瑤湖沉積物賦存形態(tài)特征及其沉積物-水界面氮磷吸附釋放行為的研究.pdf

1、本文在前人對瑤湖外源污染研究的基礎(chǔ)之上，對瑤湖內(nèi)源污染特征進(jìn)行了詳細(xì)探討，首先對沉積物氮磷賦存形態(tài)及其空間分布特征進(jìn)行了研究，并分析了沉積物主要物理化學(xué)性質(zhì)的分布特征及其對氮磷賦存形態(tài)的影響；其次，對沉積物-水界面氮吸附釋放過程進(jìn)行了分析，建立了沉積物氮吸附動力學(xué)模型、吸附等溫線模型、釋放動力學(xué)模型，定量計算了沉積物氨氮釋放潛能；再次，對沉積物-水界面磷吸附過程進(jìn)行了研究，建立了沉積物磷吸附動力學(xué)模型、吸附等溫線模型，探討了pH和溫度對

2、沉積物磷釋放的影響；最后，在室內(nèi)模擬湖泊環(huán)境的條件下，研究了pH和風(fēng)力擾動對沉積物氮磷釋放的影響。研究成果將為定量分析沉積物氮磷賦存形態(tài)對湖泊富營養(yǎng)化狀況的影響提供理論依據(jù)，對瑤湖的內(nèi)源治理與富營養(yǎng)化防治具有重要的現(xiàn)實和理論意義。
　　主要結(jié)果如下：
　?。?）磷分析方法選取的研究結(jié)果顯示，兩種分析方法測定 TP的相對誤差在30％左右（相對于HGF的測定值）；Fe-P和Fe/Al-P占TP的平均含量分別在50.15%和48.

3、25%，且Fe-P與Al-P之和與Fe/Al-P含量的相對誤差在25%左右（相對于HGF法的Fe-P與Al-P之和）；Ca-P測定結(jié)果大約相差一倍，本文選取 HGF法考察瑤湖沉積物賦存形態(tài)及其空間分布特征。
　?。?）瑤湖沉積物氮賦存形態(tài)的主要形式是 NH4+-N、ON以及可交換態(tài)氮中的SOEF-N和IEF-N，不同氮賦存形態(tài)的平均含量（或占 TN比重）大小為 NH4+-N>SOEF-N>ON> IEF-N，平均含量分別為823.

4、20mg/kg、695.74mg/kg、675.50mg/kg和157.85mg/kg；
　?。?）沉積物氮賦存形態(tài)空間分布特征研究結(jié)果表明，不同氮賦存形態(tài)的含量在垂直方向具有相同變化規(guī)律，均隨深度呈現(xiàn)遞減趨勢，當(dāng)達(dá)到25cm深度時含量基本穩(wěn)定，NH4+-N、ON的含量隨深度的增加而減小的變化范圍最大，SOEF-N次之，IEF-N最小。
　　（4）瑤湖沉積物磷賦存形態(tài)主要為無機磷，其主要形態(tài)為 Fe-P，各種形態(tài)磷的平均含量

5、（或占TP比重）大小為Fe-P>Al-P>OP>Ca-P>DP，平均含量分別為476.65mg/kg、199.27mg/kg、186.44mg/kg、125.35mg/kg和29.64mg/kg；
　　（5）沉積物磷賦存形態(tài)空間分布特征研究結(jié)果表明，F(xiàn)e-P、Al-P、Ca-P、和OP的含量在垂直方向均隨深度呈現(xiàn)遞減趨勢，當(dāng)達(dá)到25cm深度時含量基本穩(wěn)定，F(xiàn)e-P、Al-P和OP隨深度的變化范圍較大，Ca-P較小。
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6、）瑤湖沉積物理化指標(biāo)基本呈現(xiàn)出B區(qū)段和A區(qū)段較大，C區(qū)段較小的規(guī)律，含水率、OM、TOC、CEC、clay、silt和sand等理化指標(biāo)平均值分別為：2.79%、5.25%、3.04%、0.21 mmol/g、7.23%、67.93%和25.10%。其中CEC、OM和TOC等理化指標(biāo)對沉積物氮磷賦存形態(tài)影響最大，與Al-P、OP均達(dá)到了極顯著相關(guān)水平（α=0.01），CEC與Fe-P在α=0.1水平上正相關(guān)；與NH4+-N、ON、SOE

7、F-N均呈現(xiàn)出正相關(guān)關(guān)系（α=0.1）。
　　（7）對瑤湖表層沉積物氨氮吸附釋放過程的研究顯示，氨氮吸附作用主要發(fā)生在前0~2h以內(nèi)，吸附動力學(xué)曲線符合拋物線擴散模型；在氨氮高初始濃度條件下，沉積物對氨氮的吸附等溫線均能夠很好地跟Langmuir模型和Freundlich模型擬合，且擬合效果均達(dá)到了極顯著性水平（p<0.01）；低初始濃度條件下氨氮吸附等溫線均符合線性方程，也達(dá)到了極顯著性水平（p<0.01）；氨氮釋放動力學(xué)符合一

8、級動力學(xué)方程，釋放平衡時氨氮的釋放量Qmax湖區(qū)區(qū)段之間差別較大；釋放潛能為1530mg/kg~1795mg/kg。
　　（8）對瑤湖表層沉積物磷吸附過程的研究顯示，瑤湖表層沉積物對磷的快吸附過程主要發(fā)生在前0~5h內(nèi)，吸附動力學(xué)曲線很好地跟修正的Elovich模型擬合；高初始濃度條件下沉積物等溫吸附線跟Langmuir模型和Freundlich模型均能夠很好地擬合，低初始濃度條件下沉積物等溫吸附線符合線性方程。
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