河流沉積物磷形態(tài)分布特征及其釋放模擬研究.pdf

1、本論文選取海河干流柱芯沉積物、美國佛羅里達(dá)Alafia河水系表層沉積物及岸邊帶土壤研究河流沉積物總磷污染及沉積物磷形態(tài)分布特征,并對(duì)各形態(tài)磷與沉積物理化指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)性研究；初步探討不同土地利用方式下岸邊帶土壤中微生物生物量磷的分布；同時(shí)探討環(huán)境因素(溶解氧、有機(jī)碳源、金屬鋁)聯(lián)合作用對(duì)沉積物釋放磷的影響。在此基礎(chǔ)上,通過室外大型反應(yīng)柱實(shí)驗(yàn),模擬研究疏浚、置換水條件下沉積物氮、磷釋放對(duì)上覆水水質(zhì)的影響。主要結(jié)論如下:
　　 1.海

2、河干流沉積物以細(xì)砂和極細(xì)砂為主,分別達(dá)到總量的30.9％～54.7％和28.8％～63.7％,粉粒和粗砂粒含量較低。海河干流沉積物中有機(jī)質(zhì)、總磷含量分別為4.07％～8.43％和560～1035mg/kg,與我國太湖接近,已屬國內(nèi)較高水平。垂直方向上,總磷含量變化趨勢是隨著深度增加而降低,其最大值在表層處取得。不同深度不同粒徑沉積物中,鈣磷(HCl-P)為沉積物中磷的主要存在形態(tài),其含量占總磷含量的60％～80％,說明沉積物中磷的一半以

3、上不能被生物利用?？山粨Q態(tài)磷(Ex-P)含量最低(2％～3％)。沉積物中各形態(tài)磷含量,除鈣磷外,與沉積物中細(xì)粒徑含量相關(guān),相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.72以上。
　　 2.Alafia河流域內(nèi)水系沉積物以砂粒為主。沉積物中各形態(tài)磷含量由高到低順序?yàn)镠2SO4-P>NaOH-P>CDB-P>NH4Cl-P。各形態(tài)磷含量與區(qū)域污染狀況、礦物質(zhì)含量、區(qū)域地質(zhì)環(huán)境條件有關(guān)。Alafia河流域內(nèi)岸邊帶土壤中有機(jī)碳、土壤微生物磷含量存在差異。生物量磷含

4、量在86.4～479.6mg/kg之間,不同土地利用方式的生物磷含量由高到低順序?yàn)樯钟玫?農(nóng)業(yè)農(nóng)地>居民用地>礦區(qū)用地。
　　 3.環(huán)境條件對(duì)沉積物磷釋放有較大影響。厭氧條件下沉積物磷釋放量明顯高于好氧條件下。聚鋁(PAC)有顯著抑制沉積物磷釋放的作用。有機(jī)碳源對(duì)沉積物釋放磷的影響較為復(fù)雜:未添加金屬鋁時(shí),未添加有機(jī)碳源的沉積物中磷釋放量高于添加碳源時(shí)的釋放量。而在添加金屬鋁后,添加有機(jī)碳源的沉積物中磷釋放量略高于未添加碳源時(shí)

5、的釋放量。
　　 4.模擬疏浚、一次性全部換水、周期性置換水后疏浚深度對(duì)沉積物釋放氮、磷的影響的試驗(yàn)結(jié)果表明,疏浚對(duì)沉積物釋放氮、磷污染物有一定影響。自來水作為上覆水時(shí),沉積物中總氮、COD濃度隨沉積物深度增加而增大。同一釋放裝置內(nèi),上覆水總氮、總磷和COD濃度均沿垂直方向自下而上逐漸降低。在沉積物氮、磷污染嚴(yán)重情況下,通過疏浚、置換水在短期內(nèi)能降低上覆水氮、磷濃度,但污染沉積物有持續(xù)釋放氮、磷的能力,釋放的氮、磷足以維持富營養(yǎng)