、物作為湖泊的重要組成部分，不斷在“源”和“匯”這兩個(gè)角色中來(lái)回轉(zhuǎn)變。
　　本研究首先選擇我國(guó)第三大淡水湖——太湖，作為研究對(duì)象，分別檢測(cè)了其上覆水、沉積物和沉積物間隙水中的磷元素含量;應(yīng)用SMT法對(duì)太湖沉積物中的磷形態(tài)分布特征進(jìn)行研究;并就此對(duì)其沉積物質(zhì)量進(jìn)行了評(píng)價(jià)。結(jié)果顯示太湖上覆水體中TP濃度在0.02～2.07 mg/L之間，平均值為0.12 mg/L，總體上為Ⅳ類水。北部的竺山灣、西岸區(qū)、梅梁灣的TP污染程度明顯高于其它湖

3、區(qū)。沉積物間隙水中的DTP含量在0.01～2.36 mg/L之間，平均含量為0.17 mg/L，竺山灣含量明顯高于其他湖區(qū)。沉積物中總磷的含量為126.28～1326.00 mg/kg，平均值為507.53 mg/kg，其中竺山灣、東太湖、西岸區(qū)、梅梁灣明顯高于其它湖區(qū)。太湖大部分區(qū)域?qū)儆谳p度污染;東太湖、梅梁灣及竺山灣主要為中度污染，部分呈重度污染;西岸區(qū)北部及湖心區(qū)基本無(wú)污染。
　　根據(jù)對(duì)太湖水和沉積物中磷形態(tài)的調(diào)查，研究者繼

4、續(xù)選取太湖北部的梅梁灣進(jìn)行磷形態(tài)在沉積物中的柱狀分布特征的研究。結(jié)果表明，梅梁灣中總磷和各形態(tài)磷含量隨深度的增加而呈遞減趨勢(shì)，即深度越深，含量越小，存在明顯的表層富集現(xiàn)象。另外相關(guān)性分析顯示，TP與IP、Ca-P兩兩之間均呈現(xiàn)極顯著相關(guān)。Fe/Al-P和IP、OP、TP之間呈顯著相關(guān)關(guān)系。
　　本次研究通過(guò)靜態(tài)吸附模擬試驗(yàn)對(duì)梅梁灣沉積物中磷的吸附/解吸特征進(jìn)行了分析，結(jié)果表明上覆水中DIP的平均濃度遠(yuǎn)小于吸附/解吸平衡點(diǎn)濃度，即梅

5、梁灣沉積物的磷主要以釋放為主。其次，通過(guò)Fick定律計(jì)算得出了梅梁灣表層沉積物中DIP的釋放通量，結(jié)果表明梅梁灣表層沉積物中DIP的擴(kuò)散通量為-0.113～1.372 mg/(m2·d)，平均值為0.160 mg/(m2·d)，年釋放量為7.01 t。另外，根據(jù)梅梁灣沉積物中磷形態(tài)的分布特征確定了疏浚面積為47.46 km2，通過(guò)拐點(diǎn)法確定了疏浚深度為0.17 m。因此，梅梁灣的總疏浚體積為8.07×106m3，即總疏浚量為1.62×1