沉积物中磷形态与湖泊富营养化的关系
水体沉积物中磷形成规律
水体沉积物中磷形成规律
随着国家政策支持和引导力度的加大,太湖富营养化的治理逐见成效,对太湖富营养化的研究也逐步由外源性的污染控制转移到对内源性污染的关注,但外源性污染的控制依然不容忽视.太湖流域污染性工业已经得到一定控制,但流域内生活污水、农业面源污染仍未得到有效的控制,而这些污染物均通过入湖河流排入到太湖中.太湖流域内村镇级的河流特别是断头浜均与入湖河流水系相通,而这些河流长期受到沿岸农业面源污染、生活污水和人畜废水的影响,蓄积了大量的营养物质,底泥淤积严重,有些则形成黑臭河流,对下游河流及湖泊的水体生态系统构成重要的影响;此外,这些河流平时成为环保部门监测和治理的盲点区域,第一手资料仍然十分匮乏,因此,要从污染源头抓起,使外源性污染得到一定控制.
沉积物是磷等营养物质的重要蓄积库,既可作为“汇”收集来自上覆水体中沉降、颗粒物、运输等多种途径带来的污染物;也可在特定的环境条件下,沉积物作为“源”将污染物再次释放到上覆水体中,从而引起水体二次污染.因此,对深受外源性污染影响的村镇级的河流特别是断头浜给予关注外,其河流的内源性污染也不容忽视.沉积物作为内源性污染的重要来源之一,是构成黑臭河流中重要的一部分.掌下浜(北段)是太滆南运河下游的自然支流之一,沿途与数条断头浜相连,流域内由于农村居住分散,加上农村集体经济实力有限,缺乏有效管理和技术处理能力,基本无完整的生活污水收集系统和处理设施,农村生活污水、农业退水直接排入现有排水沟渠塘及河道,导致河流污染日益严重,加上河道沉积物中污染物含量高,严重影响了太湖水质.同时,目前对湖泊、入湖河流、入湖河口、城市内河及湖泊的外源性污染控制的研究较多,但对农村地区的黑臭河流、断头浜的沉积物污染状况从外源和内源两方面研究相对较少.。
富营养化湖泊沉积物磷原位控制技术
富营养化湖泊沉积物磷原位控制技术标题:富营养化湖泊沉积物磷原位控制技术:一种有效的湖泊管理方法导语:富营养化湖泊是当前世界范围内普遍存在的环境问题之一。
富营养化湖泊的沉积物是其中一个重要的磷储量,而磷是引起富营养化湖泊水体富营养化的主要因素之一。
磷原位控制技术备受关注。
本文将介绍富营养化湖泊沉积物磷原位控制技术的原理、应用、效果以及展望,旨在通过对该技术进行深入分析,为湖泊富营养化治理提供一种具有实际应用价值的方法。
一、磷与富营养化湖泊的关系磷是生物生长过程中的一种关键营养物质,常见于陆地和水体中。
在水体中,磷主要以有机磷和无机磷的形式存在,其中无机磷是湖泊水体中存在的主要形式。
富营养化湖泊的沉积物中富集了大量的磷,这些磷会通过水体的再循环、底泥悬浮、光合作用等途径进入水体中,从而导致湖泊的富营养化。
控制富营养化湖泊沉积物中的磷含量成为了一项重要任务。
二、富营养化湖泊沉积物磷原位控制技术的原理富营养化湖泊沉积物磷原位控制技术是一种通过添加磷吸附剂来控制沉积物中磷含量的方法。
该技术的原理是在湖泊底泥层中添加磷吸附剂,使其与底泥中的磷形成化学反应,从而将底泥中的磷固定住,阻止其进入湖泊水体中,达到控制磷循环的目的。
通过添加磷吸附剂还能够改变沉积物的物化性质,减缓底泥中磷的释放速率,延缓湖泊水体的富营养化进程。
三、磷原位控制技术的应用与效果1. 应用范围磷原位控制技术广泛应用于富营养化湖泊的治理中。
无论是城市湖泊、农田水库还是饮用水源湖等类型的湖泊,都可以利用磷原位控制技术来控制湖泊沉积物中的磷含量,减缓湖泊富营养化的进程。
2. 控制效果磷原位控制技术的应用能够显著降低湖泊沉积物中的磷含量,减少磷向水体释放的速率。
研究表明,在经过磷原位控制技术处理后的湖泊中,水体中总磷和溶解性无机磷的浓度均得到了明显的降低,水质得到了改善。
四、个人观点与理解磷原位控制技术作为一种有效的湖泊管理方法,我对其前景感到乐观。
富营养化湖泊沉积物磷原位控制技术
富营养化湖泊沉积物磷原位控制技术1. 富营养化湖泊问题富营养化湖泊是指湖泊中富含大量营养物质,特别是磷和氮物质,这些物质会导致湖泊水体变得浑浊、富营养化程度加剧。
其中,磷是引起富营养化的主要因素之一。
富营养化湖泊水质的恶化会导致水体富营养化、蓝藻大量繁殖、水体缺氧等问题,对水生态环境产生严重影响。
2. 沉积物磷原位控制技术针对富营养化湖泊中的沉积物磷问题,科研人员提出了沉积物磷原位控制技术。
该技术主要通过改变湖泊中沉积物内磷素的形态和有效性,达到控制湖泊中磷素迁移和释放的目的。
这种技术在治理富营养化湖泊中的沉积物磷问题方面具有较好的应用前景。
3. 基本原理沉积物磷原位控制技术的基本原理是通过改变湖泊沉积物中磷的形态,将容易被水体吸收的无机磷转化为难以迁移的有机磷,或者将磷固定在沉积物中,减少其在水体中的释放。
这样可以有效控制湖泊中磷的循环和释放,从而改善湖泊的水质。
4. 技术手段在实际应用中,沉积物磷原位控制技术可以采用多种手段,例如生物修复技术、化学沉淀技术、微生物降解技术等。
这些手段可以有针对性地改变沉积物中磷的形态,达到控制磷释放的目的。
结合湖泊的实际情况,选择合适的技术手段进行应用,可以取得更好的效果。
5. 个人观点和理解就我个人而言,我认为沉积物磷原位控制技术是一种有效的手段,可以在一定程度上解决富营养化湖泊中的沉积物磷问题。
然而,该技术在实际应用中还存在一些挑战,例如技术成本高、操作复杂等问题,需要进一步研究和改进。
结合其他治理手段,如水体循环调控、生态修复等,可以更全面地解决富营养化湖泊问题。
总结回顾沉积物磷原位控制技术是一种针对富营养化湖泊中的沉积物磷问题提出的有效技术手段。
通过改变沉积物中磷的形态和有效性,可以有效控制湖泊中磷的释放,改善水质环境。
然而,该技术在实际应用中仍需进一步研究和改进,以解决存在的挑战。
结合其他治理手段,可以更全面地解决富营养化湖泊问题,达到水质保护和生态恢复的目标。
底泥营养盐的释磷对富营养化湖泊的影响
( 南京信 息工程 大 学 ,江 苏 南京
摘
悦
20 4 ) 10 4
要 : 营 养 化 是 中 国湖 泊 的重 大 环 境 问题 。当 湖 泊 的 污 染 外 源 受 到 控 制 以 后 , 富 由于 沉 积 物 ( 泥 ) 营 养 盐 内 负荷 底 中
的 存 在 和 释 放 , 泊 仍 然 可 以发 生 富 营 养 化 。底 泥 营 养 盐 就 成 为 湖 泊 富 营 养 化 的 主 导 因 子 , 别 是 溶 解 态 的 磷 会 逐 步 释 湖 特
a d r la e o nn rla n n re s i e i n . e utin si e me c me h e dig f co ft a u rphc to n ee s fi e o dig utint n s d me t Th n n re t n s di ntbe o s t e la n a tro he lke e to ia in.
放 , 为 水 体 富 营 养 化 的 主 导 因 子 。 沉 积 物 中 磷 的 循 环 在 一 定 程 度 上 决 定 着 富 营 养 化 的 进 程 , 水 体 磷 含 量 有 深 刻 的 影 成 对
响 。结 合 国 内外 研 究 动态 , 底 泥 磷 形 态 、 释放 与水 体 水 质 的 关 系 作 了 概 述 , 对 底 泥 磷 释 放 的 研 究 方 向 以 及 控 制 湖 泊 对 磷 并
维普资讯 ຫໍສະໝຸດ 第2 0卷 第 1 期 2007 年 2 月
污
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治
技
术
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P0LLUTI ON CONTROL TECH NOLOGY
沉积物中营养盐循环与水体富营养化
沉积物中营养盐循环与水体富营养化一、沉积物中营养盐循环概述沉积物作为水体生态系统的重要组成部分,对水体中营养盐的循环起着至关重要的作用。
沉积物中的营养盐循环是一个复杂的生物地球化学过程,涉及营养盐的吸收、释放、转化和迁移等多个环节。
这一过程不仅影响着水体的生产力,还直接关系到水体富营养化的发生和发展。
1.1 沉积物中营养盐的来源沉积物中的营养盐主要来源于地表径流、大气沉降、水生生物活动以及人类活动等。
地表径流携带着土壤中的营养物质进入水体,是沉积物中营养盐的主要来源之一。
大气沉降则通过降雨、风等自然过程将大气中的营养物质输送到水体中。
水生生物的活动,如排泄、死亡和分解,也会向沉积物中释放营养盐。
此外,农业、工业和生活污水的排放也是沉积物中营养盐的重要来源。
1.2 沉积物中营养盐的形态沉积物中的营养盐主要包括氮、磷、硅等元素,它们以不同的化学形态存在。
氮主要以氨氮、亚硝酸氮、硝酸氮等形式存在;磷则以溶解态磷和颗粒态磷的形式存在于沉积物中;硅则主要以溶解态硅酸盐的形式存在。
这些不同的形态对沉积物中营养盐的生物有效性和迁移性有着显著的影响。
1.3 沉积物中营养盐的生物地球化学循环沉积物中营养盐的生物地球化学循环是一个动态平衡过程。
在这一过程中,微生物、植物和动物等生物体通过摄取、代谢和排泄等活动,不断地改变着营养盐的形态和浓度。
同时,物理化学作用,如吸附、解吸、沉淀和溶解等,也在营养盐循环中发挥着重要作用。
这些生物地球化学过程共同维持着水体生态系统的稳定。
二、水体富营养化现象及其影响水体富营养化是指由于营养盐输入过量,导致水体中浮游植物过度繁殖,从而引起水体透明度下降、溶解氧降低等一系列生态问题的过程。
水体富营养化不仅影响水体的生态平衡,还对人类健康和经济发展造成负面影响。
2.1 水体富营养化的原因水体富营养化的主要原因是营养盐输入过量。
这包括农业施肥、工业和生活污水排放、城市化进程中地表径流的增加等。
湖泊中磷的循环特征及富营养化发生潜势
某城市湖泊中磷的循环特征及富营养化发生潜势周启星!,俞洁",陈剑#,林海芳#(!$中国科学院沈阳应用生态研究所陆地生态过程重点实验室,沈阳!!%%!&,’()*+,:-./01+2+34"%%#!5*.//$6/);"$浙江省环境监测中心站,杭州#!%%!";#$浙江大学环境与资源学院,杭州#!%%"7)摘要:通过对浙江省临海市东湖水体磷元素的输入与输出途径与通量、磷元素在湖泊环境中的循环特征以及磷循环对水温上升的响应分析,并基于对该水体从"%%%年开始隔年进行各参数的观测,表明"%%%年以来磷输入年平均增量为%8%%9"%8%%7)4/:,水中叶绿素*平均年增%8!;"%8</:,透明度年平均下降%8#="%8;7),溶解氧年平均下降%8"!"%89!)4/:$并依此建立了反映湖泊富营养化发生潜势的这些主要代表性参数与湖水中总磷含量之间的相关关系,揭示了可以通过从磷物质单因子的变化预测所引起的其它因子变化之间的关系来综合判断湖泊的营养状态,从而为减少湖泊富营养化的发生、提高湖泊水质提供科学依据$关键词:磷循环;富营养化;湖泊;水质;营养物污染中图分类号:><";文献标识码:?文章编号:%"<%(##%!("%%;)%<(%!#=(%<收稿日期:"%%#(%7(!%;修订日期:"%%;(%#(%&基金项目:国家杰出青年科学基金项目("%""<9"")作者简介:周启星(!7&#"),男,研究员,博士生导师,主要研究方向为污染生态化学、毒理生态学和城镇环境工程等$!"#$%&’!()*)#+,*%-+%#-./0(.-1(.*2-%&)3*4)&5)6,)&78+-92+*.1(%#)+%.&0.+,&+%)$%+"-@A B C +(2+34!,D BE +F ",G @’HE +*3#,:I H@*+(J *34#(!$K F 5:*L /M *N /M 5/J O F M M F P N M +*,’6/,/4+6*,Q M /6F P P ,I 3P N +N 0N F /J ?R R ,+F S ’6/,/45,G .+3F P F ?6*S F )5/J T 6+F 36F P ,T .F 35*34!!%%!&,G .+3*’()*+,:-./01+2+34"%%#!5*.//$6/);"$-.F U +*34G F 3N M *,T N *N +/3/J 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+/3一个城市湖泊的水质状况与富营养化潜势,可以指示该城市的环境质量好坏与演化趋势,体现该城市人类活动的强度与保护环境之间的关系[!]$特别是城市湖泊中磷的循环,可以表征湖泊富营养化及水质恶化的全部过程[",#]$因为,湖泊由生产力较低的贫营养状态向生产力较高的富营养状态转变的现象,这是一个连续的营养状态发展的生态过程$实质上是湖水中自养型生物(主要是浮游植物)在水中建立优势的过程,由于大量藻类的过度繁殖,使水中总磷和叶绿素*等明显增加,进而引起湖水透明度降低、下层水中的氧消耗过程加剧$而湖泊富营养化的发生,在大多数情况下,是由于湖水中磷的负荷量增加的原因所致[#"=]$本文以浙江省临海市东湖为例,对其磷的循环及其特征进行分析,并通过湖水叶绿素*浓度、透明度和深层溶解氧与湖水总磷浓度之间相互关系的建立,探讨该湖泊富营养化发生的潜势,为有效地控制、防止湖泊富营养化发生及其导致的危害提供实验数据积累与理论基础[="!#]$=材料与方法=>=采样对东湖整个水体按照面积平均划分原则进行布点采样,!号点为东湖前湖右侧,"号点为东湖前湖左侧,#号点为东湖后湖右侧,;号点为东湖后湖左侧,<号点为儿童乐园前,&号点为儿童乐园后$分别采于"%%%、"%%!、"%%"和"%%#年;月!<日,采样时第"<卷第<期"%%;年7月环境科学’H \I Y A H W ’H O ?:T G I ’H G ’\/,$"<,H /$<T F R $,!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!"%%;间均相隔!"#各采样点采样量为水样$%%&’,取回实验室于冰箱冷藏保存,备用#!"#分析方法水样总磷含量,先以二硫酸钾()%*(体积分数)硫酸消化样品后,然后采用酸性钼蓝比色法进行测定[),!%];水样中的藻类经过滤后用+%*丙酮溶液提取叶绿素",测定吸光度,计算含量[)!!$];采用塞氏盘法,测定透明度;采用碘量法,测定水样溶解氧(,-)[),!$]##结果与讨论#"!磷循环特征##!#!输入途径对东湖水进行年际间系统分析表明,从.%%%年到.%%)年,湖水中总磷平均含量逐年上升(表!),隔年增量分别为%/%%+、%/%%0和%/%%+&1/’#.%%)年与.%%%年相比,表明总磷有所提高,平均来说,相当于每’水总磷增加了%/%.$&1,年递增率为%/%%2)&1#从各采样点来看,除)号样点呈波动略有下降外,其余各点均逐年有所增加#调查表明,这部分增加的磷,主要在于:"周围及公园内居民生活污水排入;#降水或降尘输入的磷;$水生植物死亡腐烂释放的磷#由于东湖系人工开凿的小型湖泊,没有大量新鲜水替换,加上地处市中心,周围及公园内居民大量生活污水排入,成了该湖泊中磷的主要人为污染来源#分析表明,周围及公园内居民生活污水中总磷含量达到3/0!!!/. &1/’,为.%%)年湖水总磷平均值的.%/!!))/$倍;而降水中总磷含量为%/%!0!%/%)3&1/’,大大低于湖水中总磷含量#可见,降水有利于湖水中磷的稀释#表!浙江省临海市东湖水中总磷浓度/&1·’4!5"678!59:"7;<9=;<9>?=@AB":8>9C:<8D"=:’"E8@A’@A<"@F@:G,H<8I@"A1J>9K@A L8/&1·’4!采样年份!号.号)号M号$号3号平均.%%%%#)!)%#.+2%#)%)%#).!%#.++%#)!0%#)%+ .%%!%#).+%#)%!%#)!)%#)M.%#.+2%#).M%#)!2 .%%.%#)))%#)!.%#)%0%#)$)%#)%)%#)M)%#).$ .%%)%#)M$%#).3%#.+2%#)30%#)!.%#)$M%#))M##!##输出途径东湖并非是一个封闭系统,有磷的输入,自然也有磷的输出#调查表明,在东湖,磷的输出途径主要有:"排水或地下渗漏;#底泥吸附或沉积;$鱼类吸收;%水生植物吸收等#进入东湖的磷,其中在水中溶解的无机态和有机态的磷被第一营养级的生产者所摄入,包括浮游生物以磷酸态的磷作为营养盐加以吸收利用,以及鞭毛藻类等摄取有机态磷[.]#浮游生物把这些可摄取的磷吸入体内,成为湖水临时的输出途径#由于排水主要发生于大量降水季节,降水不仅有利于湖水中磷的稀释,还使一部分磷从湖泊内部得以向外迁移###!#$循环湖泊中磷的循环是一个非常复杂的生态过程#除上述输出、输入途径外,新产生的各级营养者以分泌物、排泄物等形式放出磷,并产生死骸和分解产物,在细菌分解它们的同时,磷又回复到水中及堆积物中#这样,从底泥到水中,磷物质再溶出到系统中[.]#根据一些大致的估算和相关测定获得的一些基础数据,对该湖泊磷的输出和输入通量[.,),!%,!3]进行了大致推算,具体为:"根据湖泊中藻类植物每年的生物量估算值及其总磷浓度实测平均值,推算了藻类对磷的吸收通量;#根据藻类死亡残体生物量估算值及其总磷浓度实测平均值,推算了藻类死亡残体磷的通量;$根据底泥每年产生量估算值及其总磷浓度实测平均值,推算了湖泊中磷的沉积通量;%根据底泥每年产生量估算值和底泥中藻类有效磷N N J[!%]含量,推算了底泥磷的释放通量;&根据鱼类年排泄量估算值及排泄物中总磷实测值,推算了排泄通量;’根据死亡鱼类生物量估算值及其总磷实测值,推算了因鱼类死亡进入湖泊中磷的通量;(根据地下水下渗量估算值及其总磷实测值,推算了因渗漏从湖泊中输出的磷通量;)根据湖泊外排水量的估算值及其总磷实测值,推算了因排水输出的磷通量#基于这些大致的估算,可得图!比较完整的该湖泊生态系统磷循环的基本模式#其中,降水的输入小于排水的输出,向底泥中的沉积大于底泥的释放,生物的摄取与排出大致相平衡#因此,如果排除污水的输入通量,该湖泊生态系统中磷的循环基本呈亏缺的状态#也就是说,从理论上来讲,如果该湖泊没有污水的输入,就不会发生湖泊的富营养化现象#因此,控制污水排入该湖泊对于该湖泊的“生命”维持与可持续发展具有重要意义###!#%磷循环对水温上升的响应湖泊水温对磷循环的影响包括化学、生物和物理)个方面的作用,通过改变底泥与湖水之间的磷平衡关系得以实现#具体地说,当湖泊水温升高时,+)!$期环境科学藻类等生物繁殖加快,增加了对磷的需求!同时,水生生物活动加剧,也促进了底泥磷的释放!图!磷在临海市东湖水生生态系统中的循环(括号中的数值为各通量之间的相对比值)"#$!%&’()#*$+,-.,/01,201,342#*51.6725897:.7;475#(.(,2’25.+,/9#*17#’(<7)4.2#*073.*51.2#273.3.)75#<.375#,2=.5>..*(’()#*$/)4?.2,/01,201,342#*51.)7:.)"#"富营养化发生潜势分析"!"!!叶绿素7与总磷表@为临海市东湖水中叶绿素7浓度近A 年变化,总的趋势是呈逐年增加!其中,@B B B 年含量范围为B C %D A !B C %A E "$/9,@B B D 年含量范围为B C %D F !B C %F D "$/9,两者相比,下限增幅不大,上限增幅较多!@B B D 年与@B B B 年相比,平均每升水中叶绿素7浓度增加了B !B %G "$!表"临海市东湖水中叶绿素$浓度/"$·9H %I 7=).@&,*(.*5375#,*,/(1),3,01’))7#*51.672597:.>75.3,/9#*17#’/"$·9H %采样年份%号@号D 号A 号G 号J 号平均@B B B B !%A D 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B @&1)7L B !G B A [I M ]P B !B %D G J B !E J D !B !B B G @B B D&1)7L B !G F E [I M ]P B !B A B DJB !E @B!B !B B G"!"!"透明度与总磷水的透明度是湖水水质的重要指标[%K ]!湖水中浮游植物增殖,叶绿素7增加,会造成透明度的下降!表A 为临海市东湖水的透明度变化!其中,@B B B 年的透明度范围值为B C A B !B C J B +,@B B D 年的透明度范围值为B C @F !B C G %+!与@B B B 年相比,@B B D 年的平均透明度下降了B C %%+,表明在这A 年当中,该湖泊水质正在向变坏方向发展!除D 号和A 号样点透明度变化有所波动外,其余各点均呈逐渐下降趋势,从而导致平均透明度的下降!由于叶绿素量随湖水总磷量的增加而增加,故不难推断总磷与透明度之间存在负相关关系!通过表A 和表%回归分析,进一步证实了这一负相关关系的成立(图D ),其关系式如(@)式:BA %环境科学@G 卷!"#$%&’()[*+],)’-((!"./,#."0$10),%!0$002)(.)式中,!"#为透明度(3),[*+]同上’该关系式表明这/年间隔中透明度与总磷之间的负相关关系,其原因应该为湖水中浮游植物增殖,叶绿素4增加,造成透明度的下降’对.000!.00&年按照各不同年份水中透明度与总磷之间进行回归也表明:当水中总磷含量越高,其透明度则随之下降,它们分别呈显著直线负相关关系(表2)’可见,湖水透明度变化也受到总磷的控制’表!临海市东湖水的透明度变化/3*456"/7849:";<9=8"=>49;?4>"9#"@A =8"B 4;=C 4D "E 4="><9C <984<7<=F/3采样年份)号.号&号/号2号-号平均.0000’/20’-00’200’/00’2G 0’/.0’/(.00)0’&(0’2&0’/-0’/)0’2/0’&(0’/2.00.0’&)0’/G 0’2&0’&-0’2)0’&G 0’/&.00&0’.10’&G0’2)0’&.0’/10’&)0’&1图"临海市东湖水透明度与总磷的负相关关系H <:’&I "9">469":4=<J "#@>>"64=<@9>"64=<@9;8<?5"=E ""9=8"49;4>"9#"49K =@=46?8@;?8@>L ;<9=8"B 4;=C 4D "E 4=">@A C <984<7<=F 表#近!年来临海市东湖水透明度与总磷之间的相关关系*456"2M 99L 46>"64=<@9;8<;5"=E ""9=8"=>49;?4>"9#"49K =@=468@;?8@>L ;<9=8"B 4;=C 4D "E 4=">@A C <984<7<=F<9=8">"#"9=/F"4>;年份相关关系!#.%.000!"#$%1’0G [*+],.’(1-0’(/)!0’002.00)!"#$%&’21[*+],)’2(-0’G (G !0’002.00.!"#$%&’G -[*+],)’-2-0’G /20’0).00&!"#$%&’.G [*+],)’/G-0’1))!0’002$’$’"深层溶解氧的缺少与总磷表-为.00)!.00&年东湖水中溶解氧的变化,表明近&年来呈逐年下降的趋势’其中,各点不同年份变幅范围分别为G N 0)!(N ))、-N 02!1N 1G 和2N &2!1N 2/3:/C ’由于富营养化湖泊中的浮游植物,特别是在夏季,不仅有极高的生长率,且不断地死亡;死亡的浮游植物落入水底后分解并消耗大量的溶解氧,造成深水层溶解氧缺少[.,)1,)(]’表G 为)((2!)(((年东湖总磷浓度与溶解氧的对应关系;在这期间,溶解氧呈增加趋势’由表G 中的数据以及表-中的&个溶解氧与表)中&个总磷平均值进行回归分析,可得如(&)式关系:[O P ]$%.’G 1[*+],1’&/(!"1,#."0$101,%!0$002)(&)式中,[O P ]为溶解氧浓度(3:/C )’该式表明,深层溶解氧的耗竭,与总磷含量的增加有显著直线相关关系’由于湖水表面总磷等元素直接支配着生产层中浮游植物的生产量,故水表层的总磷量与深水层溶解氧缺少量之间存在这种负相关关系’表%临海市东湖水中溶解氧变化/3:·C %)*456"-7849:";@A K <;;@6J "K @Q F :"9<9=8"B 4;=C 4D "E 4=">@A C <984<7<=F /3:·C %)采样年份)号.号&号/号2号-号平均.00)1’.&1’/-G ’(1G ’0)(’))G ’2/1’0-.00.G ’-(G ’(1G ’.(-’021’1G -’.&G ’&2.00&G ’2&G ’(11’2/2’&2G ’/22’(1G ’)/表&临海市’((#!’(((年东湖总磷浓度与溶解氧的变化/3:·C %)*456"G R "64=<@9;8<;5"=E ""9K <;;@6J "K @Q F :"949K =@=46?8@;?8@>L ;<9=8"B 4;=C 4D "E 4=">@A C <984<7<=F <9)((2!)(((/3:·C %)年份)((2)((-)((G )((1)(((*+)’2()’)&0’((10’/.G 0’&)&O P/’-//’2G2’)&-’&&1’/."结论该湖泊水体中磷的循环以导致近年来水体中磷的逐年略有增加为特点,其主要的磷输入为周围及公园内居民生活污水的排放’通过该湖泊富营养化发生潜势的分析,表明其水中叶绿素4、透明度和溶解氧的变化,都与水体中磷的负荷量的增加有直接关系’磷与这些参数之间相关关系的确定,不仅揭示了湖泊富营养化过程中主要代表性参数之间的内在联系,还提供了从磷物质单因子的变化预测所引起的其它因子变化之间的关系来综合判断湖泊的营养状态’参考文献:[)]王如松,周启星,胡’城市生态调控方法[S ]’北京:气象出版社,.000’[.]周启星,黄国宏’环境生物地球化学及全球环境变化[S ]’北京:科学出版社,.00)’)/)2期环境科学[!]"#$%&’(’)*,+’,-$)./,0$12345$)*6789:;#<)*8-$=)’679$*8)<)>?#$-?#$9%-@$<>’)*-7$<@<9*8@<A8’))$97#6B8-7C986@<)>[D]4E<78928-8<9;#,F G G G,!"(!):H F F!H F I4[J]段水旺,章申,陈喜保4长江下游氮、磷含量变化及输送量的估计[D]4环境科学,F G G G,#$(K):L!!L I4[L]况琪军,张家玉4汉江中下游江段藻类现状调查及水华成因分析[D]4长江流域资源与环境,F G G G,%(K):I L!I H4[I]陈利顶,傅伯杰4农田生态系统管理与非点源污染控制[D]4环境科学,F G G G,#$(!):H M!K G G4[N]张国勋,傅建华,吴意跃4杭州西湖富营养化防治最佳运行方式探讨[D]4环境污染与防治,F G G G,##(K):!L!!I4[M]张志剑,阮俊华,朱荫湄,等4稻田层间流活性磷素的动态变化[D]4环境科学,F G G!,#"(F):J I!J H4[H]吴为梁4滇池富营养化与藻类资源[D]4云南环境科学,F G G G,$%(K):!L!!N4[K G]"#$%&’(’)*,+’,-$)./,"#%O’):8’4/P<@%<7’$)$=?#$-?#$69%-,’$<P<’@<,’@’71’)-8>’:8)7-$=7#988;$)79<-7’)*@<A8-’).#’)<<)>7#8Q R[D]4.#8:$-#898,F G G K,"#(F):F F K!F F L4[K K]5’P’)*-7$)254/%79$?#’;<7’$)S9$;8--8-’).$<-7<@T1-78:-:U9’*’)<)>T%;;8--’$)$=S@<)A7$)V@$$:-<)>/==8;7-$)T8;6$)><91S9$>%;7’$)[W]4V$;<2<7$):58B’-S%,@’-#89-,C);4,F G G G4!L F4[K F]X9#$)>’7-’-+,/@8=7#89’<>$%W,R<91>’-W,Y-’97-’-+4/%679$?#’;<7’$)9’-A<--8--:8)7’);$<-7<@8:,<1:8)7-%-’)*-’:?@8-7<7’-7’;<@:$>8@-[D]4W<9’)8S$@@%7’$)V%@@87’),F G G!,"&(H):K K N J!K K N M4[K!]T79$:Y/,R@<P8)8--Z43%))8,$7):<-8<B<789,<-’)79<)-6=$9:8>,1)<7%9<@<)><)7#9$?$*8)’;?9$;8--8-[D]4/-7%<9’)8,.$<-7<@<)>T#8@=T;’8);8,F G G!,’&(L):K K N N!K K M L4[K J]孙铁珩,周启星,李培军4污染生态学[W]4北京:科学出版社,F G G K4[K L].#9’-7’<)+Z4X)<@17’;<@.#8:’-791[W]4[8B O$9A:D$#)E’@81\T$)-,F G G!4M J M4[K I]"#$%&’(’)*,"#%O’):8’4S$78)7’<@?$@@%7’$)<)>98;$::8)>8> ;9’7’;<@@8P8@-$=#$-?#$9%-’)?<>>1-$’@-$=7#8-$%7#89)5<A8Y<’<98<,.#’)<[D]4+8$>89:<,F G G!,$$’(K!F):J L!L J4[K N]T]%’98-W W,58-<;A50E4Y#898@<7’$),87B88)-8>’:8)7 )%79’8)7;$)78)7<)>:<;9$?#178,’$:<--<)>;$::%)’71-79%;67%98<@$)*<B<78979<)-?<98);1*9<>’8)7<:$)*@<A8-$=7#8W<;A8)^’8Z8@7<[D]4.<)<>’<)D$%9)<@$=0’-#89’8-<)>X]%<7’;T;’8);8-,F G G!,&((!):!!!!!J!4[K M]周启星,朱荫湄4西湖底泥不同供氧条件下有机质降解及.U F与.3J释放速率的模拟研究[D]4环境科学学报,K H H H,$%(K):K K!K L4[K H][<7’$)<@28-8<9;#.$%);’@4.@8<).$<-7<@E<789-:Q)>89-7<)>6’)*<)>28>%;’)*7#8/==8;7-$=[%79’8)7S$@@%7’$)[W]4[8BO$9A:[<7’$)<@X;<>8:1S98--,F G G G4FJK环境科学F L卷某城市湖泊中磷的循环特征及富营养化发生潜势作者:周启星, 俞洁, 陈剑, 林海芳作者单位:周启星(中国科学院沈阳应用生态研究所陆地生态过程重点实验室,沈阳,110016), 俞洁(浙江省环境监测中心站,杭州,310012), 陈剑,林海芳(浙江大学环境与资源学院,杭州,310029)刊名:环境科学英文刊名:CHINESE JOURNAL OF ENVIRONMENTAL SCIENCE年,卷(期):2004,25(5)被引用次数:9次1.王如松.周启星.胡NFDA1城市生态调控方法 20002.周启星.黄国宏环境生物地球化学及全球环境变化 20013.Zhou Qixing.Gibson C E.Foy R H Long-term changes of nitrogen and phosphorus loadings to a large lake in north-west Ireland 2000(03)4.段水旺.章申.陈喜保长江下游氮、磷含量变化及输送量的估计[期刊论文]-环境科学 2000(01)5.况琪军.张家玉汉江中下游江段藻类现状调查及水华成因分析[期刊论文]-长江流域资源与环境 2000(01)6.陈利顶.傅伯杰农田生态系统管理与非点源污染控制 2000(03)7.张国勋.傅建华.吴意跃杭州西湖富营养化防治最佳运行方式探讨[期刊论文]-环境污染与防治 2000(01)8.张志剑.阮俊华.朱荫湄稻田层间流活性磷素的动态变化[期刊论文]-环境科学 2003(02)9.吴为梁滇池富营养化与藻类资源[期刊论文]-云南环境科学 2000(01)10.Zhou Qixing.Gibson C E.Zhu Yinmei Evaluation of phosphorus bioavailability in sediments of three contrasting lakes in China and the UK 2001(02)11.Livingston R L Eutrophication Processes in Coastal Systems:Origin and Succession of Plankton Blooms and Effects on Secondary Production 200012.Arhonditsis G.Eleftheriadou M.Karydis M.Tsirtsis G Eutrophication risk assessment in coastal embayments using simple statistical models 2003(09)13.Strom T E.Klaveness D Hunnebotn:a seawater basin transformed by natural and anthropogenic processes 2003(05)14.孙铁珩.周启星.李培军污染生态学 200115.Christian G D Analytical Chemistry 200316.Zhou Qixing.Zhu Yinmei Potential pollution and recommended critical levels of phosphorus in paddy soils of the southern Lake Tai area,China 2003(1-2)17.Squires M M.Lesack L F W The relation between sediment nutrient content and macrophyte biomass and community structure along a water transparency gradient among lakes of the Mackenzie Delta2003(03)18.周启星.朱荫湄西湖底泥不同供氧条件下有机质降解及CO2与CH4释放速率的模拟研究[期刊论文]-环境科学学报 1999(01)19.National Research Council Clean Coastal Waters:Understanding and Reducing the Effects of Nutrient Pollution 20001.学位论文董林林沉水植物与沉积物作用对富营养化湖泊磷循环的影响2007“水—沉积物”界面是水与沉积物之间的转换区,是水环境的一个特殊而重要的区域。
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。
衡水湖沉积物磷形态特征分析
衡水湖沉积物磷形态特征分析刘芳;李占臣;秦哲;梁淑轩【摘要】在淡水湖泊系统中,磷是造成地表水体富营养化的主要限制性因子.因此,研究沉积物中磷含量及其形态分布对于了解天然水域富营养化进程具有重要意义.对衡水湖6个采样点的表层沉积物及柱状沉积物中的磷含量及其形态分布进行了研究.结果表明:表层沉积物中总磷(TP)平均含量为393.67~838.10 mg/kg;无机磷(IP)是表层沉积物中磷的主要形态,约占总磷的94%以上,有机磷(0P)只占很小的比例;闭蓄态磷(Oc-P)是无机磷的主要组成部分,约占无机磷(IP)含量的30%~ 65%;柱状沉积物中总磷含量变化复杂;人类活动对水体及沉积物中磷含量及其形态分布有重要的影响.【期刊名称】《安徽农业科学》【年(卷),期】2015(000)005【总页数】4页(P215-217,230)【关键词】沉积物;磷;衡水湖【作者】刘芳;李占臣;秦哲;梁淑轩【作者单位】河北大学化学与环境科学学院,河北保定071002;河北大学化学与环境科学学院,河北保定071002;河北大学化学与环境科学学院,河北保定071002;河北大学化学与环境科学学院,河北保定071002【正文语种】中文【中图分类】S181.3磷是湖泊生态系统中影响初级生产力的主要因素之一,是水体藻类异常增殖并造成水体富营养化的重要控制因子[1]。
由于湖泊生态系统各种物化及生物因子的影响,湖泊沉积物既可以作为库吸收水体中的可溶性磷,也可能会作为源向水体中释放可溶性磷[2-3]。
当外源性营养盐输入受到控制后,这种由沉积物的内源磷释放而导致的水体污染显得更为重要[4]。
尤其是浅水湖泊,由于较高的沉积物表面与水体体积比,使得内源沉积物释放对水体磷浓度的潜在影响要远远大于深水水体[5]。
衡水湖位于京津冀都市圈南缘、华北平原东南部,是华北单体最大的淡水湖泊,湖泊面积为75 km2,平均水深3~4 m,蓄水量近2亿m3。
种植沉水植物对富营养化水体沉积物中磷形态的影响
第37卷第4期2006年8月 土 壤 通 报Chinese Journal of Soil Science Vol.37,No.4Aug.,2006种植沉水植物对富营养化水体沉积物中磷形态的影响包先明1,2,陈开宁1,范成新13(11中国科学院南京地理与湖泊研究所,江苏南京 210008;21中国科学院研究生院,北京 100039) 摘 要:研究太湖常见6种沉水植物在五里湖未扰动底泥上生长情况及其对沉积物磷化学形态的影响。
通过综合分析沉积物中磷的化学形态,释放规律及其影响因素,结果表明,由于沉水植物生长过程使水体的pH、Eh以及藻类含量的变化,使铁磷、有机磷等主要化学形态磷的释放得到明显的控制,同时沉水植物的生长使沉积物中总磷水平也有明显的降低。
所以恢复沉水植物是控制湖泊内源磷负荷的有效方式。
关 键 词:沉水植物;沉积物;磷;化学形态;影响因素中图分类号:X524 文献标识码:A 文章编号:056423945(2006)0420710206 湖泊沉积物是湖泊营养物质的重要储蓄库。
来自各种途径的营养物,经过一系列的物理、化学以及生物作用,其中一部分沉积于湖泊底部,成为湖体营养物的内负荷。
在一定条件下,部分营养元素又可从沉积物中向上层水体释放,使水体营养负荷增加[1]。
当湖泊的外源污染减少或完全截污后,沉积在湖底的营养物质会逐步释放出来补充湖水中的营养物质,仍可以导致藻类繁殖,水体水质恶化,湖水继续保持富营养状态,甚至出现“水华”现象,由此可见,在一定条件下,沉积物中的营养盐可能成为湖泊富营养化的主导因子。
磷是造成湖泊水质富营养化的关键限制性因素之一,研究磷在沉积物-水界面的循环对于湖泊富营养化的治理起着关键的作用[2,3]。
目前在内源负荷的控制方面主要有底泥疏浚、引水清污及深层水的排放、物理化学方法、以及生态恢复[4]。
利用水生植物的方法,以其良好的净化效果,独特的经济效益、能耗低、简单易行以及有利于重建和恢复良好的水生生态系统等特点,正日益受到人们的关注[5,6]。
沉积物中磷素对水体富营养化影响的研究
沉积物中磷素对⽔体富营养化影响的研究沉积物中磷素对⽔体富营养化的研究摘要:英⽂摘要:磷在⽔体营养元素循环中占有极重要的地位,是⽔体富营养化的主要控制因⼦之⼀. ⽔体中磷的来源可分为外源性磷和内源性磷. 沉积物是⽔体中磷的重要蓄积库,沉积物中的磷迁移转化过程直接影响着上覆⽔体富营养化过程.磷在沉积物中的形态⼗分复杂,磷形态转化是控制沉积物-⽔界⾯间磷循环的主要因⼦[1~4]. 在已有沉积物磷形态研究中,往往把磷分为交换态磷、铁铝态磷、钙镁态磷、有机态磷和残余态磷,即把有机磷作为⼀个整体. 然⽽有越来越多的研究发现,有机磷在沉积物中的含量可以占到总磷的20%~80%[5,6],其作⽤不可忽视. 沉积物释磷量⼤⼩不仅与沉积物有机磷含量有关[7],有机磷活性也是决定有机磷在沉积过程中矿化为⽆机磷的关键因素,直接影响上覆⽔质的营养状况,在整个⽔域中起重要作⽤. 按照活性可将有机磷分为活性有机磷、中活性有机磷和稳性有机磷. 有机磷形态受到各种因素影响,包括温度、pH 值、有机质等,但是有机质是最重要的[8,9]⽬前针对沉积物有机磷的研究较少,尤其缺乏对有机磷活性⽅⾯的认识。
本实验选择了我国不同地区7个典型湖泊,采⽤Ivannoff 等的连续提取⽅法对沉积物有机磷进⾏了分级提取,研究不同流域特征、⽣态结构、污染程度的湖泊沉积物中有机磷形态分布特征,分析有机磷分级组分与其它指标的关系,探讨有机磷组分与⽣物有效性和湖泊富营养化的关系.1、材料与⽅法1. 1 湖泊概况及样品采集在我国不同地区选择7个不同流域特征、⽣态结构、污染程度的湖泊. 其中,东部平原湖区选择富营养化湖泊巢湖,延中线在东西湖区不同污染区域设置4个采样点;云贵⾼原湖区选择富营养化湖泊杞麓湖,中营养湖泊程海,贫营养湖泊泸沽湖,分别设置2~3个采样点;青藏⾼原湖区选择青海湖,在典型区域设置2个采样点;蒙新⾼原湖区选择草型湖泊乌梁素海和呼伦湖,分别在典型区域设置2个采样点.2009 年7 ~12 ⽉⽤彼得森采泥器采集湖泊表层沉积物样品,装在密封袋中,⽤⼲冰覆盖低温密闭保存,运回实验室后经超低温冷冻⼲燥后研磨过100⽬筛,密封后冷藏保存待分析⽤.1. 2 样品分析1. 2. 1 理化性质分析称取2份0. 5 g沉积物样品,对其中⼀份进⾏灰化(500℃下灰化2 h),经酸提取后(1 mol / L HCl提取16h),采⽤钼锑抗⽐⾊法测定TP含量;另⼀份直接经酸提取(1 mol/L HCl提取16 h)后采⽤钼锑抗⽐⾊法测定⽆机磷(Pi)含量,最后由TP 和Pi相减获得总有机磷(Po)的含量. 有机质的含量根据沉积物在500 ℃下(煅烧2 h)的烧失量计算。
太湖沉积物磷对富营养化的影响及治理
《现代环境监测》课程论文题目:太湖沉积物磷对富营养化的影响及治理专业:财务管理152姓名:xxx太湖沉积物磷对富营养化的影响及治理摘要:水体富营养化一直是水污染的重点,磷又是造成很多淡水湖富营养化的原因,作为我国第三大淡水湖的太湖,其中在近几十年的发展里,沉积物的沉积速率有明显的增加,这也导致了沉积物磷的增加,磷形态的变化也与外界对水体的污染有着密切联系,而众多自然因素对磷的释放有这重要影响,磷的释放也会是水生态遭到破坏,富营养化引起的有机体大量生长的结果,倒过来又走向其反面,藻类、植物及水生物、鱼类趋于死亡甚至绝迹。
这些因果关系,都对治理太湖,治理环境有着重要意义。
关键词:沉积物;磷;富营养化;治理1、引言对于水体富营养化的解释,生命周期理论这是近年来普遍为人们所接受的一种理论。
它认为,含磷和氮的化合物过多排入水体,破坏了原有的生态平衡,引起藻类大量繁殖,过多地消耗了水中的氧,使鱼类、浮游生物缺氧死亡,它们的尸体腐烂又造成水质污染。
根据这一理论,氮、磷的过量排放是造成富营养化的根本原因,藻类是富营养化的主体,它的生长速度直接影响水质的状态。
水体中氮、磷特别是磷的主要来源有:(1)雨水。
雨水中磷的质量浓度在 0.0 1 r n g/L至不可检出的范围内。
(2)农业排水。
首先是由于农业磷肥的使用,使在土壤中积累了相当数量营养物质,它们可随农田排水流入临近的水体。
此外,饲养家畜过程所产生的废物中也含有相当数量的营养物质,有可能通过排水进入临近水体。
(3)城市污水。
其中所含磷的主要来源是粪便、食品污物和合成洗涤剂。
在污水处理厂,污水中很大部分的磷通过金属磷酸盐(如磷酸钙)沉淀而被除去,未除去的随排出水流人旁边的受纳水体。
在处理过程中也用到许多含磷的化学药剂,如磷酸三钠、多聚磷酸钠等,它们也可能进入受纳水体。
(4)其他来源。
包括城镇和乡村的径流、工业废水和地下水等。
磷在水体中有不同的存在形态,且各种形态间可相互转化。
太湖不同营养水平湖区沉积物理化性质和磷的垂向变化
. 在采取管理和工程措施逐步控制外源对太湖
水质的影响后 ,沉积物中营养物质的内源释放也已 经成为维持太湖水体富营养化的一个重要因素 , 沉 积物营养物质的内源释放能够维持上覆水体中的营 养物质浓度 ,导致水华现象的持续发生 . 磷是太湖 及大多数淡水水体富营养化的主要限制因子 积物界面间的迁移转化规律尤为重要 . 范成新等 分析了太湖主要湖区柱状样底泥的 总氮 、 总磷含量及其间隙水铵态氮 、 磷酸根和二价铁 含量 ,并对底泥和间隙水中相应物质含量进行了比 较 ,黄清辉等 分析了太湖北部梅梁湾和五里湖沉 积物中磷形态的垂向变化 . 结果表明 , 在同一湖泊 , 不同地点沉积物磷形态的垂向变化有差异 . 金相灿 等 进行了太湖东北部沉积物理化特征及磷赋存形 态研究 ,发现表层沉积物污染状况与其理化特征及 磷形态分布密切相关 . 但对于将太湖不同营养水平 湖区柱状沉积物中磷形态的垂向变化与其理化性质 的垂向变化相互联系 , 以探讨不同深度沉积物的磷 形态的分布与其理化特征之间关系的研究较少 . 笔 者应用淡水沉积物中磷形态的标准测试程序 ( SMT) 方法分析太湖不同营养水平湖区柱状沉积物中总 磷、 各种形态磷以及沉积物基本理化性质 ( 粒径组成 和有机质总量) 的垂向变化 , 探讨它们之间的关系 , 试图发现人类活动对其分布的影响 .
太湖是我国长江中下游地区五大淡水湖之一 , 位于长江三角洲的南翼坦荡的太湖平原上 , 水面面 2 2 积2 338 km , 流域面积36 500 km , 湖泊平均水深为
1189 m ,最大水深 216 m ,是典型的浅水湖泊
[1 ]
. 太湖
流域是我国经济发达和城市化程度较高的地区之
1. 2 分析方法
1 材料与方法
1. 1 样品的采集与处理 2004 年 9 月分别在太湖东北部的梅梁湾 ( M1 , M2 ,M3) ,贡湖湾 ( G) , 胥口湾 ( X) 3 个湖区的 5 个点
磷元素与水体富营养化的关系
磷元素与水体富营养化的关系摘要水是人类赖以生存最重要的资源,但是在全世界,现在所有国家都面临一系列的水环境危机,我国也不例外。
而水体富营养化更是其中受到关注最多的问题之一。
在查阅相关综述和实验,发现磷元素是水体富营养化现象最重要的制约因子。
为了具体的阐述这一论点,先介绍了磷元素的生物地球化学以及在水体中的循环特征,接下来对富营养化水体中除磷的技术进行了详细的说明,包括传统生化技术和新型生态修复技术。
最后借用太湖为例子,以湖流域水环境监测中心发布的水质数据,对其进行初步的分析,结果表明太湖污染物主要为高锰酸盐和氮、磷,太湖富营养化是流域内各种直接和间接的污染源的综合效应。
得到最终的结论,在治理包括太湖在内的湖泊富营养化现象时应该注意使用多种技术综合应用,达到利益和效益的最大化。
关键词:富营养化、水质、除磷、总磷Abstract目录摘要 (IV)Abstract .......................................................... 错误!未定义书签。
一、水体富营养化与水环境危机 (VII)(一)、水环境危机 (VII)(二)、水体富营养化现象 (X)(三)、水体富营养化的危害 (XI)1、对人体健康的危害 (XI)2、对渔业养殖的危害 (XII)3、对水体生态环境的危害 (XII)4、对水体的利用.............................................XII二、磷循环与水体富营养化 (XII)(一)、磷的生物地球化学循环 (XIII)(二)、磷元素与水体富营养化 (XV)1、水体中的磷循环 (XV)2、磷循环特征与水体富营养化的关系 (XVI)3、水体富营养化磷污染对水质的危害和影响 (XVII)(二)、富营养化水体中除磷的技术 (XVIII)1、传统除磷技术 (XVIII)2、强化除磷的生态修复技术 (XXI)(三)、磷含量过高的水体富营养化现象的防治 (XXIII)1、控制外源性磷的输入 (XXIII)2、控制内源性磷的有效性 (XXIV)三、太湖水体富营养化现状与磷元素的关系 (XXV)(一)、背景材料 (XXV)(二)、数据来源与分析 (XXVI)(三)、总结 (XXIX)第四部分结论与建议 (XXX)参考文献 (XXXI)致谢 (33)一、水体富营养化与水环境危机水作为人类赖以生存的最重要资源之一,其作用不言而喻。
沉积物中总氮总磷测定
四)沉积物总磷测定方法---SMT方法概述:SMT (The Standards,Measurements and Testing Programme)是欧洲标准测试委员会框架下发展的淡水沉积物磷形态分离方法,是一种标准的测试程序。
对于在湖泊修复中水质的监测和水资源领域的管理,尤其是实验室分析过程的质量保证和数据可比性中是一种很有价值的测试方法。
磷是湖泊生态系统中一种重要的生源要素,同时也是引起水体富营养化的重要因素,磷在海-陆相互作用中的迁移、循环会直接影响到水体的初级生产力,并因此影响到全球的碳循环。
此外,沉积物中总磷(TP )含量增加主要来自铁、铝磷(Fe/AI-P ),其次是有机磷(OP)并且TP和无机磷(IP)之间呈现显著正相关关系,同时,沉积物中TP分布主要受IP控制。
因此,研究沉积物中磷是揭示湖泊富营养化的其中一个限制性因子。
相关研究主要利用此方法测定了总磷含量、与各形态磷、有机质以及与沉积物的理化性质之间的相关关系等,有助于研究水体中磷的形态、动态循环以及磷在水-沉积物界面的迁移转化过程,以期为湖泊富营养化中磷循环机制提供科学的理论依据。
1、方法原理经高温灰化,沉积物样品中的含磷矿物及有机磷化合物全部转化为可溶性的正磷酸盐,在酸性条件下与钼锑抗显色剂反应生成磷钼蓝,在880 nm 波长出测定吸光度。
在一定浓度范围内,样品中的总磷含量与吸光度值符合朗伯比尔定律。
2、需要的设备与实验条件所需要设备主要均为实验室常用设备,主要包括紫外分光光度计、高压灭菌锅以及常规实验器皿等,一般实验室均有条件完成该项工作。
3、所需试剂及操作步骤3.1 所需试剂(1)5 mol L-1 H2SO4:70 mL浓硫酸溶于500 mL水中存储在玻璃瓶中,常温下保存;(2)酒石酸锑钾溶液:准确称取1.3715 g酒石酸锑钾(C8H4K2O12Sb2)于500 mL容量瓶中定容,充分摇匀后将该溶液贮存在棕色或其他试剂瓶(玻璃瓶)中,将其置于4 C下保存。
水域生态系统中富营养化与氮磷循环关系
水域生态系统中富营养化与氮磷循环关系水域生态系统是地球上生物多样性最丰富的生态系统之一,其中,富营养化和氮磷循环是相互关联的重要过程。
本文将探讨水域生态系统中富营养化与氮磷循环之间的关系。
一. 富营养化的概念与原因富营养化是指水域中营养物质的过量积聚,尤其是氮和磷元素。
富营养化的原因主要包括人类活动和自然因素。
人类的农业、工业和生活废弃物排放等活动释放了大量的氮磷化合物进入水体,导致水体中的营养物质浓度急剧上升。
同时,陆地径流和气候变化也会带来自然因素的富营养化。
二. 富营养化对水域生态系统的影响1. 水体生物多样性下降:富营养化会导致水体中某些物种的过度生长,形成藻华和水华,进而抑制其他生物的生长和繁殖,导致水体生物多样性下降。
2. 氧气消耗增加:富营养化会促进大量藻类和植物的生长,当这些生物死亡和分解时,会消耗大量的氧气,导致水体中的溶解氧浓度下降,对水生生物造成威胁。
3. 水质恶化:过高的氮磷营养物浓度会引发水体的混浊和腐臭,严重影响水质,不仅对人类活动造成负面影响,也破坏了水生生物的栖息环境。
三. 水域生态系统中富营养化与氮磷循环的关系水域生态系统中的氮和磷元素的循环与富营养化密切相关。
正常的氮磷循环能够维持水体中的营养物质平衡,而富营养化会扰乱这种平衡。
1. 氮循环:水体中的氮元素主要以溶解态和悬浮颗粒形态存在。
氮的主要转化途径包括氨氧化、硝化和反硝化等过程。
在富营养化的水域中,过量的氮源会促进藻类的生长,形成大量的水华,破坏氮的平衡循环。
2. 磷循环:水体中的磷元素主要以无机磷和有机磷形态存在。
磷的转化过程包括沉积和释放,其中细菌和藻类起着重要的作用。
富营养化的水体中,过量的磷源会刺激藻类的繁殖,形成藻华,进而抑制磷的正常循环。
四. 预防和治理水域富营养化的措施为了预防和治理水域富营养化,人类需要采取一系列的措施,包括:1. 控制排放:减少人类活动引发的氮磷化合物的排放,如限制农业化肥的使用、加强污水处理等。
磷元素与水体富营养化的关系
磷元素与水体富营养化的关系摘要水是人类赖以生存最重要的资源,但是在全世界,现在所有国家都面临一系列的水环境危机,我国也不例外。
而水体富营养化更是其中受到关注最多的问题之一。
在查阅相关综述和实验,发现磷元素是水体富营养化现象最重要的制约因子。
为了具体的阐述这一论点,先介绍了磷元素的生物地球化学以及在水体中的循环特征,接下来对富营养化水体中除磷的技术进行了详细的说明,包括传统生化技术和新型生态修复技术。
最后借用太湖为例子,以湖流域水环境监测中心发布的水质数据,对其进行初步的分析,结果表明太湖污染物主要为高锰酸盐和氮、磷,太湖富营养化是流域内各种直接和间接的污染源的综合效应。
得到最终的结论,在治理包括太湖在内的湖泊富营养化现象时应该注意使用多种技术综合应用,达到利益和效益的最大化。
关键词:富营养化、水质、除磷、总磷Abstract目录摘要 (IV)Abstract .......................................................... 错误!未定义书签。
一、水体富营养化与水环境危机 (VII)(一)、水环境危机 (VII)(二)、水体富营养化现象 (X)(三)、水体富营养化的危害 (XI)1、对人体健康的危害 (XI)2、对渔业养殖的危害 (XII)3、对水体生态环境的危害 (XII)4、对水体的利用.............................................XII二、磷循环与水体富营养化 (XII)(一)、磷的生物地球化学循环 (XIII)(二)、磷元素与水体富营养化 (XV)1、水体中的磷循环 (XV)2、磷循环特征与水体富营养化的关系 (XVI)3、水体富营养化磷污染对水质的危害和影响 (XVII)(二)、富营养化水体中除磷的技术 (XVIII)1、传统除磷技术 (XVIII)2、强化除磷的生态修复技术 (XXI)(三)、磷含量过高的水体富营养化现象的防治 (XXIII)1、控制外源性磷的输入 (XXIII)2、控制内源性磷的有效性 (XXIV)三、太湖水体富营养化现状与磷元素的关系 (XXV)(一)、背景材料 (XXV)(二)、数据来源与分析 (XXVI)(三)、总结 (XXIX)第四部分结论与建议 (XXX)参考文献 (XXXI)致谢 (33)一、水体富营养化与水环境危机水作为人类赖以生存的最重要资源之一,其作用不言而喻。
磷的研究
摘要:磷是水体浮游藻类生长和造成湖泊水体富营养化的重要控制因子之一,磷在表层沉积物中的赋存形态及其释放特性对于湖泊富营养化具有重要的影响。
本研究以水体表层沉积物为研究对象,研究表层沉积物的理化特征和磷的形态赋存特征,以及pH、扰动等环境条件对表层沉积物中磷释放的影响,以此探究了表层沉积物中磷的潜在释放对水体富营养化的影响。
在磷营养限制性湖泊,表层沉积物中的磷主要以无机磷的形式存在,各形态无机磷包括Cl-P,生物可利用磷在沉积物中的含量较高。
pH对内源P释Ca-P、Res-P、Al-P+Fe-P、NH4放的影响实验发现沉积物磷释放量整体表现出:碱性条件>酸性条件>中性条件。
在中性条件下,沉积物中的磷相对比较稳定,不易释放到水体中。
与中性条件相比,在酸性条件下,沉积物中磷的释放量因钙磷溶解有所增加;而在碱性条件下,因铁磷交换作用,沉积物中的磷向水体释放量较大。
扰动对沉积物中的TP的释放具有较大的影响,TP的释放量和释放速率均存在随着扰动强度的增大而呈显著增加的趋势。
扰动导致的沉积物的再悬浮并不会明显改变上覆水的酸碱环境,但是会促进易溶性阳离子的释放。
关键词:水体;表层沉积物;磷释放风险;富营养化1、问题的提出及研究意义水体富营养化是由于湖泊接纳过量的氮、磷等营养物质,使藻类等水生生物异常繁殖,水体透明度和溶解氧量降低,加速水体老化,使水体的生态系统和生态功能受到阻碍、破坏。
有关水体富营养化现象和水华爆发机制的研究在很大程度上依赖于对湖泊上覆水–沉积物界面营养盐,特别是营养限制因子——磷和氮的生物地球化学过程特点的理解和认识。
从外部输入湖泊中的磷以可溶性和不溶性的混合物进入水体,被动植物吸收利用或通过吸附、沉积作用转移到沉积物中,沉积物成为湖泊中重要的磷蓄积库,进入沉积物的磷不只是简单堆积,当温度、溶解氧、风浪扰动和光照等环境条件适宜时,沉积物中的磷进入沉积物间隙水中,进而通过扩散作用到上覆水体重新参加循环,因此,磷成为水体浮游藻类生长和造成湖泊水体富营养化的最重要控制因子之一,在富营养化的过程中起着十分重要的作用。
湖泊富营养化与氮磷等营养盐之间的关系
湖泊富营养化与氮磷等营养盐之间的关系姓名:冯涛学号:5802112013 班级:环工121摘要:本文主要通过对湖泊氮磷的时空特征和富营养化的关系进行分析。
主要包括氮磷的时间动态和空间动态,并且对氮磷等营养盐的来源进行详细的分析,探讨富营养化水体中氮磷的去除机理。
关键字: 富营养化氮磷来源和去除时空特征湖泊富营养化是一个缓慢的自然过程,但人类活动加速了这一过程。
人类活动被认为是富营养化频发的诱发主因。
湖泊富营养化过程复杂,影响湖泊富营养化的因素很多, LauandLane(2002)认为水体富营养化是非生物和生物相互作用的复杂过程。
湖泊富营养化不仅与氮磷含量有关, 而且氮磷比也是一个重要的影响因子, 氮磷比可影响藻类等浮游植物的生长。
有关研究发现不同的营养盐比例可以控制藻类的生长, 生物量以及种群结构。
因此, 本文将对我国湖泊氮磷的时空特征和湖泊富营养化的关系进行综合分析。
一般说来,当天然水体中总磷大于20毫克每立方米,无机氮大于300毫克每立方米时,就可认为水体处于富营养化状态。
富营养化水体中的氮、磷促使水中的藻类急剧生长,大量藻类的生长消耗了水中的氧, 使鱼类、浮游生物因缺氧而死亡,他们的尸体腐烂造成了水质污染。
因此去除水体中大量的氮磷是治理富营养化污水的根本。
我们通过对氮磷的来源的分析来更好的控制源头,对氮磷的去除机理的探讨来缓解富营养化严重的现状。
一、氮磷等营养盐来源分析1. 营养盐来源按进入途径可分为外源和内源。
外源污染又可分为两大类: 点源,来自流域的城镇生活污水和工业污染源排放;面源,来自流域的农田径流、畜禽养殖、水产养殖及其他面源。
随着点源污染排放的不断达标, 面源污染日益成为水体富营养化的主要来源。
内源污染是由于湖底沉积物中液态营养盐向上覆水中释放, 在动力作用下营养盐再悬浮造成的, 在这种因素影响下, 即使大幅度削减外源污染负荷, 在特定条件下( 高温少雨) , 仍可能引起藻类暴发, 所以内源污染成为湖体藻类暴发的关键因素。
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项目
铁磷 钙磷 Org-Pac Org-Palk 残余磷 合计 TP 回收率(%)
太湖
T2
T6
218.8±8.7 184.2±10.8 91.2±2.4
8.6±3.1 10.8±0.8
92.6±6.1 128.1±7.3 125.7±4.2
6.0±1.4 8.5±0.8
513.6±5.3 99.1±1.0
取冷冻干燥样品 0.5g,按照图 1 所示的流程 进行连续分级提取.为了保证连续提取各步骤的 提取效率,每一步提取均多次重复,直到该步骤最 后一次的提取量低于提取总量的 10%以下.实际 操作中,无机磷的提取重复 2~3 次,有机磷重复 1~2 次.在每次提取后,4000r/min 离心 20min,分离 固液相,测定上清液中的磷含量,残渣再次提取或 进入连续提取的下一步提取.
6期
黄清辉等:沉积物中磷形态与湖泊富营养化的关系
585
清楚,但是在同一湖泊中其含量基本相同,应该与 提取试剂难以溶解部分磷(如肌醇六磷酸)有关.
表 2 不同湖泊沉积物中各形态磷的含量比较 (µg/g) Table 2 Comparison of concentrations of different phosphorus forms in the sediments of three lakes (µg/g)
samples
江苏太湖
安徽巢湖 安徽龙感湖
项 目 梅梁湾 东太湖 西部 东部 西部 东部
T2
T6
C2 C3 L1
L3
沉积物 总磷(µg/g) 518±21 433±20 657±33 503±27 258±21 583±22
总氮(µg/g) 2306±227 1180±94 1201±5 912±54 1156±2 1358±118 有机质(%) 4.75 4.16 4.94 3.39 4.42 5.66 上覆水 温度(℃) 21.2 21.3 20.2 20.8 21.5 22.3
584
中国环境科学
23 卷
体清澈见底,底部有黑色植物残渣,而围网外到处 可见水草.巢湖 C2 和 C3 点分别代表西部和东 部,C3 附近观测到藻华,沉积物 TP 含量自西向东 有递减的趋势.龙感湖水质状况较好,未见发生藻 华的报道.
表 1 采样点沉积物与水样的基本理化特征 Tablewater
pH 值
8.32 9.14 7.83 7.99 7.35 7.93
EC(µs/cm) 428 274 241 240 196.4 173.9
DO(mg/L)
-
-
4.94 4.30 4.21 7.05
注: -为未检测, EC 为电导率, DO 为溶解氧
利用抓斗采泥器或中国科学院地理与湖泊 研究所自制柱状采样器采集表层沉积物.从每个 采样点分别采集 2~3 个重复样,在不锈钢盆中充 分搅匀,取 1kg 左右装入密实塑料袋,放入装有冰 袋的保温箱(IGLOO)暂存,上岸后立即装入冷冻 柜中冷冻保存.样品运回实验室后,取沉积物 100g 左右,用铝箔包住,放入 FD-1 冷冻干燥机中 干燥 3~5d.取出后碾磨、过筛(100 目),保存于聚 乙烯瓶中,用密实袋封装,置于冷藏柜中待用. 1.2 分级提取和分析测定
2 结果与讨论
如表 2 所示,龙感湖 L1 和太湖 T6 总磷相对 较低,其他样点总磷均超过 450µg/g.各部分形态 的总和达到了直接消化后测定的沉积物总磷含量 的 80%以上,说明该分级提取法可以定量回收沉 积物中不同形态的磷.该法可以选择性地提取出 铁磷和钙磷,再用酸、碱提取出有机磷,有效避免 了以往的磷连续提取法中有机磷被水解进入无机 磷的提取液中.表 2 中的残渣磷的具体形态尚不
48.5±4.5 65.0±9.5 13.5±0.5 121.6±0.7 6.1±1.6
95.4±15.2 186.9±5.1 30.5±1.8 172.5±8.5
6.9±1.8
254.7±9.5 98.9±3.7
492.1±13.0 84.4±2.2
注: TP 回收率是指 EDTA 分级提取得到不同形态磷的总量与沉积物直接消解测得的总磷的百分比
沉积物磷的释放作用是形成浅水湖泊蓝藻 水华的重要因素.因此,研究沉积物中磷的赋存形 态及其与湖泊富营养化之间的关系具有重要意 义.化学连续提取法是湖泊沉积物中磷形态分离 的 重 要 手 段 [1,2]. 但 是尚 未 见 到 应 用 螯 合剂 法 [3,4] 对国内湖泊磷形态分离的报道,且太湖,巢湖和龙 感湖的相关报道也很少.为此,作者采用乙二胺四 乙酸(EDTA)选择性地提取出 3 个湖泊表层沉积 物中的铁磷和钙磷,再用酸、碱提取出有机磷,试 图发现磷形态与湖泊富营养化之间的内在联系.
1 材料与方法
1.1 样品采集和处理 2002 年 10 月分别在江苏太湖和安徽巢湖,
龙感湖采样.太湖北部梅梁湾 T2 点在调查期间 出现严重水华,其表泥中总磷(TP)含量显著高于 东太湖的 T6 点(表 1).T6 点在围网内,无水草,水
收稿日期:2003-03-27 基金项目:中国科学院知识创新工程重大项目(KZCX1-SW-12-II-32) * 通讯联系人
沉积物
0.5g
离心
35mL Ca-EDTA; pH=8; 2h 连二亚硫酸钠
残渣 I
铁磷
离心 35mL Na-EDTA; pH=4.5; 17h 钙磷
残渣 II 离心 10mL 0.25mol/L 硫酸;30min
酸可提取有机磷
残渣 III 10mL 2mol/L
离心 NaOH; 90℃ 碱可提取 30min 有机磷 50%硫酸 pH1.0;2h
中国环境科学 2003,23(6):583~586
China Environmental Science
沉积物中磷形态与湖泊富营养化的关系
黄清辉,王东红,王春霞,马 梅,王子健* (中国科学院生态环境研究中心,环境水化学国家重点实验室, 北京
100085)
摘要:应用乙二胺四乙酸法对长江中下游太湖、巢湖和龙感湖等 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
360.9±4.9 83.3±1.1
巢湖
C2
C3
199.1±3.2
161.4±3.7
191.7±1.3
120.3±13.3
70.9±3.1
65.5±2.0
89.2±8.3
96.6±13.5
8.3±0.5
9.6±0.8
559.1±14.5
453.6±13.4
85.2±2.2
90.1±2.7
龙感湖
L1
L3
残渣 IV
残渣磷
活性磷 胡敏酸-P 富里酸-P
图 1 沉积物磷形态分级提取流程 Fig.1 Scheme of phosphorus fractionation in the
sediments
用 0.05mol/L Ca-EDTA 和 0.1mol/L Na2EDTA 分别提取铁结合态磷[Fe(OOH) P]和钙结合态磷 (CaCO3 P), 用 硫 酸 提 取 出 酸 可 提 取 有 机 磷 (Org-Pac),磷在上述提取组分中以可溶性活性磷酸 盐(SRP)形式存在[4],因此可以直接用抗坏血酸法[5] 测定.碱可提取有机磷(Org-Palk)中含有的胡敏酸-P 和富里酸-P,以及残渣中的磷需要先采用过硫酸钾 高压消解[5],再测定消解后的SRP 含量.采用地球化 学标准参考样 GSS-1(地质矿产部化探质量监控 站 ), 确 认 总 磷 消 化 和 测 定 方 法 的 回 收 率 为 98.5%±6.8%.为了保证数据准确,对每个样品做 3 个平行提取,数据用均值和标准差表示.
湖泊富营养化的重要过程.
关键词:磷;形态分离;沉积物;乙二胺四乙酸;湖泊富营养化
中图分类号:X524
文献标识码:A
文章编号:1000-6923(2003)06-0583-04
Relation between phosphorus forms in the sediments and lake eutrophication. HUANG Qing-hui, WANG Dong-hong, WANG Chun-xia, MA Mei, WANG Zi-jian (State Key Laboratory of Environmental Aquatic Chemistry, Research Center for Eco-Environmental Sciences, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100085, China). China Environmental Science, 2003,23(6):583~586 Abstract:The forms of phosphorus in the surface sediments were extracted and determined sequentially with ethylene dinitrilo tetracetic acid (EDTA) technique in Lake Taihu, Lake Chaohu and Lake Longganhu in the middle and lower reaches of the Yangtze River. In the surface sediments of these 3 lakes, the contents of calcium-bound phosphate were similar relatively with occupation of about 30% of total phosphorus. The percentage contents of iron bound phosphate in Lake Taihu and Lake Chaohu were higher than that of Lake Longganhu, while the related content of organic phosphorus in Longganhu was higher, reaching 40%~50%. The forms of organic phosphorus in the sediments of these three lakes differed markedly. The organic phosphorus existed mainly in the form of acid extractable phosphorus in Lake Taihu sediments and the acid extractable organic phosphorus occupied 50% of total organic phosphorus in Lake Chaohu sediments; while the major organic phosphorus combined with humic acid in Lake Longganhu. The release of acid extractable organic phosphate in sediment might be an important process leading lake eutrophication except iron-bound phosphorus. Key words:phosphorus;form fractionation;sediment;ethylene dinitrilo tetracetic acid (EDTA);lake eutrophication