【正文】 湖泊沉積物中磷形態(tài)與水體富營養(yǎng)化關(guān)系研究 環(huán)境科學(xué)學(xué)院 摘 要：研究湖泊沉積物中磷的賦存形態(tài)及其與湖泊富營養(yǎng)化的關(guān)系，對防治湖泊的富營養(yǎng)化 等環(huán)境問題 具有重要作用。本次工作中，應(yīng)用連續(xù)提取化學(xué)提取法對蕪湖市 3 個湖泊表層沉積物中磷的形態(tài)進行連續(xù)提取和測定 .結(jié)果發(fā)現(xiàn) ,在表層沉積物中 ,不同湖泊鐵磷含量介于 20ug/g55ug/g，有機磷含量介于14ug/g35ug/g。 鳳鳴湖沉積物中鐵磷含量可達 35%~45%，可以發(fā)現(xiàn)鐵磷在所有湖泊中所占比例最大，并且 這 3個湖泊沉積物中有機磷含量差別十分明顯。 實驗證 明， 沉積物中鐵磷和有機磷與水體磷含量有良好的相關(guān)性。 關(guān)鍵詞： 湖泊；沉積物 。 磷形態(tài) 。 水體富營養(yǎng)化 Study on Relation between phosphorus forms in the sediments and lake eutrophication Xxxx College of Environmental Science Abstract： Study on the existing forms of phosphorus in sedments from lake and relation with lake eutrophication is very important for understanding and researching the environment problem about lake eutrophication etc. In this research, the forms of phosphorus in the surface sediments were extracted and determined sequentially with the sequential extraction method in Lake Fengming, Lake Jinghu and Lake Jiuliantang in Wuhu city . The Febound P content range from 20ug/g to 55ug/g , anic phosphorus range from14ug/g to 35ug/g ,while the related content of Febound P in Fengminghu was higher, reaching 35%~45%. We found Febound P is the dominant form in the sediments of these three lakes. The forms of anic phosphorus in the sediments of these three lakes differed markedly. Iron 2 bound phosphorus and anic phosphorus are important constituent of the total phosphorus in the surface sediments .The union analysis on total phosphorus content in different lakes may discover that very close linear relations exist between total phosphorus in the water and iron bound phosphorus、 anic phosphorus which exist in the surface sediments of the lakes. Key words： lakes 。 sediment 。 phosphorus forms 。 water eutrophication 1引言 伴隨著國民經(jīng)濟迅速發(fā)展，近年來日益嚴重的湖泊水體富營養(yǎng)化問題，使人們對湖泊環(huán)境中營養(yǎng)元素 (氮、磷等 )的含量、分布和遷移轉(zhuǎn)換規(guī)律極其關(guān)注。沉積物是湖泊中營養(yǎng)物質(zhì)的主要歸宿，進人沉積物的營養(yǎng)物質(zhì)可通過水－土界面重新 遷移到水體中，沉積物中營養(yǎng)物質(zhì) (氮、磷等 )是水體潛在的釋放源，它可使水體中的營養(yǎng)鹽含量在一段時間內(nèi)維持穩(wěn)定狀態(tài)，但營養(yǎng)鹽的釋放與其賦存狀態(tài)有重要聯(lián)系，因此，研究沉積物中營養(yǎng)物質(zhì)的形態(tài)對了解營養(yǎng)鹽的釋放和治理湖泊的富營養(yǎng)化具有重要的意義。 近年來 ，人們對磷在湖泊中的含量水平、分布規(guī)律、賦存狀態(tài)及其地球循環(huán)行為進行了大量的研究。湖泊水體中的磷主要以無機態(tài)磷和有機態(tài)磷的形式存在，其中無機態(tài)磷又包括鐵結(jié)合態(tài)磷、鈣結(jié)合態(tài)磷、殘留態(tài)磷和吸附態(tài)磷等。湖泊沉積物是湖泊中磷的歸宿，湖水中的磷通過顆粒吸附、自生沉積及生 物沉積等方式進入沉積物。但是，沉積物中的磷并不是簡單堆積，在沉積物的早期成巖作用過程中，有機質(zhì)礦化降解引起沉積物環(huán)境中氧化還原、 pH 等物理化學(xué)條件的變化，從而對沉積物中磷的賦存形態(tài)造成影響。 在這樣一個地球化學(xué)過程中，沉積物中磷的賦存形態(tài)要發(fā)生變化，各種相態(tài)之間也可能發(fā)生轉(zhuǎn)換，此變化引起沉積物中的磷向上覆水體的再釋放，沉積磷重新參加湖泊生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)，在一定條件下可能是湖泊重要的營養(yǎng)物來源。因此，研究湖泊沉積物中磷的賦存形態(tài)及其與湖泊富營養(yǎng)化的關(guān)系，是了解湖泊系統(tǒng)中磷的生物地球化學(xué)循環(huán)的重要方面 ，對防治湖泊的富營養(yǎng)化具有重要的作用 [1,2,3,4,5,6]。 鳳鳴湖、鏡湖和九蓮塘都是安徽省蕪湖市的城市湖泊，分別位于城北、城中和城東。雖然近年來蕪湖市政府不遺余力的加大治理力度，但是湖泊富營養(yǎng)化問 3 題依然突出并有逐漸惡化的趨勢。因此，本次采用“連續(xù)化學(xué)提取技術(shù)”研究此三個湖泊沉積物中的磷的賦存形態(tài)及其與水體富營養(yǎng)化的關(guān)系，對于了解城市湖泊系統(tǒng)中磷的生物地球化學(xué)循環(huán)，防治湖泊富營養(yǎng)化等都具有重要的理論與現(xiàn)實意義。 樣品采集與處理 2020 年 11月分別在鳳鳴湖 、鏡湖和九蓮塘采集表層沉積物 .鳳鳴湖南半湖F1點在調(diào)查期間出現(xiàn)大范圍的水草瘋長現(xiàn)象，沿岸區(qū)域水草已經(jīng)完 全 覆蓋水面，確定為較嚴重的水華現(xiàn)象。其表層沉積物中總磷含量明顯高于北半湖的 F2 點。F2 點位于鳳鳴湖大橋以北，基本無水草，水體清澈見 底 。鏡湖 J1 和 J2 點分別代表東部與西部湖區(qū)。 J2 點附近可以觀察到水面漂浮著水草，沉積物中總磷含量自東向西有逐漸增大的趨勢。九蓮塘觀測期間水質(zhì)良好，沒有見到水草瘋長的現(xiàn)象。 不同湖泊的相對地理位置與采樣點分布見圖 1。 采樣時利用自行制作的便攜式采樣器從每個采樣點分別采集 23 個重復(fù)樣 ,在不銹鋼盆中充分攪勻 ,裝入密實塑料袋 。同步取相應(yīng)采樣點位處的水樣。樣品運回實驗室后 ,各取沉積物 100g左右 ,用鋁箔包住 ,放入冷凍干燥機中干燥 出后碾磨、過篩 (150 目 ),保存于聚乙烯瓶中 ,用密實袋封裝 ,置于冷藏柜中待用 . 表 1 顯示了沉積物各采樣點與水體的基本理化特征。 4 圖 1 不同湖泊的地理位置與采樣點分布圖 表 1 采樣點沉積物與水體的基本理化特征 鳳鳴湖 鏡湖 九蓮塘 F1 F2 J1 J2 T1 T2 總磷（ ug/g） pH 值 水體總 磷(mg/L) 含水率 (%) 注： 用“酸溶鉬銻抗比色法”測定沉積物樣品中的總磷 [7]。 5 分級提取和分析測定 用“酸溶鉬銻抗比色法” (GB785287 )測定沉積物樣品和水樣中的總磷。 采用“連續(xù)化學(xué)提 取”方法研究沉積物磷的形態(tài)?，F(xiàn)代湖泊沉積物主要是由有機質(zhì)、未定型礦物和離散礦物等組成的復(fù)雜混合物。為了準確描述沉積物中磷與湖泊沉積過程的關(guān)系，研究沉積磷的礦物學(xué)和化學(xué)特征是 十分 必要 的 ， Williams(1971)、Froelich(1982)、 Baturin(1988)等人也先后提出了各種對于沉積物或土