湖泊沉積物中磷形態(tài)與水體富營(yíng)養(yǎng)化關(guān)系研究-文庫(kù)吧資料
2024-08-28 11:37本頁(yè)面
【正文】 機(jī)磷含量與其上覆水 pH 值之間 也有著 11 良好的相關(guān)性， R＝ 。 （ 1） 本文采用“連續(xù)化學(xué)提取法”提取的各形態(tài)磷的總和達(dá)到了直接硝化后測(cè)定的沉積物總磷含量的 85％以上，說(shuō)明該法可以定量回收沉積物中不同形態(tài)的磷，效果良好。其有機(jī)磷含量較低得益于 2020 年湖區(qū)底泥疏浚 。 九蓮塘有機(jī)磷含量 和水體總磷含量比其他 湖泊都要低， 有機(jī)磷是有機(jī)質(zhì)的重要組成部分，它的含量隨有機(jī)質(zhì)的變化而變化，呈正相關(guān)關(guān)系。鳳鳴湖 F F2 點(diǎn)沉積物磷的主要形態(tài)分布基本相同，只是總量上有所差別，因此可認(rèn)為 F2 所在湖區(qū)存在富營(yíng)養(yǎng)化趨勢(shì) [15,16,17]。R= 圖 4 沉積物有機(jī)磷含量與水體 PH 的相關(guān)圖 由 圖 4 可以看出 3個(gè)湖泊沉積物中有機(jī)磷含量與其上覆水 pH值之間有著良好的相關(guān)性： y＝ （ R＝ ， p）。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明（圖 3）， 沉積物中的鐵磷含量與 水體總磷 含量呈極顯著的正相關(guān)關(guān)系 (R＝ ， p)。湖泊水體的酸化會(huì)導(dǎo)致鈣鹽的釋放，而一般認(rèn)為沉積物中鐵磷的釋放是氧化還原條件改變密切相關(guān) [14]。 13]。 0%20%40%60%80%100%F1 F2 J1 J2 T1 T2百分含量有機(jī)磷殘留磷鈣磷鐵磷吸附磷 圖 2 不同湖泊采樣點(diǎn)沉積物中磷形態(tài)的百分含量圖 沉積物中鐵磷含量與水體總磷的相關(guān)性 鐵磷分布在一定程度上與人類(lèi)干擾有關(guān) [11。 8 由圖 2 可知： F1， F2， J1 三 個(gè) 點(diǎn)中，各形態(tài)磷的含量依次為鐵磷 吸附磷 鈣磷 有機(jī)磷，而在 T1， T2兩個(gè)采樣點(diǎn)中，各形態(tài)磷的含量依次為吸附磷 鐵磷 鈣磷 有機(jī)磷，在 J2 點(diǎn)，鐵磷 鈣磷 吸附磷 有機(jī)磷。九蓮塘有機(jī)磷含量較低，分別占總磷的 %和 %，這應(yīng)該與 2020 年該湖底泥疏浚致使有機(jī)質(zhì)含量下降有關(guān)。鳳鳴湖和鏡湖百分含量比較接近，兩者之和為總磷的 45%60%；九蓮塘沉積物中鐵磷約占總磷的17%27%，比鳳鳴湖和鏡湖的都要少；鈣磷含量與其他兩湖相差不大（ J2 點(diǎn)除外）。九蓮塘兩點(diǎn)沉積物的鈣磷相差無(wú)幾， J2點(diǎn)鈣磷幾乎是 F2點(diǎn)的三倍，但鐵磷含量卻比 F2 點(diǎn)低。鳳鳴湖 F2 點(diǎn)與九蓮塘T2點(diǎn)沉積物中鐵磷和鈣磷含量比較接近。表中吸附磷在同一湖泊中含量基本相同，較好的體現(xiàn)了同一湖泊吸附磷差別不大的結(jié)論 [10]。 表 2 不同湖泊沉積物中各形態(tài)磷的含量比較 鳳鳴湖 鏡湖 九蓮塘 F1 F2 J1 J2 T1 T2 吸附態(tài)磷（ ug/g） 鐵磷（ ug/g） 7 鈣磷（ ug/g） 殘留磷（ ug/g） 有機(jī)磷（ ug/g） 合計(jì)（ ug/g） 總磷 (ug/g) *TP 回收率（％） * TP 回收率是指化學(xué)連續(xù)提取得到不同形態(tài)磷的總量與沉積物直接消解測(cè)定的總磷的百分比。在“ Febound P” 提取步驟中，由于存在過(guò)量的連二亞硫酸鈉，需要采用 SnCl2還原法測(cè)定磷含量 :即在 CDB 提取液中加人 1M 濃度FeC13溶液，靜置 1 星期，然后吸取一定量靜置液，與鉬酸銨溶液和異丁醇在分餾瓶中混勻，靜置分層后，移去無(wú)機(jī)相，有機(jī)相用 1M 硫酸清洗后，加入 SnC12還原顯色，顯色的有機(jī)層用乙醇稀釋后，在分光光度計(jì)上用 10mm 光徑比色 皿、700nm 波長(zhǎng)比色 . 為了減少實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)誤差，保證實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的可靠性和可比性，對(duì)每個(gè)樣品做2個(gè)平行提取，數(shù)據(jù)用均值表示，并盡可能的對(duì)同一種樣品同時(shí)測(cè)定。采用“鉬銻抗 比色 法”測(cè)定磷含量 :在一定酸性條件和三價(jià)銻離子存在下，樣品中的磷酸鹽與相酸鐵形成銻磷相混 合雜多酸，然后被抗壞血酸還原為磷鋁藍(lán)。 (6) 總磷 (TotalP):以上各提取步驟所得結(jié)果加和而得，另外，用“酸溶一鉑銻抗比色法 (GB785287)測(cè)定沉積物樣品中的全磷。 (5)有機(jī)態(tài)磷 :包括水生生物 (如藻類(lèi)等 )死亡后的遺體、未及礦化降解的有機(jī) 6 污染物等。在上一步提取所剩下的沉積物樣品中，加人 10m1 1M醋酸鈉溶液 (pH =4)，振蕩 ,高速離心取上清液，再分別用 10ml 1M的 MgC12溶液清洗剩余沉積物樣品兩次，然后用 lOml去離子水清洗，定容后分析。在上一步提取所剩下的沉積物樣品中，加人 10ml CDB(檸檬酸鈉 連二亞硫酸鈉一碳酸氫鈉 )溶液 (pH=),振蕩 3h，離心取上清液，用 20ml 1M的 MgC12溶液清洗剩余沉積物樣品，然后用 1Oml去離子水清洗，定容后分析。準(zhǔn)確稱(chēng)取 樣品，置于 10m1離心管中，加人 1M MgCl2(pH=8)溶液 10m1，振蕩 2h，在 4000轉(zhuǎn)的條件下離心取上清液，然后用去離子水清洗兩次，定容后分析。 根據(jù)提取液的化學(xué)強(qiáng)度，把 沉積物中的磷分為 :吸附態(tài)磷 (Loosely sorbed P)、鐵結(jié)合態(tài)磷 (Febound P),鈣結(jié)合態(tài)磷 (Cabound P),礦物晶格中結(jié)合力強(qiáng)的殘留態(tài)磷 (DetrialP)和有機(jī)態(tài)磷 (OrganicP)。為了準(zhǔn)確描述沉積物中磷與湖泊沉積過(guò)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(duì)于沉積物或土壤中磷形態(tài)的提取方法， Ruttenberg[8]在已有的研究基礎(chǔ)上，專(zhuān)門(mén)針對(duì)海洋沉積物提出了更為有效的“連續(xù)提取法” (Sequential Extraction Method)來(lái)研究各種磷的存在形態(tài)。 采用“連續(xù)化學(xué)提 取”方法研究沉積物磷的形態(tài)。 4 圖 1 不同湖泊的地理位置與采樣點(diǎn)分布圖 表 1 采樣點(diǎn)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(cè)定沉積物樣品中的總磷 [7]。同步取相應(yīng)采樣點(diǎn)位處的水樣。 不同湖泊的相對(duì)地理位置與采樣點(diǎn)分布見(jiàn)圖 1。 J2 點(diǎn)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(shì)。F2 點(diǎn)位于鳳鳴湖大橋以北，基本無(wú)水草，水體清澈見(jiàn) 底 。 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(diǎn)在調(diào)查期間出現(xiàn)大范圍的水草瘋長(zhǎng)現(xiàn)象，沿岸區(qū)域水草已經(jīng)完 全 覆蓋水面，確定為較嚴(yán)重的水華現(xiàn)象。雖然近年來(lái)蕪湖市政府不遺余力的加大治理力度，但是湖泊富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn) 3 題依然突出并有逐漸惡化的趨勢(shì)。因此，研究湖泊沉積物中磷的賦存形態(tài)及其與湖泊富營(yíng)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(duì)防治湖泊的富營(yíng)養(yǎng)化具有重要的作用 [1,2,3,4,5,6]。但是，沉積物中的磷并不是簡(jiǎn)單堆積，在沉積物的早期成巖作用過(guò)程中，有機(jī)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(duì)沉積物中磷的賦存形態(tài)造成影響。湖泊水體中的磷主要以無(wú)機(jī)態(tài)磷和有機(jī)態(tài)磷的形式存在，其中無(wú)機(jī)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。沉積物是湖泊中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的主要?dú)w宿，進(jìn)人沉積物的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)可通過(guò)水－土界面重新 遷移到水體中，沉積物中營(yíng)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(yíng)養(yǎng)鹽含量在一段時(shí)間內(nèi)維持穩(wěn)定狀態(tài)，但營(yíng)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(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的形態(tài)對(duì)了解營(yíng)養(yǎng)鹽的釋放和治理湖泊的富營(yíng)養(yǎng)化具有重要的意義。 phosphorus forms 。 水體富營(yíng)養(yǎng)化 Study on Relation between phosphorus form
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