062.湖泊氮磷赋存形态和分布研究进展
湖泊内源氮磷污染分析方法及特征研究进展
第30卷 第1期2011年 1月环 境 化 学E NV I RONMENTAL C H E M I STRY V o.l 30,N o .1Janua ry 20112010年6月30日收稿.*国家自然科学基金NSFC 云南联合基金(U0833603)资助.**通讯联系人,Te:l 0871 *******;E ma i :l xjpan @kmu st .edu .cn湖泊内源氮磷污染分析方法及特征研究进展*李 辉1 潘学军1** 史丽琼1 米 娟1 宋 迪1赵 磊2 刘晓海2 贺 彬2(1.昆明理工大学环境科学与工程学院,昆明,650093; 2.云南省环境科学研究院,中国昆明高原湖泊研究中心,昆明,650034)摘 要 湖泊的内源氮磷污染已成为湖泊富营养化治理的一大难题.本文总结了沉积物中氮磷赋存形态、沉积物 水界面氮磷迁移释放行为和沉积物中氮磷的生物有效性三方面的研究进展,提出了目前研究存在的问题,并对未来发展趋势和研究方向进行了展望,以期为湖泊内源氮磷污染机理分析和湖泊富营养化治理控制技术提供参考.关键词 富营养化,内源氮磷,释放,生物有效性.大量湖泊的水体富营养化已经成为全球面临的一个重大环境问题.湖泊富营养化的特征性表现即藻类水华现象.藻类水华暴发会导致水体缺氧、鱼类死亡、产生异味及藻毒素释放等,给湖区人民的正常生产和生活产生严重影响[1].据调查显示,全球范围内有40%左右的湖泊和水库遭受不同程度的富营养化;而在我国,到20世纪90年代中后期,富营养化湖泊已占被调查湖泊数的77%[2].由此可见,我国已成为世界上湖泊富营养化范围及程度最严重、面临问题最严峻的国家之一.Va llne tyne 及Stumm 等的分析研究表明,氮和磷是限制水生植物生产量最主要的营养元素[3],因此,氮磷在湖泊中水体及沉积物中的赋存形态及其迁移释放行为,对湖泊富营养化起着决定性的作用;伴随着相关法律法规的出台及截污工程等措施的实施,外源性污染物已经相对有所控制[4];因此对内源氮磷污染的研究显得格外重要,尤其是对内源氮磷的赋存形态、迁移释放行为及其影响因素、生物有效性等内源氮磷污染机理方面的分析研究更是迫在眉睫.本文从氮磷赋存形态特征及其分布、沉积物 水界面氮磷迁移释放、氮磷生物有效性等方面,总结国内外学者在内源氮磷污染方面的研究工作,为湖泊富营养化机理及其控制技术等方面的研究提供借鉴.1 沉积物中氮磷赋存形态氮磷在湖泊沉积物及水体中的形态分布,决定着沉积物是源还是汇.而水体中的氮磷形态分析相对简单,因此沉积物中的氮磷赋存形态分析尤为重要.1.1 沉积物中氮赋存形态湖泊沉积物中氮的赋存形态、含量及分布,一定程度上反映了水体和沉积环境的演变过程,是研究其环境行为的前提[5].综合国内外的研究,一般将沉积物中的氮形态分为有机态氮和无机态氮;且主要化学形态为有机态氮,可以占到70% 90%,主要以颗粒有机氮的形式进入沉积物中,无机氮所占比例相对较小[6].1.1.1 沉积物中的有机氮沉积物中有机氮主要是蛋白质、核酸、氨基酸和腐殖质四类,大部分是腐殖质[7].有机氮主要来源于浮游植物、细菌和高等植物.其化学形态主要分为NH 3 N 、氨基酸氮、己糖氮、酸解未知氮(HUN )和非酸解氮[6].研究表明,氨基酸氮是有机氮的主要化学形态,约占有机氮的30% 60%;从氨基酸的组合特征纪念专辑稿件来看,以甘氨酸、天门冬氨酸、谷氨酸、丙氨酸、丝氨酸、苏氨酸及赖氨酸为主,约占氨基酸总量的70%以上[8].尽管有机氮在氮的生物地球化学循环中并不活跃,但是由于有机氮的矿化作用,环 境 化 学30卷282使得有机氮依然在氮的生物地球化学循环中扮演重要的角色,即沉积物中的有机态氮在微生物的作用下,经氨基化作用逐步分解为简单的有机态氨基化合物,氨化作用释出的氨大部分与有机或无机酸结合成铵盐,或被植物吸收,或在微生物作用下氧化成硝酸盐.1.1.2 沉积物中的无机氮沉积物中的无机氮可分为可交换态氮(E N)、固定态铵(F NH4)等.沉积物中的可交换态氮(Exchangeab le N itrogen,EN)是沉积物 水界面发生氮的迁移释放最主要最活跃的氮形态,是参与氮的生物地球化学循环中的重要组分.可交换态氮主要包括硝态氮和铵态氮,即NO2 N、NO3 N以及NH+4 N;其中的铵盐被称为可交换态铵,沉积物中的可交换态铵是由于沉积物颗粒对水体中的NH+4进行可交换吸附,这类吸附是发生在颗粒物表面的离子交换反应.EN易于为藻类、水草等浮游植物这类初级生产者吸收,EN的减少会促进有机氮的矿化,从而提供湖泊再生产所需氮源[9].沉积物中的固定态铵则是指固定吸附于颗粒物质内部,进入晶格结构的NH+4 N,也称作非交换态铵.这是由于沉积物中的粘土矿物层中的硅氧层之间发生同晶替代,产生负电荷,为使电性中和,这些负电荷吸引吸附在颗粒物质晶格之外的阳离子;而吸附在沉积物上的NH+4脱去水化膜进入晶格之中,就被固定下来[10].同时晶层收缩,这样NH+4因此固定态铵一般情况下很难通过离子交换等方式释放到水体中来,大量研究表明,固定态铵在沉积物总氮中占有一定的比例,De Lange等[11]研究指出在海洋和某些湖泊沉积物中固定态铵可达到总氮含量的10% 96%.所以说,固定态铵是湖泊沉积物中氮的重要储存库.1.1.3 沉积物中氮的连续分级浸取研究及其应用在上述氮的分类中,并没有具体体现出各类形态氮与沉积物的物理化学结合能力,因此仅仅通过分析沉积物中总氮、无机氮和有机氮,并不能准确解释有关氮在沉积物 水界面上发生的迁移释放行为.各形态氮与沉积物的结合能力强弱,对于评价各形态氮对沉积物 水界面氮循环的贡献,具有重要意义.针对这一问题,不少学者[12 19]对大量海洋以及湖泊的沉积物中氮进行连续分级浸取,采用不同的浸取剂,来划分不同形态氮与沉积物结合能力大小,将沉积物中的氮分类为不同结合态,测得不同结合态氮的丰度,由此解释分析并推测沉积物 水界面的氮循环过程.吴丰昌等[12]1996年对云贵高原4个湖泊(云南泸沽湖、洱海,贵州百花湖、阿哈湖)等湖泊沉积物进行研究,基于土壤学中的土壤理化分析将沉积物中氮形态进行简单的分级,是国内沉积物中氮连续分级浸取研究的开始.将沉积物氮的结合态分为可溶性NH+4 N,NO3 N、可交换态NH+4 N,NO3 N、有效态氮和残渣态氮,有效态氮指无机的矿物态氮和部分有机质中易分解的无机氮,残渣态氮主要是有机氮.这一方法开创了水体沉积物中氮分级浸取的先河,但是并没有具体的根据浸取剂得出各形态氮的化学结合能力.马红波[13]等2002年根据Ruttenberg[20]1992年提出的沉积物中磷的连续分级浸取方法,加以改进,将沉积物中氮分为可转化态氮和非转化态氮,可转化态氮根据浸取剂提取能力的强弱来决定浸取出来的氮与沉积物结合的牢固程度;依次分为离子交换态氮(I EF N)、碳酸盐结合态氮(CF N)、铁锰氧化态氮(I M OF N)、有机态和硫化物结合态氮(OSF N).非转化态氮通过总氮与可转化态氮差减得到.这一方法在进行下一步提取之前,用蒸馏水洗涤沉积物,一定程度上避免了上一级提取氮重吸附于沉积物,但是实验设计上并没有考虑各级提取剂的提取效率.马红波等打开了沉积物中氮连续分级提取研究的新领域,表征了各形态氮的相应化学结合能力.之后的研究者对沉积物中氮进行连续分级提取时,多数都是沿用这一方法,或进行一些小的改进.如吕晓霞等[14]对北黄海、戴纪翠等[15]对胶州湾、王圣瑞等[16]对五里湖等湖泊沉积物及海洋沉积物中氮的研究,均是直接使用其方法或者稍微加以改进.王圣瑞等[16]2007年对五里湖、月湖、东太湖、贡湖等不同程度富营养化湖泊沉积物中氮进行连续分级提取.其采用的方法与马红波等基本一致,但只研究了沉积物中的可转化态氮,并将其依次分为离子交换态氮(I E F N)、弱酸浸取态氮(WAEF N)、强碱浸取态氮(SAEF N)、强氧化剂浸取态氮(SOEF N).I EF N是4种可转化态氮形态中与沉积物结合能力最弱的赋存形态,因此也是参与沉积物 水界面1期李辉等:湖泊内源氮磷污染分析方法及特征研究进展283氮迁移释放最活跃的形态;WAEF N与沉积物的结合能力略高,相当于碳酸盐的结合能力;SAEF N的结合能力相当于铁锰氧化物的结合能力,稍高于WAEF N;SOEF N主要是有机形态氮,也称可转化有机氮,是最难浸取的可转化形态[14 16].王圣瑞法[16]与马红波法[13]区别在于第一步提取,采用的是1m ol L-1KC l溶液,而马红波法中采用的是1m o l L-1M g C l2溶液进行浸取.由于沉积物吸附NH+4生成固定态铵所需静电力与K+进入沉积物粘土矿物层中的硅氧层晶格所需的静电力来源相同,因此KC l溶液可能会具有更好的提取效率.基于这一点,一些研究者认可了王圣瑞的方法,且KC l提取性质稳定,不含干扰测定的物质[21],后续对沉积物中氮进行连续分级提取时,多采用王圣瑞法.如何桐等[17]对大亚湾表层沉积物氮形态的研究、郑国侠等[18]对南海深海盆表层沉积物氮形态的研究等.钟立香等[19]2009年对吴丰昌法进行改进提出了新的连续分级浸取方法,该法的特点是并不着重于各形态氮与沉积物结合力强弱,而是依据对释放影响的程度依次分为游离态氮(FN)、可交换态氮(EN)、酸解态氮(HN)、残渣态氮(RN).该法中F N是将间隙水中的营养盐浓度(m g L-1)换算成为沉积物中的营养盐浓度(m g kg-1),这主要是基于沉积物 水界面氮循环主要通过间隙水与上覆水中营养盐交换来实现这一点考虑;EN则主要是针对沉积物中有机质矿化生成的NH+4,NH+4在FN和E N之间不断根据外界环境条件分配,故EN是沉积物中较活跃的氮形态;酸解态氮可鉴别的有机化合物主要是氨基酸态氮(AAN)、氨基糖态氮(ASN)、氨态氮(AN)以及一些未鉴别的含氮化合物(UN);RN主要是有机环态.表1列出了沉积物中氮连续分级浸取方法的发展历程.表1 沉积物中氮的连续分级提取研究Table1 R esearch on t he nitrogen sequential frac ti on ex tracti on i n sedi m ents研究者浸取方法氮分级形态应用对象参考文献沉积物高速离心,0.4 m滤膜过滤可溶性氨氮、硝氮吴丰昌等(1996)40mL20%NaO H溶液,经0.45 m过滤,测滤液中可交换性氨氮、硝氮可交换性氨氮、硝氮云南泸沽湖、洱海;[12]上一步沉淀物使用碱解蒸馏法测定有效态氮有效态氮贵州百花湖、元素分析仪测定沉积物中总氮,并与上述三形态氮进行差减残渣态氮阿哈湖1m ol L-1M gC l2溶液离子交换态氮HAC N a AC(p H=5)溶液碳酸盐结合态氮马红波等(2003)0.1m ol L-1Na OH溶液铁锰氧化态氮渤海湾[13]K2S2O8(碱性)溶液(0.24mo l L-1N a OH, K2S2O820g L-1)有机态和硫化物结合态氮总氮与上述四种可转化态差减非转化态氮1m ol L-1KC l溶液离子交换态氮五里湖HAC N a AC(p H=5)溶液弱酸浸取态氮月湖王圣瑞等(2007)0.1m ol L-1Na OH溶液强碱浸取态氮东太湖[16] K2S2O8(碱性)溶液(0.24mo l L-1N a OH,K2S2O820g L-1)强氧化剂浸取态氮贡湖沉积物高速离心,过0.45 m滤膜游离态氮钟立香等(2009)2mo l L-1KC l溶液,振荡2h可交换态氮巢湖[19] 6mo l L-1HC l溶液,120 ,酸解24h酸解态氮浓硫酸,加速剂催化残渣态氮1.1.4 沉积物中氮形态分布特征沉积物中氮主要以有机态存在.Ke m p等[22]对Ontar i o湖表层沉积物中氮研究表明,有机氮含量约占总氮的92%,何桐等[17]对大亚湾表层沉积物中氮形态研究表明,有机氮约占沉积物中总氮的77 32%.沉积物中无机氮由可交换态氮和固定态铵构成,可交换态氮是湖泊初级生产力的直接氮源,固定态铵(F NH4)则是其潜在氮源[9].王圣瑞等[9]、王雨春等[5]研究表明,F NH4是无机氮中的主要形态,环 境 化 学30卷284EN也占有一定的比例;E N中的主要形态是NH+4 N(74.61% 85.85%),这是因为沉积物 水界面大量有机质的矿化分解;其次是NO3 N(13.93% 25.15%),NO2 N含量很低(0.17% 0.27%);而三者之间在不同环境和微生物作用下进行硝化反硝化作用实现相互转化,这主要与沉积物自身性质(例如含有机质的多少)、沉积物环境(氧化还原条件、微生物多少、温度等)有关[6].EN占沉积物中可转化态氮的比例大约在10% 40%[8,13,17],沉积物中可转化态氮的主要存在形态为SOEF N[13 14,17 18],这显然与沉积物中有机态氮占总氮比例有关.吕晓霞等[14]在北黄海的研究表明,SOEF N在沉积物垂直分布上,一般呈现出在表层0 3c m迅速降低的趋势;同样,I EF N在0 3c m 范围内自上而下逐渐降低,自次表层(0 6c m)以下,无明显变化,这是因为沉积物中有机质的矿化作用主要发生在表层含氧区.一般而言,SOEF N是沉积物中可转化态的绝对优势形态,I EF是可转化无机态氮的绝对优势形态[23].WAEF N、SAEF N占可转化态氮的比例极小[13],两者大小依据沉积物环境的改变而有所不同.沉积物氮形态分布与沉积物粒度有着非常重要的关系.吕晓霞等[8]对黄海沉积物氮粒度结构进行研究表明,不同形态氮在不同粒度沉积物中的分布规律相同,不同形态氮绝对含量随沉积物粒度的增大而减小,这可能是因为粗粒度沉积物中有机氮的分解速率常数比细粒度沉积物中的高一个数量级,是中粒度沉积物中的2倍;这也是SOEF N的含量随粒度大小变化最为明显的原因,因为SOEF N的主要形态是有机氮.尽管三种可转化无机氮的绝对含量随着沉积物粒度减小而增大,但是由于SOEF N的增幅太大,这三种可转化态无机氮的相对含量都有所降低.吕晓霞等[23]指出,细粒级沉积物对氮循环的贡献可能最大.而这一点与王圣瑞等[16]对云贵高原四湖泊研究结果一致.1.2 沉积物中磷赋存形态一般而言,沉积物中的磷可分为有机磷和无机磷,无机磷又分为可溶性无机磷和难溶性无机磷.可溶性无机磷包括钙结合态磷(Ca P)、铁结合态磷(Fe P)、铝结合态磷(A l P)等,难溶性磷主要是闭蓄态磷酸盐,这部分磷被包裹在铁铝氧化物膜内.1.2.1 沉积物中磷的分级浸取研究与沉积物中氮不同,由于湖泊富营养化一般是磷控制,所以湖泊沉积物中磷的分级提取研究较多[20,24 29].1957年,Chang和Jackson[24]根据土壤学中相应的化学方法,将土壤中磷分为不稳性磷(Labile P, LP)、Fe P、Ca P、可还原水溶性磷(RSP)、惰性磷(Refractory P).这一方法主要关注于沉积物中的无机态磷,对沉积物中磷化合物的化学形态进行分类,从而便于研究沉积物 水界面磷的迁移释放机制,也有助于解释环境因素(例如钙铝铁、DO、p H、Eh等)对沉积物 水界面磷迁移释放的影响.后续许多研究者只是针对C J法存在的缺陷进行改进,而在磷形态分级的思想上与C J法一致.例如H ie ltjes等[26]将沉积物中磷分为LP、Fe/A l P、Ca P;Psenner[27]将沉积物中磷分为水溶性磷(H2O P)、可还原水溶性磷(RSP)、Fe/A l P、Ca P和惰性P;Go lter m an等[30]将沉积物中磷分为Fe P、Ca P、酸可溶性有机磷(ASOP)、残余有机磷(ROP).国内金相灿等[7]的方法与C J法一脉相承,欧盟推荐发展方法(S MT法)[29]在选取浸取剂时的思路也与C J法一致.这两类方法是目前国内外应用较多的方法[31 36].金相灿法是对C J法中连续提取法的改进,将磷的形态分为LP、A l P、Fe P、C a P、OP和Org P等6种形态.NH4C l提取LP,中性NH4F提取铝结合态磷,N a OH提取铁结合态磷,稀硫酸提取钙结合态磷,还原络合提取闭蓄磷.该法每级磷形态的释放活性有明显不同,LP很容易释放;铝结合态磷和铁结合磷在氧化还原环境改变的条件下可以转化成可溶解性磷,进入上覆水体,具有很强的释放活性,也称为活性磷,它们是内源负荷的重要来源;钙结合态磷和闭蓄态磷则很难被分解参与短时相的磷循环.因为各级释放活性的差异,使用该法可以得到湖泊沉积物中可释放磷的丰度,以便进行沉积物 水界面的释放模型的建立,预测湖泊富营养化状况.SMT法[29]是由欧盟推荐发展的方法,该方法将磷形态划分为总磷(TP)、无机磷(I P)、有机磷(OP)、非磷灰岩磷(N on apatite I norgan ic Phosphorus,NA I P)及磷灰岩磷(Apatite Phosphor us,AP).该法分为三步:(1)将冷干沉积物450 煅烧3h,残渣用3.5m ol L-1HC l浸取,测其SRP(溶解态活性磷),得到TP;(2)将冷干沉积物用1m ol L-1HC l浸取测其SRP,得到I P,其残渣煅烧后用1m o l L-1H C l浸取1期李辉等:湖泊内源氮磷污染分析方法及特征研究进展285测其SRP,得到OP;(3)将冷干沉积物用1m ol L-1Na OH浸取测其SRP,取其残渣加入1m ol L-1H C l测其SRP,得到AP,再取其上清液加入3.5m ol L-1HC l测其SRP,得到NA I P.其中每一步的冷干沉积物样品质量均为0.2g.SMT法提取的步骤并非连续的,因此该法可同时进行各个形态的测定,能大量节省时间;其次,该方法在提取各形态磷时具有统一性,都是通过HC l来提取上清液中的SRP,各测定结果之间具有可对比性;此方法实验所需的试剂均为常用试剂,提高了方法的适用性及普遍性.W illia m s等[25]提出的方法并没有遵循C J法分级思路,该法更多的是从沉积物中磷的矿物形态上来来进行区分,将沉积物磷分为磷灰岩磷(AP),非磷灰岩磷(NAP)以及有机磷.这样的分级方法更为简单,着重点在于磷的矿物性和来源.部分学者也沿用了这一思想,例如Ruttenber g[20]提出的SEDEX提取法,将沉积物分为可交换性磷、碳酸氟磷灰岩盐(CF AP)、氟磷灰岩磷(FAP)、有机磷等,这两种方法现多用于海洋和河口沉积物中磷的分级研究.Ruttenber g法[20]考虑到了每一级提取的磷可能重吸附于残余沉积物,因此,在每级提取之前都用M gC l2溶液和H2O分别洗涤沉积物;但是该方法提取剂效率不高[37].实际上,S MT[29]法尽管在选用提取剂时思路与C J法相同,但分类也是来源于W illia m s等[25]的方法.表2列出了几种重要的磷分级提取方法.表2 几种重要的沉积物中磷分级提取方法Tab l e2 I m portant m ethods o f phospho rus frac ti on ex tracti on i n sedi m ents研究者提取剂分级形态参考文献1m ol L-1NH4C l不稳性磷0.5m ol L-1NH4F,pH=8.2铝结合态磷Chang&J ackson(1957)0.1m ol L-1N a OH铁结合态磷[24]0.5m ol L-1HC l钙结合态磷CBD可还原性水溶性磷Na OH惰性磷CBD非磷灰岩磷W illia m s等(1976)0.1m ol L-1N a OH[25]0.5m ol L-1HC l磷灰岩磷1m ol L-1N H4C l水溶性磷0.5m ol L-1NH4F,中性铝结合态磷金相灿等(1990)0.1m ol L-1N a OH铁结合态磷[7]0.5m ol L-1H2SO4钙结合态磷CBD闭蓄态铁/铝磷1m ol L-1M g C l2,p H=8可交换性磷CBD碳酸氟磷灰岩Ru ttenberg(1992)Na AC/N a H CO3,p H=4氟磷灰岩,钙磷[20]1m ol L-1HC l氟磷灰岩磷550 灰化,1m ol L-1HC l有机磷1m ol L-1H C l C a P1m ol L-1Na OH Fe/A l PPardo等(2004) 3.5m ol L-1HC l有机磷[29]无机磷1.2.2 沉积物中磷分级浸取应用以及分布特征研究金相灿等[38 39]采用SMT法对长江中下游7个浅水湖泊、太湖东北部沉积物中磷的赋存形态的研究、M o turi等[40]采用Ruttenber g的SEDEX法对印度德里工业区的排水沟渠中的沉积物磷的研究、章婷曦等[41]采用S MT法对太湖不同营养水平湖区沉积物中磷的研究都表明,沉积物中的磷主要形态是无机磷,而污染沉积物中的Fe/A l P明显升高,相对清洁沉积物中的Fe/A l P含量则相对较低,这说明沉286环 境 化 学30卷积物污染主要使Fe/A l P的含量增加,而Ca P或A cet P含量则变化不大,这可能是因为C a P是本地自生,与人类活动关系不大,而Fe/A l P含量则与人类活动有较强相关性.这说明不同污染程度的湖泊沉积物中磷的分布特征会有较大区别,而Ka iserli等[42]采用轻微修改的Psenner[27]的分级方法,在北希腊两个不同富营养化程度湖泊(Lakes Vo l v i&K or onia)中的研究结果印证了这一点.磷在沉积物垂向上分布规律较为复杂[33,41],这主要与湖泊生态条件、污染物排放程度以及沉积条件有关.Ruttenberg[20]研究结果表明,各形态磷在沉积物柱状上的分布呈现 沉降 降解 堆积 三阶段特征,这反映了早期成岩作用的结果.可交换性磷(Ex P)的垂直变化特征较为明显,随深度增加Ex P含量降低,Fe P在次表层以上(表层至10 15c m深)的垂直变化,主要是沉积物中氧化还原电位随深度加深而降低,导致Fe P释放的缘故;在次表层以下的深层由于有机磷的释放,会导致Fe P含量上升.Cho i 等[43]的研究结果也证明了这一点.沉积物粒度是影响不同形态磷分布的重要因素,这是因为不同沉积物粒度具有不同的比表面积以及有机质等,因此对沉积物吸附和释放磷酸盐的能力有着重要影响[44].梁海清等[44]研究表明,沉积物中的有机磷主要以中等活性有机磷存在,有机磷的分布与沉积物粒度密切相关,而有机磷主要分布在细粒度沉积物中.1.2.3 沉积物中磷分级浸取存在的问题以及发展趋势尽管对于沉积物中磷分级浸取研究众多,但是由于沉积物中磷形态的易变性和复杂性,迄今为止,仍然没有一套通用的沉积物磷分级分离的方法;对于研究者而言,为保证数据的准确性,不得不采取两种或两种以上的方法进行分级浸取,工作量非常繁重.因此十分有必要在今后的研究工作中,寻找更有效的、选择性专一的浸取剂,同时对方法的研究不仅仅考虑化学形态上的分类准确度,还应兼顾操作上的便利程度以及分级形态之间的可比性2 沉积物 水界面氮磷迁移释放研究各种来源的营养盐进入湖泊,经过一系列物理、化学及生物化学作用,其中一部分或大部分逐渐沉积到湖底,当湖泊外部环境条件发生变化,沉积物中的营养盐又释放出来进入水中,并延续湖泊的富营养化[7].沉积物 水界面的氮磷迁移扩散不仅受沉积物对营养盐的吸附解吸的影响,还与各种理化参数有关.因此研究沉积物 水界面的氮磷迁移释放行为,对湖泊富营养化预测以及治理都有着重要意义.2.1 沉积物 水界面氮释放行为及其影响因素沉积物 水界面的氮释放行为研究多集中在对NH+4 N、NO3 N、NO2 N等形态氮的扩散转移通量的研究[12,45 47],氮扩散通量即是指氮的(自湖水)输入通量与输出(至湖水)通量之间的差值.计算沉积物 水界面的氮扩散通量,需要研究其主要界面扩散过程.宋金明等[45]指出,水 沉积物界面上存在固体颗粒的沉积和水相间颗粒孔隙的侵入,这一平流过程与界面上下浓度梯度引起的扩散转移过程,是化学物质通过沉积物 水界面质量转移的两个主要过程.而这与B l a ckburn等认为水体中氮含量的急剧增加是由间隙水与上覆水之间的交换引起的这一结果相似[48].硝化和反硝化作用是沉积物 水界面氮迁移释放的主要机制.沉积物中的有机氮矿化生成NO-3、NH+4等无机态氮扩散进入上覆水体,增加水体中氮含量;同时,上覆水体中的NO-3也可扩散至沉积物厌氧层,在反硝化细菌作用下,被还原为N2和N2O等气体形态,并逸散至大气层中,降低水体中的氮含量[49].因此,目前的有些研究针对沉积物 水界面的反硝化速率进行[49 50].Con ley等[51]对波罗的海F i n land湾沉积物 水界面的NO-3、NO-2、NH+4三种形态氮的扩散通量进行了研究,结果表明NH+4、NO-3为氮界面交换的主要组分,且NH+4变化范围最大,而NO-2扩散通量很小,仅为0.1 2.45 m o l N m-2 h-1;这与Bola lek等[52]利用F ick s第一定律计算的Puck湾沉积物 水界面氨氮扩散通量规律一致,后者的研究计算结果表明,氨氮总是由沉积物向上覆水体释放,且具有较大的空间差异性;刘素美等[53]对渤海莱州湾的模拟实验也表明NH+4主要由沉积物向水体净扩散且变化范围较大.Nedw ell等[54]和Tri m m er等[55]利用培养箱对英国Great Ouse河口沉积物 水界面的NO-3、NO-2、NH+4的扩散通量逐月测定,结果表明沉积物是NO-3的汇、是NH+4的源,而NO-2扩散通量极小.综述可知,沉积物 水界面氮的主要扩散组分是NH+4、NO-3,而NO-2扩散量很小;NH+4变化范围较大,且沉积物。
湖泊沉积物中磷形态与水体富营养化关系研究
湖泊沉积物中磷形态与水体富营养化关系研究环境科学学院摘要：研究湖泊沉积物中磷的赋存形态及其与湖泊富营养化的关系，对防治湖泊的富营养化等环境问题具有重要作用。
本次工作中，应用连续提取化学提取法对芜湖市3个湖泊表层沉积物中磷的形态进行连续提取和测定.结果发现,在表层沉积物中,不同湖泊铁磷含量介于20ug/g-55ug/g，有机磷含量介于14ug/g-35ug/g。
凤鸣湖沉积物中铁磷含量可达35%~45%，可以发现铁磷在所有湖泊中所占比例最大，并且这3个湖泊沉积物中有机磷含量差别十分明显。
实验证明，沉积物中铁磷和有机磷与水体磷含量有良好的相关性。
关键词：湖泊；沉积物; 磷形态; 水体富营养化Study on Relation between phosphorus forms in the sediments and lakeeutrophicationXxxx College of Environmental ScienceAbstract：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 Fe-bound P content range from 20ug/g to 55ug/g , organic phosphorus range from14ug/g to 35ug/g ,while the related content of Fe-bound P in Fengminghu was higher, reaching 35%~45%. We found Fe-bound P is the dominant form in the sediments of these three lakes. The forms of organic phosphorus in the sediments of these three lakes differed markedly. Iron-bound phosphorus and organic 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、organic phosphorus which exist in the surface sediments of the lakes.Key words： lakes ; sediment ; phosphorus forms ; water eutrophication 1引言伴随着国民经济迅速发展，近年来日益严重的湖泊水体富营养化问题，使人们对湖泊环境中营养元素(氮、磷等)的含量、分布和迁移转换规律极其关注。
湖泊水体与沉积物中磷形态分布相关性分析
湖泊水体与沉积物中磷形态分布相关性分析卢小慧;李奇龙;刘阳;叶潇潇;曾丹辉;虎博文;蒋丹琦【摘要】以南京玄武湖和河海大学东湖为例,采取钼酸铵分光光度法和SMT分级提取法测定湖底沉积物和上覆水中总磷和各形态磷含量,以探究不同的湖底沉积物与水体中磷含量的分布及其关联性.试验结果表明:湖底沉积物中磷含量受人为作用、植被情况、水力条件、地理位置等因素影响,OP含量远高于IP含量,IP中以NaOH-P为主体,约占40％～50％,HCl-P含量较少但更稳定,不易被固定吸附;上覆水体中TP含量与湖底沉积物中TP、Ad-sP、NaOH-P含量呈明显正相关关系,与OP和HCl-P含量无明显相关性,表明湖泊沉积物-水界面磷交换过程中以活性磷占主要交换量.该研究表明湖底沉积物磷负荷与水体磷含量密切相关,为从内源治理水体富营养化提供了理论依据和研究方向.【期刊名称】《安全与环境工程》【年(卷),期】2016(023)004【总页数】7页(P56-62)【关键词】玄武湖;东湖;沉积物;上覆水;磷形态;相关性分析【作者】卢小慧;李奇龙;刘阳;叶潇潇;曾丹辉;虎博文;蒋丹琦【作者单位】河海大学地球科学与工程学院,江苏南京211100;河海大学地球科学与工程学院,江苏南京211100;河海大学地球科学与工程学院,江苏南京211100;河海大学地球科学与工程学院,江苏南京211100;河海大学地球科学与工程学院,江苏南京211100;河海大学地球科学与工程学院,江苏南京211100;河海大学水文与水资源学院,江苏南京211100【正文语种】中文【中图分类】X703水体富营养化是当今世界面临的一个严重的环境问题，是水华现象发生的物质基础。
富营养化的主要指标有营养因子、环境因子和生物因子三类，其中营养因子是富营养化的根本原因，而在营养因子中，氮、磷对水的富营养化起关键性作用[1]。
氮、磷是藻类等浮游生物生长的最主要的限制因素，水体中氮、磷的含量直接决定了藻类的繁殖速率[2]。
水域沉积物氮磷赋存形态和分布的研究进展
挥着营养源的作用， 不断向上覆水释放营养盐， 对水 体富营养化具有重要的贡献（ 岳维忠等， ２ ０ ０ ３ ） 。一 般来说， 水体中的氮磷进入底质都是要经过“ 沉 降—降解—堆积” 的 ３个阶段， 自上而下呈现逐渐 变小的趋势。但是由于各个地方物质来源组成、 水 动力环境、 生物化学条件及生物种群等不同， 使其含 量在垂直分布变化上产生波动， 从而反映出不同区 域环境的不同变化。沉积物氮磷主要来源于水体中 颗粒有机物的沉降积累（ Ｒ ｅ ｎｅ ｔ ａ ｌ ， ２ ０ １ ０ ） 。以人工 养殖系统为例， 饵料、 肥料输入及其有限的利用率导 致水体和底质氮磷积累较为明显。据报道， 人工投 ９ ％ 转 化 为 体 内 氮， 大部分 饵输入虾池的氮仅 有 １ （ ６ ２ ％～ ６ ８ ％） 积累到底质中， ８ ％～ １ ２ ％ 以悬浮物 颗粒氮、 溶解态有机氮和无机氮的形式存在水体中 （ 杨逸萍等， １ ９ ９ ０ ） 。Ｆ ｕ ｎ ｇ ｅ Ｓ ｍ ｉ ｔ ｈ 等曾对精养虾池中 的物质平衡做过研究， 发现在养殖过程中只有 １ ０ ％ 的氮和 ７ ％的磷被利用， 其他都以各种形式进入环 境中， 大部分沉积下来。水域系统中未被动物利用 水体浮游植物和 的氮磷营养盐主要分为 ３个去处： 藻类吸收利用、 排放到外环境中和水域自身底质积 累。水体氮磷营养盐含量过高易引发自身及外部水 域的富营养化， 严重时导致赤潮或水华频发。很多 研究早已证明外源输入的氮磷污染是导致水体富营 养化的主要原因。如泰国 Ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ 湾氮含量被证明与 养殖面积呈正相关关系， 渤海湾养殖场附近水域活 性磷含量高出近海 ９ ０ ０倍（ 周小壮等， ２ ０ ０ ４ ） ， 都是 受到养殖业的排放污染。而底质积累也被证实会作 为内源污染重新释放到水体中， 造成二次污染。 １ ． １ 氮形态 沉积物氮形态可分为有机态和无机态。 有机氮含量一般能占到 ７ ０ ％～ ９ ０ ％， 主要是蛋 白质、 核酸、 氨基酸和腐殖质 ４类， 大部分是腐殖质， 以颗粒有机氮的形式进入沉积物。有机氮必须经过 底质微生物转化成为无机态氮才能被水生生物利 用。各种含氮有机物的分解随其分子结构的不同和 环境条件的不同差异很大。在被物理作用转运， 化 学作用转化和被埋入沉积物之前， 每个氮原子通过 各种各样的生物地质化学形态循环着， 但大部分颗 粒氮最终会被矿化。 Ｎ Ｈ Ｎ作为有机氮矿化产物 有 ３个可能的出路： 一是扩散到上覆水中刺激藻类 的生产， 二是在硝化细菌的作用下转化为硝酸态氮， 从而有可能发生反硝化作用， 转化为不能被大多数 藻类 直 接 利 用 的 Ｎ ， 三是进入沉积物的无机氮 ２ Ｎ Ｈ Ｎ库中（ 常杰， ２ ０ ０ ６ ； 侯立军等， ２ ０ ０ ７ ） 。因此，
中国湖泊水体磷的赋存形态及污染治理措施进展
中国湖泊水体磷的赋存形态及污染治理措施进展崔键;杜易;丁程成;李金凤;高方述;常雅军;张继彪;刘晓静;姚东瑞【期刊名称】《生态环境学报》【年(卷),期】2022(31)3【摘要】磷是驱动湖泊发生稳态转换的重要环境因子,也是当前中国湖泊污染的主要因子,探究湖水磷赋存形态和生态修复模式是湖泊生态治理和管理的关键。
近30年来,中国在水体磷治理方面积累了丰富的经验,并取得了显著的成效,但目前磷仍是湖泊污染中的首要污染物,其治理仍任重道远。
文章基于国内外文献,统计和整理了中国湖泊水体磷的赋存形态,梳理了水体磷污染治理的单项技术与联合技术,并对技术进展进行了分类评述。
结果发现,(1)中国湖泊水体磷的研究主要集中在总磷浓度及沉积物无机磷形态方面,而水体磷形态、沉积物有机磷形态及其与水体间的转化机制和PH3产生机制仍需进一步探明。
(2)适用于湖泊水体磷去除的方法包括物理、化学和生物-生态法,而生物-生态法为当前湖泊水体磷治理的主导技术而被广泛应用,在湖泊修复和水生态构建上发挥着重要的作用;然而技术仍存在基质和外来动植物等引发的二次生态风险,且相关研究多集中在磷去除效果及基质吸附机制上,而对生物特别是植物与微生物的作用机制不够深入,工程植物资源化利用开发路径仍需深化。
最后,文章指明今后湖泊磷治理技术研发的方向和待攻关的湖泊水体有机磷形态的转化机制、水生植物-微生物互作机制、PH3产生机制及工程植物残体的高效资源化利用等关键科学问题,旨在为中国湖泊生态安全管控和美丽河湖建设提供参考。
【总页数】13页(P621-633)【作者】崔键;杜易;丁程成;李金凤;高方述;常雅军;张继彪;刘晓静;姚东瑞【作者单位】江苏省中国科学院植物研究所;江苏省水生植物资源与水环境修复工程研究中心;江苏洋井环保服务有限公司;生态环境部南京环境科学研究所;江苏省宿迁环境监测中心;复旦大学环境科学与工程系【正文语种】中文【中图分类】X-1;X52【相关文献】1.南亚热带富营养化浅水湖泊底泥磷的赋存形态及其对湖水的贡献2.Fe和Al对湖泊沉积物中磷赋存形态的影响3.浅水湖泊表层沉积物磷素赋存形态及其相关性分析4.小型浅水湖泊沉积物磷的赋存形态及其相关性分析5.镧改性膨润土对浅水湖泊水体磷浓度和沉积物磷形态的影响因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
水环境中磷的赋存形态及其分析方法研究进展
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（． １成都 理工 大学 材料 与化 学化 工学 院 ，四川 成 都
３０ ５ ； ． ０ ４ ７ ３ 中国科学 院盐 湖研 究所 ，青海 西 宁
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巢湖沉积物中氮与磷赋存形态研究
巢湖沉积物中氮与磷赋存形态研究潘成荣1,2,汪家权3,郑志侠2,刘静静3,殷福才2 (1.河海大学水生态环境模拟中心,江苏南京 210098;2.安徽省环境科学研究院,安徽合肥 230061;3.合肥工业大学资源与环境工程学院,安徽合肥 230009)摘要:利用连续提取法研究巢湖沉积物中不同赋存形态P 、N 的组成和分布特征。
结果显示,巢湖沉积物中总P 含量为0.1110.655g ・kg -1,平均0.358g ・kg -1,主要由无机P 组成(65%72%),赋存形态以铁结合态为主;巢湖沉积物中总N 含量为0.2200.922g ・kg -1,平均0.532g ・kg -1,以有机N 为主,约占总N 的94.7%。
有机N 含量与有机指数等指标显示,巢湖处于清洁与尚清洁状态。
湖泊沉积物中有机质、总N 、总P 间相关分析表明,湖泊营养物质来源具同一性趋势;有机C /N 比值的研究结果显示,有机质主要来源于陆源。
关键词:P;N;有机质;沉积物;巢湖中图分类号:X142;P595 文献标识码:A 文章编号:1673-4831(2007)01-0043-05For m s of Phosphorus and N itrogen Ex isti n g i n Sed i m en ts i n Chaohu Lake .PAN Cheng 2rong1,2,WAN G J ia 2quan 3,ZHEN G Zhi 2xia 2,L I U J ing 2jing 3,YI N Fu 2cai 2(1.Center for Eco 2Envir on mental Modelling,Hehai University,Nanjing210098,China;2.Anhui I nstitute of Envir on mental Science,Hefei 230061,China;3.School of Res ources Science and Envir on ment Engineering,Hefei University of Technol ogy,Hefei 230009,China )Abstract:I n order t o investigate cycling and burial of phos phorus and nitr ogen in Chaohu Lake,the sequential extracti on method was used t o measure different for m s of phos phorus and nitr ogen in sedi m ents of the lake .It was f ound that t otal P in the sedi m ent ranged fr om 0.111-0.655g ・kg -1,averaging 0.358g ・kg -1,and was composed mainly of inorganic P(65%-72%),dom inated with Fe 2bound P .Total N in the sedi m ent ranged fr om 0.220-0.922g ・kg -1,averaging0.532g ・kg-1,and was composed mainly of organic nitr ogen (94.7%).A ll these indices signify that Chaohu Lake is inthe state of cleanness and al m ost cleanness .The very cl ose linear relati ons bet w een organic matter,t otal phos phorus and t otal nitr ogen in the sedi m ents indicate the nutrients in Chaohu Lake come fr om the sa me s ource .The mean T OC /N rati o of the sedi m ent suggests that the organic matter in Chaohu Lake originates fr om land .Key words:phos phorus;nitr ogen;organic matter;sedi m ent;Chaohu Lake 近年来日益严重的湖泊富营养化问题,使人们对湖泊环境中营养元素(N 、P 等)的含量、分布和迁移转化规律极其关注。
磷在不同类型湖泊沉积物上的吸附特征及形态再分布研究
2 材料与方法
2.1 样品采集 于 2009 年 8 月对乌梁素海（WLSH）、岱海（DH）
进行沉积物样品采集，依据 《湖泊生态系统观测方 法》，针对各湖泊现有水域面积及湖泊生态系统类型 设置采样点（图1）。表层沉积物视湖泊深度分别用挪 威 Swedaq 公司产 KC mod A och B 型无扰动采样器 或荷兰 Eijkelkamp 公司产 SA Beeker 型沉积物原状 采样器采集；沉积物样品装入封口聚乙烯塑料袋后冷 藏保存，回实验室于-24 ℃冷冻保存。 2.2 实验方法 2.2.1 吸附动力学实验
磷在天然水体颗粒物、土壤及沉积物上的吸附-
收稿日期： 基金项目：国家自然科学基金项目（41003049）；内蒙古自然科学基金
项目 （2009BS0601）；“国家大学生创新性实验计划”项目 （20081012614） 作者简介：吕昌伟（1979—），博士，副教授，研究方向为环境地球化学 和污染生态学。E-mail：lcw2008@
本研究中磷的形态分析按照李悦[18]、朱广伟[19]等 及 Ruttenberg[20]提出的沉积物中磷的连续提取方法进 行。数据处理软件为 Excel 2003 和 SPSS 16.0。
农业环境科学学报
403
水-沉积物界面释放至上覆水中，成为湖泊生态系统 的重要营养源[2]，加大富营养化的发生风险[3-4]。目前， 国内外学者在磷的形态分布[5-7]、吸附行为及其影响因 素[8-9]等方面开展了大量工作。但以往研究注重于沉积 物磷的形态分布，采用 Henry、Langmuir 和 Freundlich 等模型描述颗粒物对磷的吸附行为[10-13]，忽略了沉积 物自身吸持的可解吸磷[14-15]及吸附磷在沉积物中的形 态再分布问题。本研究以乌梁素海和岱海沉积物为吸 附剂，开展了 2 个湖泊沉积物对磷的吸附特征研究， 采用交叉型 Langmuir 模型描述了磷在 2 个湖泊沉积 物上的吸附行为，并厘定了吸附磷的形态再分布特 征，可为揭示水环境中磷的吸附/解吸机制，评价沉积 物内源释放风险，以及判识吸附磷再循环能力积累基 础数据，对深入探讨湖泊富营养化发生与控制机制及 内源负荷治理具有重要的参考价值。
湖泊沉积物氮磷赋存转化研究进展
缘乞科枚Journal of Green Science and Technology2021年3月第23卷第6期湖泊沉积物氮磷赋存转化研究进展邓延卽，王正文2"（1.江苏省环境科学研究院，江苏南京210036；2.东南大学土木工程学院，江苏南京210096；3.东南大学一蒙纳士大学未来城市联合研究中心，江苏苏州215123）摘要：指出了湖泊沉积物氮确赋存转化是水体富营养化的重要驱动因素，尤其在湖泊外源营养盐输入得到有效控制后，其内源过程将严重制约湖泊生态的修复。
因此，沉积物氮磷营养盐的研究对深入了解湖泊营养盐循环及湖泊富营养化治理具有重要意义。
对近30年（1991—2020）湖泊沉积物氮确赋存转化相关研究的文献进行了归纳总结，结果表明：沉积物氮磷营养盐的研究主要集中在其赋存形态、含量及分布特征、界面的迁移转化及其影响因素、水质和生态效应等方面，提出了未来还需要拓展同位素示踪等研究方法，加强多要素协同下彩响机制的研究。
关键词：湖泊沉积物；氮、磷；赋存中图分类号：X703文献标识码：A文章编号：1674-9944（2021）06-0066-061引言随着气候变化和人类活动不断增强，我国乃至全球众多湖泊面临生态退化，其中最突出的是湖泊富营养化问题。
引发水体富营养化的主要原因是氮、磷等营养盐的输入导致藻类大量繁殖、大型水生动植物死亡、水体缺氧等效应，破坏了湖泊的生态平衡切。
湖泊水体氮、磷营养盐来源十分广泛，主要分为外源和内源⑵。
生活污水、工业废水、农田径流、水产养殖废水等外源污染最先被关注，而湖泊内源污染的概念在1941年由英国的Clifford H.Mortimer"〕提出，指水体内部由于长期污染累积产生的污染再排放。
内源污染很多情况下被称为沉积物污染，通常指蓄积在沉积物中的污染物通过各种物理、化学和生物作用向水体释放并持续影响上覆水体的现象。
在外源输入得到一定程度的控制后，内源污染仍在很长一段时间内持续，甚至成为湖泊修复的决定性因素。
中国湖泊水域中磷形态转化及其潜在生态效应研究动态
中国湖泊水域中磷形态转化及其潜在生态效应研究动态
中国湖泊水域中磷形态转化及其潜在生态效应研究动态
天然水域,尤其是富营养的浅水湖泊,沉积物中磷的释放是蓝藻水华发生、形成和持续生长的重要因素.分析沉积物中磷的赋存形态转化及其潜在生态效应,有助于理解沉积物中磷的迁移转化过程及其与湖泊富营养化之间的关系.本文综述国内湖泊水域中磷的主要形态、来源和转化过程以及其生物有效性的研究进展.重点讨论了近5年来中国东部浅水湖泊沉积物磷的形态分析、转化和生物有效性评估的现状,以及沉积物中磷形态与浅水湖泊富营养化之间的潜在联系.
作者：黄清辉王磊王子健 HUANG Qinghui WANG Lei WANG Zijian 作者单位：黄清辉,王子健,HUANG Qinghui,WANG Zijian(中国科学院生态环境研究中心,北京,100085)
王磊,WANG Lei(中国21世纪议程管理中心,北京,100089)
刊名：湖泊科学ISTIC PKU 英文刊名：JOURNAL OF LAKE SCIENCES 年，卷(期)： 2006 18(3) 分类号： P3 关键词：中国湖泊磷形态分级分离生物有效性富营养化。
中国湖泊水体磷的赋存形态及污染治理措施进展
中国湖泊水体磷的赋存形态及污染治理措施进展摘要：湖泊是地球上重要的淡水资源，与人类生产密切相关，在流域自然物质循环以及社会经济和社会发展方面发挥着重要作用。
湖泊提供了多种功能，例如防洪、清洁水、气候调节、生物多样性养护、提供生物、水、航运和休闲旅行。
它们也是生态环境的重要组成部分，有助于平衡含水量、减少洪峰、地下水供应、气候调节等。
为维护区域生态安全作出贡献。
在过去50年里，湖泊的发展随着人类活动的增加和社会经济发展的增加而增加，湖泊生态系统的健康状况也在下降。
面对一系列环境问题，例如湖泊营养丰富、蓝藻的出现、大型水生植物的生物多样性、水生物多样性的减少和食物结构的简化，从而对区域的生态安全以及经济和社会发展产生重大影响．关键词：湖泊水体；磷污染；治理措施；引言随着社会经济的飞速发展和城市化进程的不断推进，湖泊富营养化问题尤为突出。
磷元素是导致湖泊富营养化的关键因子，去除湖泊中磷元素的主要形态-磷酸盐对于湖泊富营养化治理意义重大。
目前常用的除磷技术有化学沉淀法、生物处理法和吸附法。
化学沉淀法是通过药剂与磷酸盐形成沉淀达到除磷的目的，除磷效果容易受到水体pH的影响且药剂费用较高；生物处理法容易受到水体中COD影响；吸附法是通过吸附、离子交换等过程将水体中的磷转移到固体材料中达到除磷功效，其工艺操作简单，处理效果较好。
改性粘土、改性生物炭等在国内外除磷案例中应用较为广泛。
天然膨润土是以蒙脱石为主要成分的粘土矿物，因其具有较大的比表面积和较强的吸附能力而被广泛用于废水处理、土壤修复等领域。
1湖泊水体磷的赋存形态水中磷的存在形态影响其生物活性和在水环境中的迁移和转化。
深入了解磷的形态和含量分布有助于探讨磷在水中的迁移转化机制，制定相应的管理措施。
水体的磷浓度不是简单的输入、输出、沉淀、自净过程，而是受湖泊内外磷收支平衡、湖泊沉积物交换平衡、水体生物吸收、分解平衡等多种因素的控制。
水中磷的存在形式可以从物理和化学两个方面区分。
湖泊沉积物中氮磷源—汇现象影响因素研究进展
湖泊沉积物中氮磷源—汇现象影响因素研究进展杨赵【摘要】沉积物中氮磷是湖泊的重要污染源.近年来内源污染日益受到重视.相对湖泊上覆水而言,沉积物既是污染物的汇也是源,存在源-汇转换现象.文章就溶解氧、氧化还原电位、pH、氮磷元素形态、生物及风浪等因素对湖泊沉积物氮磷释放的影响研究结果进行了综述.指出目前研究主要存在的问题是室内模拟研究较多,野外原位研究较少;单项因子研究较多,多因子交互作用研究较少,研究结果不能有效指导内源治理.【期刊名称】《环境科学导刊》【年(卷),期】2017(036)0z1【总页数】5页(P16-19,29)【关键词】湖泊沉积物;内源;氮磷释放;源-汇【作者】杨赵【作者单位】云南环境工程设计研究中心,云南昆明650034【正文语种】中文【中图分类】X52近年来富营养化湖泊点源及非点源污染治理工作取得了突破性的进展，但湖泊水质并未明显好转，使得内源问题日益凸显。
在湖泊富营养化防治实践中，一般认为当外源得到有效控制后内源将成为上覆水氮磷主要的来源。
湖泊内源污染物主要来源于沉积物。
一方面进入湖泊的污染物随泥沙沉积于水体底部形成沉积物，是湖泊及其流域中营养盐及其它污染物的重要归宿和蓄积库，成为湖泊污染物的汇。
另一方面在一定的环境条件下湖泊沉积物中蕴藏的营养盐可以向上覆水体释放，成为内源。
有研究表明大多数湖泊在一年中至少经历一次沉积物的源-汇转换过程[1]。
源-汇转换现象比较复杂，受多种因素的影响。
本文根据已有研究结果对湖泊沉积物氮磷释放影响因素进行小结，以期为科学有效地治理湖泊内源污染提供参考。
沉积物潜在释放能力的大小主要取决于湖泊沉积物及其上覆水体的物理化学和生物特性的改变。
在湖泊底泥营养盐释放风险的研究中，沉积物的物理和化学特性(包括其含量和地球化学形态)是影响沉积物中氮磷营养要素迁移、转化以及生态效应的重要参数，同时沉积物蓄积的氮磷等养分元素向上覆水释放还受生物(藻类、水草、底栖动物)和水文气象因子的影响[2]。
062.湖泊氮磷赋存形态和分布研究进展
湖泊氮磷赋存形态和分布研究进展许萌萌1，2张毅敏2高月香2彭福全2汪龙眠2吴晗2，3(1.河海大学环境学院，南京210098，2.环境保护部南京环境科学研究所，南京210042，3.常州大学环境与安全工程学院213164）摘要：湖泊水体和沉积物中氮磷等营养盐的生物地球化学循环直接影响着湖泊的富营养化。
所以全面了解氮磷等营养盐的含量分布特征及其来源，为湖泊富营养化的成因及氮磷迁移转化提供了科学的依据。
目前，很多研究学者采用了野外采样、实验室分析和收集文献资料相结合的方法，研究了氮磷营养盐的形态含量及分布差异。
关键词：湖泊氮磷赋存形态分布特征Advances in chemical speciation and distribution of nitrogen and phosphorus in lakesXumeng Meng1,2Zhang Yimin2,Gao Yue Xiang2,Peng Fu Quan2,Wang Long Mian2,Wu Han2,3Environment Department of Hohai University,Nanjing210098,2.Nanjing Institute of Environmental Sciences of,Ministry of Environmental Protection,Nanjing210042,3.Environmental and Safety Engineering Department of Changzhou University213164)Abstract:The biogeochemical cycles of nitrogen and phosphorus in the lake water and sediment directly affect the eutrophication of the lake.Therefore,a comprehensive understanding of the content distribution and source of nitrogen and phosphorus can provide a scientific basis for the cause of eutrophication and the migration and transformation of nitrogen and phosphorus.Currently,many researchers using a field sampling, laboratory analysis and the collection method of combining literature studied the content and distribution differences of morphology of nitrogen and phosphorus.Keywords:Lakes Nitrogen and phosphorus Chemical speciation Distribution characteristics随着社会和经济发展，人为活动导致的湖泊污染已经成为当今世界面临的一个严重的环境问题，尤其是浅水湖泊的富营养化日益成为各国的主要环境问题。
水环境中氮磷形态分析方法研究进展
2008年4月Ap ril 2008岩 矿 测 试ROCK AND M I N ERAL ANALYSI S Vol .27,No .2137～140收稿日期:2007212214;修订日期:2008201231基金项目:国家自然科学基金项目资助(40103009,40573044);四川省杰出青年基金项目资助(20060616004);四川省学术与技术学科带头人基金项目资助([2005]390)作者简介:徐青(1982-),女,四川乐至人,分析化学专业硕士生,从事环境分析化学研究。
通讯作者:邓天龙(19662),男,四川仪陇人,教授,博士生导师,主要从事矿产资源综合利用和环境分析化学研究。
E 2mail:tldeng@isl .ac .cn 。
文章编号:0254-5357(2008)02-0137-04水环境中氮磷形态分析方法研究进展徐 青1,吴 怡1,廖梦霞1,邓天龙1,23(1.成都理工大学材料与化学化工学院,四川成都 610059;2.中国科学院青海盐湖研究所,青海西宁 810008)摘要:归纳总结了近年来国内外水环境中氮、磷形态分析方法的研究新进展,并着重介绍了氮、磷在水环境中赋存形态的分类、分析测定方法,这对于深入揭示水环境中氮、磷的赋存形态及研究环境与生物地球化学循环有着重要的指导意义。
关键词:水环境;形态分析;氮;磷中图分类号:X830.2;O655.6 文献标识码:AAdvances on Speci a ti on Analysis of Nitrogen and Phosphorusi n Aquati c Envi ronmentXU Q ing 1,WU Yi 1,L IAO M eng 2xia 1,D EN G Tian 2long1,23(1.Co llege o fM a te ri a ls and C hem is try &C hem i ca l Eng i ne e ri ng,C hengdu U n ive rs ity o f Techno l o gy,C hengdu 610059,C h i na;2.Q ingha i I n s titu te o f Sa lt La ke s,C h i ne se Academ y o f Sc i ence s,Xi n ing 810008,C h ina )Abstract:I n this paper,the recent devel opment in s peciati on analysismethods of nitr ogen and phos phorus in aquatic envir on ment both ho me and abr oad was revie wed .The classificati ons f or nitr ogen and phos phorus s pecies existed in aquatic envir on ment and relevant s peciati on analytical methodswere p resented in details .It is of the great significance f or evaluating the bi ol ogical effect on the envir on ment and de monstrating the bi ogeoche m ical cycle .Key words:aquatic envir onment;s peciati on analysis;nitr ogen;phos phorus生态环境中主要的营养元素是指碳、氮、磷、硅、钙等元素,其中氮和磷是水环境中动植物不可或缺的重要生源要素;但其过量的输入易产生水体富营养化、赤潮、蓝藻水华等重大生态环境问题。
水环境中磷的赋存形态、分析方法及除磷技术研究进展 2
贵州两湖一库湖泊沉积物中磷的含量刘从平摘要: 本文归纳了近年来人们在水环境中磷这一领域的研究进展，着重介绍了水层和沉积层中磷赋存形态的分类、提取及分析测定方法，概括了当今除磷技术研究现状，对水体中的磷污染做出了科学的分析及处理指向，并对以后的发展趋势作了展望。
这对于探索全球磷循环、揭示生态环境演化、有效减轻由磷带来的环境污染具有重要的科学意义。
关键词:水环境; 沉积物; 赋存形态；除磷技术Research Progress on Speciation Analysis of Phosphorus and dephosphorization technology inAquatic EnvironmentAbstract:This paper summarizes the in recent years people in water environment phosphorus in the study of this field, this paper introduces the progress in sedimentary phosphorus layers and the classification of geometrical shape, extraction, and determination methods, summarized the current research situation, dephosphorization technology of phosphorus pollution in water made scientific analysis and treatment on the later point, are discussd. This to explore global phosphorus circulation, reveal ecological environment evolution, effectively reduce the environment pollution brought by phosphorus has important scientific significanceKeywords: water environment; Sediment; Geometrical shape; Dephosphorization technology 一、前言磷是生物体不可缺少的元素之一，也是水生生态系统重要的生源要素之一。
磷在不同类型湖泊沉积物上的吸附特征及形态再分布研究_吕昌伟
磷在不同类型湖泊沉积物上的吸附特征及形态再分布研究_吕昌伟磷是水体中存在的一种重要的营养元素，它在湖泊生态系统中起着关键的作用。
然而，过量的磷会导致湖泊富营养化，引发水华和缺氧等环境问题。
因此，研究磷在湖泊沉积物上的吸附特征及形态再分布对于理解磷循环和湖泊富营养化的机制具有重要意义。
磷在湖泊沉积物中的吸附特征受到多个因素的影响，包括沉积物的物理和化学性质、水体中的磷浓度和pH值等。
磷在沉积物上主要通过两种机制进行吸附：化学吸附和物理吸附。
化学吸附是指磷通过离子交换和表面配位等作用与沉积物表面形成化学键，而物理吸附则是指磷以物理吸附的方式附着在沉积物表面上。
这两种吸附机制都与沉积物的特性密切相关。
磷在湖泊沉积物上的形态再分布是指磷在沉积物垂直剖面上的分布情况。
研究表明，磷在沉积物中的分布主要受到沉积速率和沉积物中有机质含量的影响。
较快的沉积速率会导致磷在沉积物表层积累，而较高的有机质含量则会促进磷的吸附和积累。
此外，湖泊富营养化也会加速磷的形态再分布，使得磷向沉积物中更深的层次迁移。
针对磷在不同类型湖泊沉积物上的吸附特征及形态再分布，研究者进行了一系列的实验和调查。
例如，通过采集不同类型湖泊的沉积物样品，利用批次吸附实验和同步辐射X射线荧光光谱等技术，研究人员发现，湖泊沉积物中的有机质含量与磷的吸附能力密切相关。
有机质含量较高的沉积物具有较强的磷吸附能力，容易积累较高的磷含量。
此外，研究还发现，湖泊富营养化会导致磷在沉积物中的迁移和再分布，使得磷向沉积物更深的层次迁移。
综上所述，磷在不同类型湖泊沉积物上的吸附特征及形态再分布研究对于理解磷循环和湖泊富营养化的机制具有重要意义。
这些研究结果不仅可以为湖泊富营养化的防治提供科学依据，还可以为湖泊生态系统的恢复和管理提供参考。
水环境中磷的赋存形态及其分析方法研究进展
２０１０年１０月Ｏｃｔｏｂｅｒ２０１０岩 矿 测 试ＲＯＣＫＡＮＤＭＩＮＥＲＡＬＡＮＡＬＹＳＩＳＶｏｌ．２９，Ｎｏ．５５５７～５６４收稿日期：２０１０ ０５ １０；修订日期：２０１０ ０７ １６基金项目：国家自然科学基金资助项目（４０１０３００９，４０５７３０４４）；四川省杰出青年基金资助项目（２００６０６１６００４）；四川省学术与技术学科带头人基金资助项目（［２００５］３９０）；国土资源地质大调查———地下水污染测试技术研究项目资助（１２１２０１０６３４６０７）作者简介：吴怡（１９８２－），男，四川成都人，博士研究生，从事环境污染化学方面研究。
Ｅ ｍａｉｌ：ｙｅｅｎ．ｗｕ＠ｇｍａｉｌ．ｃｏｍ。
通讯作者：邓天龙（１９６６－），男，四川仪陇人，教授，博士生导师，从事矿产资源综合利用和环境污染化学研究。
Ｅ ｍａｉｌ：ｔｌｄｅｎｇ＠ｉｓｌ．ａｃ．ｃｎ。
文章编号：０２５４５３５７（２０１０）０５０５５７０８水环境中磷的赋存形态及其分析方法研究进展吴 怡１，邓天龙１，２，３ ，徐 青１，郭亚飞１，２，廖梦霞１（１．成都理工大学材料与化学化工学院，四川成都 ６１００５９；２．天津科技大学海洋科学与工程学院，天津 ３００４５７；３．中国科学院盐湖研究所，青海西宁 ８１０００８）摘要：文章归纳总结了近年来国内外在水环境中磷的赋存形态这一领域的研究进展，着重介绍了水体和沉积物中磷赋存形态的分类、不同形态磷的前处理及其提取、分析测定方法，概括了其研究现状，并对以后的发展趋势作了展望。
这对于深入揭示水环境中磷的赋存形态及其环境与生物地球化学循环有着重要的指导意义。
关键词：水环境；沉积物；磷；赋存形态中图分类号：Ｘ８３０．２；Ｏ６５５．６；Ｏ６１３．６２；Ｐ６４１ 文献标识码：ＡＲｅｓｅａｒｃｈＰｒｏｇｒｅｓｓｏｎＳｐｅｃｉａｔｉｏｎＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＰｈｏｓｐｈｏｒｕｓｉｎＡｑｕａｔｉｃＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔＷＵＹｉ１，ＤＥＮＧＴｉａｎ ｌｏｎｇ１，２，３ ，ＸＵＱｉｎｇ１，ＧＵＯＹａ ｆｅｉ１，２，ＬＩＡＯＭｅｎｇ ｘｉａ１（１．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓ，ＣｈｅｍｉｓｔｒｙａｎｄＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｈｅｎｇｄｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｃｈｅｎｇｄｕ ６１００５９，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＭａｒｉｎｅＳｃｉｅｎｃｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＴｉａｎｊｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅ ａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｔｉａｎｊｉｎ ３００４５７，Ｃｈｉｎａ； ３．ＱｉｎｇｈａｉＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＳａｌｔＬａｋｅｓ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｘｉｎｉｎｇ ８１０００８，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｐｒｏｇｒｅｓｓｅｓｏｎｓｔｕｄｙｏｆｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓｓｐｅｃｉｅｓａｎｄｉｔｓｓｐｅｃｉａｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓｉｎｔｈｅａｑｕａｔｉｃｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｗｅｒｅｒｅｖｉｅｗｅｄ．Ｔｈｅｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｎｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓｓｐｅｃｉｅｓｉｎａｑｕａｔｉｃｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｎｄｓｅｄｉｍｅｎｔｓ，ｐｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔａｎｄｓｅｑｕｅｎｔｉａｌｅｘｔｒａｃｔｉｏｎｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓｆｏｒｖａｒｉｏｕｓｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓｓｐｅｃｉｅｓａｎｄｔｈｅａｎａｌｙｔｉｃａｌｍｅｔｈｏｄｓｆｏｒｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓｓｐｅｃｉｅｓｗｅｒｅｅｍｐｈａｔｉｃａｌｌｙｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｆｏｒｔｈｅｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓｓｐｅｃｉａｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓｗｅｒｅｓｕｍｍａｒｉｚｅｄａｎｄｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｔｒｅｎｄｓｉｎｔｈｉｓａｒｅａａｒｅａｌｓｏｐｒｏｓｐｅｃｔｅｄ．Ｉｎａｌｌ，ｉｔｉｓｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｉｍｐｏｒｔａｎｔｆｏｒｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇｔｈｅｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓｓｐｅｃｉｅｓｅｘｉｓｔｅｄａｎｄｔｈｅｂｉｏｇｅｏｃｈｅｍｉｃａｌｃｙｃｌｅｏｆｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓｉｎａｑｕａｔｉｃｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ．５３ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓｗｅｒｅｃｉｔｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ａｑｕａｔｉｃｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ；ｓｅｄｉｍｅｎｔ；ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ；ｓｐｅｃｉａｔｉｏｎ 磷是水生生态系统重要的生源要素之一，是动植物包括藻类生长、提供细胞能量不可缺少的营养元素［１－２］，也是细胞内一切生物化学作用的能量来源。
湖泊沉积物中氮磷源——汇现象影响因素研究进展
汇现 象 的影 响 １ ． １ 溶解 氧 和氧 化还 原 电位 溶 解 氧 和 氧 化 还 原 电位 是 一 对 密 切 相 关 的指
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ７—０ ２— ０ ３ 作 者 简 介 ：杨 赵 （ １ ９ ８ ２一） ，男 ，工 程 师 。
当水 体 中有 足够 的溶 解氧 时 ，湖水 一沉 积物 界
应 的重要 参数 ，同时沉积 物 蓄积 的氮磷 等养 分 元素
向上 覆水 释放 还 受生 物 （ 藻 类 、水 草 、底 栖 动 物 ）
和水 文气 象 因子 的影 响 。
１ 沉 积 物及 其 上覆 水 物 理 化 学 特 性 对沉 积物 源 一
物 的汇 。另一 方 面在一 定Leabharlann 的环境 条 件下 湖泊 沉积 物
标 ，溶 解 氧含量 高 表现 为氧化 状态 ，厌 氧条 件 下则
表 现为 还原 状态 。沉 积物 向上 浮水 释放 氮磷 主要是 通 过有 机质 分解 矿 化后 以可 溶态 由 间隙水再 释 放 到
上 覆水 中。含 氧量及 氧化 还 原 电位 的高低是 决 定有 机质分 解 快慢 和养 分元 素存 在形 态 的关 键 因 素 。所
中蕴 藏 的营养 盐 可 以 向上 覆 水 体 释 放 ，成 为 内源 。
有 研 究表 明大 多 数湖 泊在 一年 中至 少经 历一 次 沉积 物 的源 一汇 转 换 过 程 ¨ Ｊ 。源 一汇 转 换 现 象 比较 复
抑制底 泥 释放 ，也会 限制 间隙水 中 Ｐ Ｏ 卜 向上 覆水 中的扩散 。反 之 ，厌氧 条件 下将 加速 沉积 物 中污染 物释放 。室 内静 态 模 拟 研 究 结 果 表 明 ，溶 解 氧 ＜ ０ ． ５ ｍ ｇ ／ Ｌ的 厌 氧 状 况 能 加 速 沉 积 物 中 磷 的 释 放 ， 溶解 氧 ＞ ５ ． ０ ｍｇ ／ Ｌ的好 氧 状 况 则 抑 制 沉 积 物 中磷
《2024年干旱区浅水富营养化湖泊氮、磷营养盐时空分布及迁移通量研究》范文
《干旱区浅水富营养化湖泊氮、磷营养盐时空分布及迁移通量研究》篇一摘要：本文针对干旱区浅水富营养化湖泊的氮、磷营养盐的时空分布特征及迁移通量进行了系统研究。
通过对湖泊水体及底泥的采样分析，探讨了营养盐的空间变化规律和时间变化趋势，为湖泊富营养化的防治与生态修复提供了科学依据。
一、引言干旱区浅水湖泊因其独特的水文特征和生态环境，常面临富营养化问题。
富营养化是湖泊生态系统面临的重要环境问题之一，主要由于氮、磷等营养盐的过量输入导致。
近年来，随着气候变化和人类活动的加剧，干旱区浅水湖泊的富营养化问题日益严重。
因此，研究其氮、磷营养盐的时空分布及迁移通量具有重要的科学和实践意义。
二、研究区域与方法本研究选取了某干旱区典型浅水富营养化湖泊作为研究对象。
通过设置不同深度的采样点，采集水样和底泥样品。
利用化学分析方法测定水样和底泥中氮、磷的含量。
同时，结合遥感数据和现场观测，分析营养盐的时空分布特征。
三、氮、磷营养盐的时空分布特征1. 空间分布特征：研究发现在湖泊的不同区域，氮、磷的含量存在显著差异。
靠近湖岸及入湖河流口处，由于人类活动的影响，氮、磷含量较高；而湖泊中心区域由于水流缓慢，营养物质沉降较为明显，含量相对较低。
2. 时间变化趋势：通过对水样和底泥样品的季节性监测发现，随着季节的变化，氮、磷的含量也呈现明显的变化趋势。
雨季时，由于雨水冲刷作用，湖水中氮、磷含量有所增加；而旱季时，由于水体蒸发和生物活动的影响，底泥中氮、磷的释放量增加。
四、氮、磷营养盐的迁移通量1. 迁移途径：研究认为，湖泊中氮、磷的迁移主要通过水流、风力、生物活动等途径进行。
其中，水流是主要的迁移途径，风力作用在风力较大的季节较为明显。
2. 迁移通量：通过对湖泊水体和底泥中氮、磷的含量及迁移途径的分析，计算了氮、磷的迁移通量。
发现氮的迁移通量大于磷，这可能与氮在湖泊生态系统中的循环速度较快有关。
五、结论与建议本研究表明，干旱区浅水富营养化湖泊的氮、磷营养盐在空间和时间上均存在显著的分布特征和变化趋势。
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湖泊氮磷赋存形态和分布研究进展许萌萌1，2张毅敏2高月香2彭福全2汪龙眠2吴晗2，3(1.河海大学环境学院，南京210098，2.环境保护部南京环境科学研究所，南京210042，3.常州大学环境与安全工程学院213164）摘要：湖泊水体和沉积物中氮磷等营养盐的生物地球化学循环直接影响着湖泊的富营养化。
所以全面了解氮磷等营养盐的含量分布特征及其来源，为湖泊富营养化的成因及氮磷迁移转化提供了科学的依据。
目前，很多研究学者采用了野外采样、实验室分析和收集文献资料相结合的方法，研究了氮磷营养盐的形态含量及分布差异。
关键词：湖泊氮磷赋存形态分布特征Advances in chemical speciation and distribution of nitrogen and phosphorus in lakesXumeng Meng1,2Zhang Yimin2,Gao Yue Xiang2,Peng Fu Quan2,Wang Long Mian2,Wu Han2,3Environment Department of Hohai University,Nanjing210098,2.Nanjing Institute of Environmental Sciences of,Ministry of Environmental Protection,Nanjing210042,3.Environmental and Safety Engineering Department of Changzhou University213164)Abstract:The biogeochemical cycles of nitrogen and phosphorus in the lake water and sediment directly affect the eutrophication of the lake.Therefore,a comprehensive understanding of the content distribution and source of nitrogen and phosphorus can provide a scientific basis for the cause of eutrophication and the migration and transformation of nitrogen and phosphorus.Currently,many researchers using a field sampling, laboratory analysis and the collection method of combining literature studied the content and distribution differences of morphology of nitrogen and phosphorus.Keywords:Lakes Nitrogen and phosphorus Chemical speciation Distribution characteristics随着社会和经济发展，人为活动导致的湖泊污染已经成为当今世界面临的一个严重的环境问题，尤其是浅水湖泊的富营养化日益成为各国的主要环境问题。
工农业废水大量排放，湖泊流域的水体及沉积物的污染问题日益突出，养殖水体尤为严重。
水体氮磷营养盐含量过高易引发自身及外部水域的富营养化，严重时导致赤潮或水华频发。
沉积物承载着湖泊营养物质循环的中心环节，一方面对上覆水体起到净化水质的作用，另一方面又不断向上覆水释放营养盐发挥着营养源作用。
沉积物氮磷主要来源于水体中颗粒有机物的沉降积累。
水体中的氮磷进入沉积物都是要经过“沉降-降解-堆积”的3个阶段，自上而下呈现逐渐变小的趋势。
但是由于各个地方物质来源组成、水动力环境、生物化学条件及生物种群等不同，使其含量在垂直分布变化上产生波动，从而反映出不同区环境的不同变化。
上覆水的氮磷进入到沉积物中后，会发生明显的形态转化和再迁移作用，其“活性”取决于氮磷在沉积物中的形态[1]。
当外源负荷受到控制后，沉积物作为内源污染源，其氮磷还可通过间隙水和上覆水进行物理、生物化学交换[2]。
因此了解沉积物中的氮磷赋存和分布对防治富营养化，控制内负荷具有重要意义。
养殖水域氮磷的赋存形态分布比较复杂，相关的研究很少。
由于过量的污染物的排放，在低水位时期会超过洞庭湖湖自身净化的能力而对栖息于湖内的生物造成严重影响并危害到其生存[3]。
根据国内外调查研究的相关文献资料，湖泊流域的氮磷形态研究不仅仅局限在湖泊中，湖泊周边河流也逐渐受到关注。
对湖泊流域水体及沉积物的氮磷形态及分布作一个详尽的阐述。
对未来的研究方向进行了展望。
1氮的赋存形态1.1水中氮的赋存形态水体中的氮主要以有机氮和无机氮两种形态存在，无机氮指氨氮，硝态氮和亚态氮，它们一部分是由有机氮经非生物分解转化而成，另一部分则来源于农业农田排水，地表径流水，地下水和雨水，以及某些工业废水和城市生活污水等，氮绝大部分是以溶解态进入湖泊的；有研究认为面源是巢湖氮、磷负荷的主要来源，占全湖输入量的74%和68%，而这其中通过入湖河流进入巢湖水体氮、磷负荷分别为76.9%和69.5%[4]。
1.2沉积物中氮的赋存形态陆源输入、浮游植物死亡、动物遗体及排泄物等是沉积物中氮的主要来源。
沉积物氮形态可分为有机态和无机态。
有机氮含量占主要地位，主要是蛋白质、核酸、氨基酸和腐殖质四类，大部分是腐殖质，以颗粒有机氮的形式进入沉积物，有机氮必须经过底质微生物转化成为无机态氮才能被水生生物利用。
大部分颗粒氮最终会被矿化。
NH 4+—N 作为有机氮矿化产物有3个可能的出路:一是扩散到上覆水中刺激藻类的生产，二是在硝化细菌的作用下转化为硝酸态氮，从而有可能发生反硝化作用，转化为不能被大多数藻类直接利用的N 2。
，三是进入沉积物的无机氮NH 4+—N 库中[6]。
无机氮是水体中生物繁殖生长所必需的营养成分。
无机氮占的比例很小，无机态氮又可分为固定态氮和可交换态氮等，固定态氮主要是氨态氮，固定在矿物晶格内，一般不能被水或盐溶液提取[7]。
可交换态氮主要是氨态氮和硝态氮，氨态氮以可交换态存在，硝态氮以可溶形式存在，能直接被初级生产者吸收用于光和作用，对湖泊生态系统具有重要的生态学意义[8]。
溶解态交换性氮通过分子扩散可以迅速在溶液介质中迁移，这是沉积物和上覆水体之间氮素交换的主要方式[9]。
固定态铵可能是湖泊沉积物埋藏过程中主要的氮积蓄库[10]。
有研究认为，表层沉积物全氮含量明显高于下部沉积物，随着沉积深度的增加，全氮含量迅速下降，达到一定沉积深度后则相对稳定，而沉积物交换性氮在沉积物中的分布则受到全氮含量和埋藏环境的双重控制，氨态氮含量往往随着底泥的深度而增加[7]。
初步研究表明，滇池沉积物的全氮含量平均为沉积物干重的0.41%～0.54%，按照表层>中层>底层分布，这与其它湖泊沉积物氮的分布趋势相一致。
1.3氮在沉积物-水界面的迁移和转化氮在沉积物-水体界面的迁移和交换是一个复杂的生物化学过程，硝化和反硝化作用是沉积物-水界面氮迁移和交换的主要形式[11]。
水土界面的硝化和反硝化反应是垂向分层进行的，受沉积物中可渗透的氧气含量的影响，硝化和反硝化反应只在沉积物顶部厚度仅几厘米的薄层内发生[12]。
由于水－沉积物界面发生的硝化和反硝化反应是垂向分层进行的，大部分有机质降解以及硝化和反硝化反应发生在沉积物顶部，研究湖泊沉积物中氮的赋存形态和垂直剖面分布状况是准确理解沉积物－水系统中氮素地球化学循环及其环境影响的前提。
2磷的赋存形态2.1水中磷的赋存形态水体中的磷主要形态有溶解态的PO 33-、HPO 42-、H 2PO 4-，及有机小分子磷化合物；以颗粒态进入河流的有磷灰石态的Ca 5(PO4)3F、磷酸铁、磷酸铝、磷酸钙，被吸附在其他矿物和有机物上的磷酸盐以及含磷的复杂有机物。
营养元素中磷约有一半以溶解态，另一半以颗粒态进入。
以颗粒态进入的磷只有一小部分是以正磷酸盐形式进入，是生物立即可以利用的磷；其余部分溶解态磷、颗粒态的生物可利用态磷及有机态悬浮态磷可以逐步地以正磷酸盐的形式释放出磷元素，是生物体潜在可以利用的磷[5]。
2.2沉积物中磷的赋存形态沉积物磷是以多种复杂的结合形式存在的，沉积物中磷形态通常分为水溶性磷(LP)、铝磷(Al-P)、铁磷(Fe-P)、钙磷(Ca-P)、闭蓄磷(O-P)、有机磷(Org-P)等6种化学形态[13]。
该分类方法被称为C-J 法。
目前国内关于磷形态分析方法较多，但基本都是参照国外研究发展的方法，如SEDEX 连续提取法[14]、螯合剂EDTA 连续提取法[15]、SMT 标准测试程序[15]等。
不同分级分离方法导致各个沉积物磷形态可比性不是很强。
国内学者参照国外研究的方法加以改进、修正和完善，使之适用不同的水域沉积物分析。
目前朱广伟秦伯强改进的SEDEX 分级方案引起诸多学者的关注和讨论，认为其对促进国内水域沉积物磷形态调查、研究和区域对比具有重要意义[16]。
2.3磷在沉积物-水界面的迁移和转化沉积物中的磷主要来自上覆水体中颗粒的沉降和吸附作用，其中一部分作为惰性物质而简单地以最初的形式埋藏在沉积物中，其余的则通过分解或溶解作用释放磷酸盐到沉积物间隙水中。
湖泊沉积物与水体之间磷的交换过程十分复杂，它包括磷的生物循环，含磷颗粒的沉降与再悬浮、溶解态磷的吸附与解吸附、磷酸盐的沉淀与溶解等物理、化学、生物过程及其相互作用。
沉积物磷的释放是指磷的输入通量与输出通量之间的差值。
磷从底泥释放到湖水中主要通过两个过程，颗粒态磷的活化和溶解态磷的扩散传输过程，这一过程受许多环境因素的影响，如温度、pH、氧化还原电位等。
溶解态磷的扩散传输过程主要包括溶解态磷和间隙水向上的流动过程、间隙水中溶解磷的扩散过程以及湖水与沉积物在界面的混合交换过程，其中扩散是最主要的传输过程。
一些湖泊中外源性磷的降低并不一定立即导致湖泊内生物量的降低和营养状态的改善，可能是底泥中的营养元素的溶出及某些湖水水体中磷的浓度超过了藻类生长的阈值所致。
3.水中氮磷的分布及影响因素3.1水中氮和磷的分布近年来水域富营养化问题特别是与氮磷形态相关研究较多。
不同的湖泊河流有着不同的生态类型，它们的分布存在显著的差异性。
如太湖，位于全国人口最稠密、工农业生产最发达的地区。
太湖水体中氮、磷空间分布规律.结果表明,太湖水体中各种形态氮、磷的空间分布呈现出非均一性特征,梅梁湾、竺山湾、贡湖湾、西岸区和湖心区水体中总氮、总磷浓度显著高于其他湖区,溶解态氮/磷、碎屑氮P磷的空间分布规律与总氮/磷的基本一致[17]。