973计划课题

973计划课题
2004年度总结报告
项目名称：湖泊富营养化过程与蓝藻水华暴发机理研究
课题名称：湖泊水－沉积物界面过程对营养物迁移转化影响研究课题编号：2002CB412304
课题负责人：金相灿刘建彤
课题依托单位：中国环境科学研究院
中国科学院水生生物研究所
二零零四年十二月十五日
本课题自2003年启动以来，紧紧围绕国家需求、课题任务书的任务要求和目前国际、国内的研究进展，开展了大量的野外调查检测、室内分析和模拟试验研究工作。

下面从以下几个方面，对整个第四课题在2004年度的研究工作做一概括性总结。

一、年度计划执行情况
1．年度计划完成情况
1.1课题拟完成的研究内容和预期目标
根据课题任务书的要求，本课题第二年度应完成下列研究内容。

1.1.1掌握水体理化因素和生物因素对生源要素在水-沉积物界面形态转化的影
响；
1.1.2研究富营养化条件下，水-沉积物界面微生态结构的维持机理；
1.1.3确定污染湖区主要生源要素的形态与生物可利用性之间的关系；
1.1.4掌握跨介质间营养物的动态赋存以及热力学平衡与营养状态的关系；
1.1.5在国内外核心刊物上发表文章4篇，其中中国环境科学研究院和中科院水
生生物研究所分别发表2篇。

1.2 课题完成的研究内容和目标
1.2.1浅水湖泊水-沉积物界面物质交换过程及其水动力影响机制
现场调查采样，分析，完成冬、夏两季样品采集工作，进行实验室内外分析数据的初步整理。

初步总结完成沉积物-水界面氧化还原条件的控制机理研究。

1.2.2 湖泊营养物的微生态转化及生化动力学
针对长江中下游的五大浅水湖泊（滇池、洪泽湖、洞庭湖、巢湖和太湖）和
两个城市湖泊(武汉月湖和南京玄武湖) 进行现场调查采样、分析，进行实验室内
外分析数据的整理，总结长江中下游湖泊的基本理化特征和营养状况；同时重点
研究太湖不同富营养水平湖区，分春夏秋冬四季对太湖流域的梅梁湖鼋头渚、梅
梁湾小丁湾、梅梁湖蠡园、贡湖、东太湖等湖区进行野外调查，分析上覆水、沉
积物样品中各种理化性质。

并从底栖动物、着生藻类和微生物三方面进行水－沉
积物界面的微生态结构的调查；开展实验室内的模拟研究，研究环境因子对湖泊
水－沉积物界面磷交换的影响。

1.2.3 湖泊水－沉积物界面地球化学过程对湖泊富营养化的影响
水体理化因素对生源要素在水－沉积物界面形态转化的影响；跨介质间营养物的动态赋存以及热力学平衡与营养状态的关系；系统研究生源要素在浅水湖泊水－沉积物界面的形态转换机理；模拟研究确定不同形态P的存在形式对其生物有效性的影响。

1.2.4重污染湖区营养元素生物可利用性的限制因素和转化作用
模拟研究确定不同形态N、P的存在形式对其生物有效性的影响。

确定污染湖区主要生源要素的形态与生物可利用性之间的关系。

2、工作进展
2.1浅水湖泊水-沉积物界面物质交换过程及其水动力影响机制
样品采样和工作量
2002年10月, 2003年1月和2004年3月在太湖，巢湖和龙感湖完成了三次采样，共采集湖水样品近100个，孔隙水样品200多个，沉积物柱13个。

采集了太湖周围河水样品36个，在太湖生态站还收集雨水样品。

主要完成的实验有：N、P的形态分析，铁锰形态分析, 溶解有机质(TOC)及C、N的同位素分析。

实验方法
根据各湖的水文特点和富营养化程度，分别在太湖、巢湖、龙感湖选取(T1、T2、T3、T4、T5、T6)、4(C1、C2、C3、C4)、2(L1、L2)代表性采样点(图1)，先后于2003年1月(枯水期)和2003年7月(丰水期)利用全球定位系统(GPS)分别对以上三湖表层和底层水样进行采集，样品滴加数滴氯化亚汞保存(4℃)。

采集到的水样一部分直接用于测定总磷(TP)，另一部分经0.45μ醋酸纤维滤膜过滤后测定可溶性反应磷(SRP)、溶解性总磷(TDP)等项目。

SRP用钼锑抗分光光度法测定，TP和TDP用过硫酸钾消解法测定(GB 11893-89)。

颗粒磷(PP)为TP和TDP的差值，溶解有机磷(DOP)为TDP和SRP的差值。

利用高温催化氧化方法分析了水中的溶解有机碳(DOC)的含量。

沉积物样品在室内利用冷冻干燥仪干燥，干燥后的样品利用玛瑙研钵研细待用(粒径<125μm)。

称量1.0 g 干样，根据SEDEX法对沉积物中不同形态的磷进行分类，连续提取并分析了沉积物中的弱吸附态磷、铁结合态磷、自生磷灰石及残留态磷的含量。

另外，分别称取两份0.5 g干样，对其中一份进行灰化(灰化温度：500℃；灰化时间：2小时)，然后利用酸提法(1M HCl，提取时间：16小时)分别对其中的总磷(灰化样品，Ptot)和无机磷(未灰化样品，Pin)进行提取和分析，
最后由总磷和无机磷的差值获得有机磷(Porg)的含量。

所有样品各形态磷含量的分析均采用比色法, 分析结果表示为干样的磷含量(mg/g)。

其它元素分析：称取定量干样，利用3 M HCl浸泡24小时除去无机碳，经超纯去离子水清洗去除盐酸后冷冻干燥，最后利用元素分析仪分析沉积物有机碳的含量(w(Corg)/%)和有机碳氮的原子比(n(Corg)/n(Norg))，并通过计算得到有机碳磷的原子比(n(Corg)/n(Porg))。

另外，利用超纯稀HNO3酸化(3%，V/V)CDB溶液(铁结合态磷提取剂)，并经原子吸收仪测定其中的铁含量(w(FeCDB)/(mg/g))，最后计算出CDB溶液铁磷的原子比(n(FeCDB)/n(PCDB))。

重要结论
(1) 不论是枯水期还是丰水期，太湖水体磷的主要组成部分都为颗粒磷；巢湖和龙感湖，枯水期，磷的主要组成部分也为颗粒磷，而丰水期却以溶解性总磷为主。

枯水期溶解有机磷较高，而丰水期可溶性反应磷含量却较高。

初步研究认为：丰水期藻类爆发不仅可能促进水体中其它形态的磷向可溶性反应磷的转化，而且还可能导致沉积物中内源磷向上覆水体的释放。

无论是枯水期还是丰水期，表层和底层水体所测项目的变化不大，受水深变化的影响较小。

浅水湖泊体系的水动力条件较强，水体混合比较均匀，所以水体的各种物化参数一般变化不大。

枯水期，三湖各采样点除太湖T6点TP以TDP为主要组成部分以外(97%)，其余各点TP都是以PP为主(25-85%)。

太湖从西北—东南由藻型湖泊—草型湖泊过渡，同时人为污染的程度也在逐渐减小，而T1-T6正好也是从西北—东南分别分布。

由T1-T6太湖水体中TP的含量都是逐渐降低，这与人类活动影响的程度和太湖营养类型的分布一致。

T6点为典型草型湖泊，也是太湖重要的淡水水源区。

大型水草有利于悬浮颗粒物的沉淀和吸附，在一定程度上减少了水体悬浮颗粒物的负荷，因此，也降低了水体中PP的含量。

巢湖为典型藻型湖泊，水体较浅，水动力较强，湖底表层沉积物的再悬浮作用显著，所以PP的含量较高。

龙感湖虽然是典型的草型湖泊，由于受气候因素的影响，在采样的过程中，湖面逐渐吹起了大风，风浪的搅动作用导致了湖底表层沉积物的再悬浮，因此，由L1-L2水体PP的含量显著升高。

丰水期，太湖各点TP都以PP(55-85%)为主，T1-T6的变化趋势与枯水期一致，而巢湖和龙感湖以TDP(35-80%)为主。

由于入湖径流的侵蚀，太湖丰水期TP和PP的含量较枯水期高，T1-T3点丰水期DTP较高，而T4-T6枯水期和丰水期相差不大，枯水期略高一点，反映了丰水期侵蚀作用的影响。

巢湖和龙感湖的情况与太湖恰恰相反，这可能是与当时的气候因素有关。

2003年夏季，安徽普降大雨，入湖径流流量增大，巢湖最大水位可达7.5 m。

长时间的阴雨天气能
够导致大量污染物被淋滤侵蚀，少量营养物质可能也以溶解态的形式迁移入湖，致使巢湖TP以TDP为主。

另外，夏季藻类的大量繁殖生长死亡，这些有机残体的分解可使大量有机磷释放出来，也可导致TP以TDP为主。

龙感湖较高的TDP 可能就是由水生植物的降解而造成的。

值得注意的是各湖DOP和SRP的变化，枯水期DOP较丰水期高出许多，而丰水期SRP也较枯水期高出许多。

各湖除太湖T1-T3点丰水期DTP较枯水期高，可能是由于污染所致以外，其余各点枯水期和丰水期相差不大，由此可以排除污染因素。

那么，是什么原因导致枯水期和丰水期各湖DOP和SRP发生如此巨大的变化呢？据周易勇、谢丽强等在武汉东湖的研究证实，在藻类繁茂时，藻类不仅可以促进其它形态的磷向可溶性反应磷的转化，而且还可促使沉积物中磷向水体的释放。

其一，藻类的新陈代谢作用可以释放大量的碱性磷酸酶，碱性磷酸酶可促使其它形态的磷向可溶性反应磷的转化。

其二，藻类强烈的光合作用可导致水体的pH值升高，促使金属化合物胶体沉淀，由此被胶体所吸附的磷便被释放出来。

其三，藻类旺盛的新陈代谢作用可吸收大量的氮，相比之下磷的吸收较少，也使磷的含量相对增加。

太湖、巢湖、东湖等都为长江中下游的浅水湖泊，不同的只是东湖同时还是个城市湖泊，所以东湖发生的藻类促使沉积物中磷释放以及水体中磷转化的现象，在其它类似的湖泊中也会发生。

丰水期采样时太湖和巢湖藻类繁茂，已经出现了严重的“水华”现象，那么藻类的爆发可能是水体中SRP含量增高的主要原因。

同时，夏季也是藻类生物量较大的季节，可以造成大量有机质的积累，而有机质降解可以促使有机磷的降解释放。

另外，大量有机质的降解可以消耗大量氧气，促使水体由好氧转化为厌氧，降低氧化还原电位，导致铁结合态磷(FeP)的还原释放。

在风平浪静的条件下，太湖全湖水—沉积物界面氧化还原电位值平均为189 mV，处于弱还原状态，而表层沉积物迅速降为-200 mV，处于强还原状态，这些条件都有利于FeP的还原释放。

另据本次水体溶解有机碳的分析，太湖全湖溶解有机碳的含量较高，变化范围为3.87~7.26 mg/l，平均为4.75 mg/l，说明水体有机质发生着比较强烈的降解作用。

FeP是太湖沉积物中磷形态的主要组成部分，夏季太湖有机质大量的积累和降解，可能会引起FeP的还原释放，从而可能对水体的营养状态有着重要的影响。

而且，夏季湖水温度升高，生物作用旺盛，底栖生物的扰动作用、微生物的新陈代谢作用以及由此产生气体(CH4、H2S、NH3等)的释放作用等都可能对沉积物中磷的内源释放有一定的影响。

(2) 磷在沉积物早期成岩作用研究表明, 湖泊内源自生有机质降解时有机磷的优先释放。

无机磷，特别是铁结合态磷，在氧化还原条件变化的情况下，能够
通过沉积物—水体界面被再次释放到水体中去，这个过程可能对湖泊的水体质量和营养状况有一定的影响。

太湖五里湖表层沉积物中总磷的含量较高，变化范围为2.05~4.05 mg/g，平均约为2.80 mg/g。

总磷和无机磷之间存在着较好的相关关系(R=0.97)，说明沉积物中总磷的含量主要由无机磷控制。

总磷和无机磷的垂直空间上变化一致，由底部向上含量先降低后逐渐升高，在9cm处升至最高4.02 mg/g，向上逐渐降低，在顶部降至最低2.72 mg/g。

有机磷的含量相对较低(10~30%)，由底部向上逐渐升高，中部有波动，反映了有机质降解程度逐渐减弱的趋势。

在浅水湖泊体系中，顶部0~10 cm沉积物中的磷能够参加整个湖泊的新陈代谢作用，这部分沉积物中的磷可以随时间的变化而逐渐释放，最终导致这部分沉积物中磷的含量逐渐降低。

总磷和无机磷几乎都是在9cm处为峰值，说明这部分沉积物中的磷可能已经有了较大的释放。

太湖水体浅，风浪大，水动力强，沉积物的再悬浮作用显著，可以促进有机质的降解和悬浮颗粒物的水解，而在这些过程中必然伴随着有机磷和无机磷的释放。

虽然如此，但是9cm以上沉积物中磷的总体含量还是比9cm 以下的高些，说明了磷的积累以及输入的增大。

I无机磷的形态与垂直分布
根据SEDEX法对磷形态的分类，太湖五里湖湖区沉积物的无机磷主要由弱吸附态磷、铁结合态磷、自生磷灰石及残留态磷等组成。

弱吸附态磷(Loosely sorbed or exchangeable P，Pex)主要指被沉积物中的氧化物、氢氧化物以及粘土矿物颗粒表面等吸附的磷。

物化条件如温度、pH值、水动力条件及生物扰动作用等因素，都可导致这种形态的磷向上覆水体的扩散，从而对水体的营养状况有着一定的影响。

有机磷的降解释放，铁结合态磷的还原释放等作用，都可导致弱吸附态磷含量的增高。

剖面弱吸附态磷含量较低，由底部向上逐渐升高，至4cm处升至最高(0.14 mg/g)，随后随着剖面含水率的增大由于孔隙水的稀释作用而减小。

自生磷灰石(Authigenic or biogenic apatite P，Paut)主要指自生成因或生物成因的自生磷灰石，以及与自生碳酸钙共同沉淀的磷。

一般被看作是永久性的磷汇，但在弱酸条件下可以产生一定的释放。

形成自生磷灰石必须具备很高的磷酸盐浓度，促使磷灰石晶核形成和晶体沉淀，而有机磷的降解释放和铁结合态磷的还原释放等都可促使自生磷灰石的形成。

剖面自生磷灰石含量较高，变化趋势和铁结合态磷十分相似，说明铁结合态磷的还原释放可能对自生磷灰石的形成具有一定的影响。

残留态磷(Detrital apatite P，Pdet)主要指外源输入的变质岩或火成岩岩石中的磷灰石，以及与粘土矿物结合或存在与其它矿物相中且不溶于弱酸的磷，可以反映流域侵蚀速率的大小和侵蚀程度的强弱。

剖面残留态磷含量极低且比较稳定，由底部至顶部变化不大，反映流域的侵蚀变化相对较小。

铁结合态磷
(Fe-bound-P，Fe-P)主要指易与铁的氧化物或氢氧化物结合的磷，在有氧环境下被认为是一种永久性的磷汇，而在厌氧环境中被看作是一种暂时性的磷汇。

剖面铁结合态磷含量较高，是无机磷的主要组成部分(75~85%)，也是总磷的主要组成部分(55~75%)。

铁结合态磷与总磷和无机磷之间具有较好的相关关系(R=0.97，0.99)，变化趋势与总磷和无机磷的变化趋势一致。

CDB溶液提取的铁主要为铁的氧化物和氢氧化物，可能含少量铁的硫化物和被黏土矿物颗粒所吸附的铁。

CDB溶液中铁的含量较高，一般都在10 mg/g附近变化，最高可达16.3 mg/g，说明CDB溶液对铁的氧化物和氢氧化物提取效率较高。

在顶部1-3 cm，向上扩散的Fe(Ⅱ)可能被氧化为Fe(Ⅲ)而固定下来，导致顶部沉积物铁含量的升高，往下铁含量逐渐趋于稳定。

铁的氧化物和氢氧化物对磷酸盐具有较强的吸附性，对于氧化层向上扩散的磷酸盐来说，铁是作为一种捕获陷阱而存在的，可以吸附并固定迁移的磷酸盐。

与结晶态铁相比，无定形态铁具有更大的表面面积，所以对磷具有更大的吸附能力，这可反映在铁磷原子比的变化上。

所有CDB溶液铁磷的原子比值都较小，介于2.0-5.3之间，说明被CDB溶液提取的铁主要是以无定形态存在的，而不是以结晶态存在的，并且铁的氧化物和氢氧化物与磷酸盐之间的吸附可能已经达到了平衡状态。

铁结合态磷为太湖五里湖表层沉积物中磷存在的主要形式，如果氧化还原条件发生变化，这部分磷可能由于铁的还原溶解而被释放到孔隙水中，并且能够通过扩散作用等方式经由沉积物—水体界面再次被释放到水体中去，这个过程可能对湖泊的营养状况和水体质量有着重要的影响。

II有机磷的垂直变化
有机碳、有机碳氮和碳磷原子比可以用来反映沉积物中有机质的特征，有机质降解程度的大小以及有机磷的地球化学行为。

有机碳的含量变化较小，相对比较稳定(2.8-4.0%)。

顶部至12 cm有机碳含量总体比较稳定，中间偶有波动，可能反映了有机质的堆积过程；12-14 cm有机碳含量迅速降低，可能反映了有机质的迅速降解过程；14 cm至底部有机碳含量趋于稳定，可能反映了沉积环境逐渐趋于稳定的特点。

除底部个别点可能受陆地外源输入影响较大，或是藻类降解过程中含氮蛋白质优先释放氮，致使有机C/N原子比值较高以外，整个剖面有机C/N原子比值介于8.8-10.6之间，并且变化较小，说明沉积物中的有机质主要以湖泊内源自生为主，受陆地外源输入的影响较小，以及在早期成岩作用过程中没有发生明显的有机质的选择性降解。

淡水湖泊生物有机微粒的C/P原子比值一般为100左右，而剖面有机C/P原子比值都大于100，介于135-320之间。

由顶部至底部比值大小变化频繁，但总体趋势为比值逐渐增大，可能反映了早期成岩作用过程中有机质降解程度的逐渐增大，以及在此过程中有机磷的优先释放。

较高的有机C/P原子比显示了较高的湖泊初级生产力，同时也反映了人为营养物质输
入的增加。

另外，顶部沉积物的有机C/P原子比值也较大，可能反映了有机质由水体向沉积物沉降的过程中已经由部分有机质发生降解，并且在此过程中也伴随着有机磷的释放。

有机碳与总磷和无机磷具有显著的正相关关系(R=0.88，0.84)，说明有机质可能对总磷和无机磷起到了一定的控制作用。

同时，有机碳与有机磷也存在着较好的正相关关系(R=0.62)，说明有机质可能是有机磷的主要来源。

在总磷轴上存在较大的正截距(1.8 mg/g)，说明沉积物中存在一定数量不明来源的无机磷，这可能也意味着人为营养物质的输入。

另外，还可以发现无机磷和有机磷与有机碳的关系图上，有机碳轴上分别具有一段较小的正截距，即沉积物中没有无机磷和有机磷时，还可发现少量有机碳存在(分别为1.2%，1.6%)，说明有机质降解时有机磷的优先释放，并且这种释放主要是以无机磷形态进行的。

同时也说明利用酸提法提取无机磷时，部分有机磷确实由于水解而被提取。

另外，沉积物中的一些细菌在有氧条件下可以吸收过多的磷，这些磷以有机聚磷酸盐形态被储存起来。

在厌氧条件下，细菌可以以这些有机磷为能量进行新陈代谢作用。

这样，这些有机磷便以无机磷形态再次被释放出来，这个过程可能促进了沉积物中不同形态磷之间的迁移和转化。

2. 2湖泊营养物的微生态转换过程及生化动力学（中国环科院）
2.2.1长江中下游浅水湖泊理化特征研究
研究目的
长江中下游地区是我国湖泊最为集中、人类活动与湖泊关系最为密切的地区，我国的5 大淡水湖有4个分布于此，1 km2以上的湖泊有651个。

目前长江中下游地区湖泊面临的最主要的问题之一是富营养化和蓝藻水华暴发。

长江中下游地区的湖泊主要为浅水湖泊。

与深水湖泊相比，浅水湖泊单位水体具有更大的沉积物-水接触面积比例，具有更高的透光层深度/水深比例，更强烈和频繁的水土界面物质交换，更复杂的生态类型，众多研究表明，在外源逐步得到控制的情况下，沉积物作为内源对上覆水体释放氮和磷的作用会渐显重要，成为维持上覆水营养状态的重要来源。

沉积物的理化性质既是人类活动对湖泊影响的历史记录指标，也是研究氮、磷水—沉积物界面与间隙水的迁移转化以及磷的赋存形态等的基础信息，因此加强湖泊沉积物理化性质的研究对把握湖泊水污染发生机制，控制湖泊富营养化具有重要意义。

研究内容
对长江中下游的洞庭湖、鄱阳湖、巢湖和太湖四个重要的浅水湖泊和两个城
市湖泊，南京的玄武湖和武汉的月湖为研究对象，详细分析了各湖泊沉积物的理化性质，并讨论了湖泊沉积物理化性质与所处地区土壤的关系及其流域特点。

同时分析了理化性质与磷形态之间的关系。

研究方法
2004年3月在洞庭湖、鄱阳湖、巢湖、太湖、玄武湖和月湖进行了采样。

用彼得森采泥器采集表层10cm的沉积物样品。

从每个样点采集后装入封口塑料袋中，放入装有冰袋的保温箱暂存。

样品运回实验室后，放入FD-1冷冻干燥机中真空干燥，用木棒分散、过筛(60目和100目两种)，保存在磨口玻璃瓶中备用。

为了保证采样点的准确性，所有采样点均使用全球卫星定位系统（GPS）进行采集定位，同时结合1：50000地形图进行校正。

沉积物有机质总量的测定采用经典的重铬酸钾法；阳离子代换量采用EDTA ─铵盐快速法；颗粒组成的测定方法参照金相灿等《湖泊富营养化调查规范》；粘土矿物组成采用X射线衍射法，测试参照标准为：SY/T 5163-1995；沉积物化学组成的测定采用电感耦合等离子体发射光谱仪（ICP–AES PS—950），依据地矿部：DZG 20.01–90方法；沉积物中总磷的测定采用欧盟推荐的SMT方法。

重要结论
(1) 研究区内长江中下游湖泊沉积物的理化特征为：总磷含量为307.43～1454.39mg/kg，阳离子交换量为8.61～25.28 meq/100g土，有机质总量为0.25%～7.38%，其组分以胡敏素为主；沉积物的颗粒组成以粉砂级和粘粒级为主，占到64～98%，粉砂级占到50～70%；粘土矿物以伊利石/蒙脱石混层为主，其次是伊利石、绿泥石和高岭石；沉积物中主要的氧化物为SiO2、Al2O3和TFe2O3，变化较大的成分为SiO2、Al2O3和TFe2O3，MnO和CaO变化不大，TiO2基本没有变化。

(2) 在长江中下游地区不同湖泊中沉积物的理化性质存在较大差异，且与污染程度密切相关。

按污染程度由高到低，从月湖、玄武湖、太湖、洞庭湖、鄱阳湖到巢湖，沉积物中的总磷、阳离子交换量、有机质总量、Al2O3和TFe2O3含量都呈现出逐渐降低的趋势，沉积物的颗粒组成则由细变粗。

(3) 沉积物中细颗粒越多，有机质含量越高，阳离子交换量越大，铁铝氧化物含量越高的湖泊，其总磷含量也就越高，湖泊污染越重。

2.2.2 太湖东北部沉积物理化特征及其与磷形态关系研究
研究目的
太湖是我国第三大淡水湖，流域人口密集、经济发达，人类活动对于太湖的干扰较为严重，其中富营养化问题尤为突出。

为了保护与治理太湖的生态环境，
已开展了大量的研究。

但从研究内容看，多集中于水体中的营养元素对水体富营养化的影响，对沉积物理化性质与富营养化之间关系的研究相对较少。

众多研究表明，在外源逐步得到控制的情况下，沉积物作为内源对上覆水体释放氮和磷的作用会渐显重要，成为维持上覆水营养状态的重要来源。

沉积物的理化性质既是人类活动对湖泊影响的历史记录指标，也是研究氮、磷水—沉积物界面与间隙水的迁移转化以及磷的赋存形态等的基础信息，因此加强这方面的研究对把握湖泊水污染发生机制，控制湖泊富营养化具有重要意义。

研究内容
针对太湖东北部五里湖、梅梁湾、西山和贡湖四个湖区的沉积物进行了以理化性质分析为主的研究，同时与不同形态磷含量、分布结果相联系来分析沉积物理化性质与富营养化之间的关系。

研究方法
2004年3月在太湖的梅梁湾、五里湖、西山和贡湖四个湖区的八个点进行了采样。

沉积物样品的采集和处理，以及沉积物理化性质分析同2.2.1。

重要结论
(1) 研究区内太湖沉积物的理化特征为：总磷含量为307.43～1454.39mg/kg，阳离子交换量为15.18～22.68 meq/100g土，有机质总量为1.66%～3.45%，其组分以胡敏素为主；沉积物的颗粒组成以粉砂级和粘粒级为主，占到54.39～76.83%；粘土矿物以伊利石/蒙脱石混层为主，其次是伊利石、绿泥石和高岭石；沉积物中主要的氧化物为SiO2、Al2O3和Fe2O3，变化较大的成分为SiO2、Al2O3和Fe2O3，MnO和CaO变化不大，TiO2基本没有变化。

(2) 在太湖不同湖区中沉积物的理化性质存在较大差异，随着沉积物中总磷含量的降低，沉积物中的阳离子交换量、有机质总量、Al2O3和Fe2O3含量都呈现出逐渐降低的趋势，而沉积物的颗粒组成则由细变粗。

(3) 磷的形态以无机磷为主；在污染沉积物中Fe/Al-P的含量和所占百分比都明显升高，有机磷的含量升高但所占百分比降低，Ca-P变化不大；在相对清洁的沉积物中Ca-P与有机磷所占比例相对高（实际上Ca-P变化也不大），Fe/Al-P 比例较低；沉积物中污染增加主要造成Fe/Al-P升高。

沉积物的理化特征与磷的赋存形态之间关系密切，CEC、OM、TP、Fe/Al-P和IP之间都呈较好的正相关关系。

沉积物中细颗粒越多，有机质含量越高，阳离子交换量越大，铁铝氧化物含量越高的湖泊，其总磷含量也就越高，湖泊污染越重。

2.2.3 典型浅水湖泊水-沉积物界面的微生态结构调查。