南湖底泥污染物垂直分布及释放潜力初探

第32卷 第8期

2010年4月武 汉 理 工 大 学 学 报JOURNAL OF WUHAN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY Vol.32 No.8 Apr.2010DOI:10.3963/j.issn.1671-4431.2010.08.018

南湖底泥污染物垂直分布及释放潜力初探

魏明蓉1,2,3,姜应和2,叶 舟2,李翠华2,刘秋雨

3(1.广西环境工程与保护评价重点实验室,桂林541004; 2.武汉理工大学土木与

建筑工程学院,武汉430070;3.桂林工学院资源与环境工程系,桂林541004)

摘 要: 通过对武汉南湖5个柱状底泥样品分析,发现有机质、总氮和总磷垂直分布规律为随泥样深度增加含量下降,上层底泥污染物含量最高,40cm 以下污染物含量渐趋稳定;幸福村排污口附近的柱样各污染物含量要高于其它样点。通过对12个上覆水样和12个间隙水样pH 值、总氮、总磷、氨氮的测定,发现就空间分布而言,上覆水总氮和氨氮各样点之间差别不大而总磷差别较大,间隙水总氮总磷氨氮均呈现排污口附近污染物含量高于其它各样点;间隙水和上覆水相比,总氮和氨氮含量高而总磷含量低,表明底泥中总氮和氨氮有向上覆水中静态释放的潜力,而总磷静态释放的可能性不大。

关键词: 武汉南湖; 柱状底泥; 上覆水; 间隙水

中图分类号: X 52文献标识码: A 文章编号:1671-4431(2010)08-0068-04

Research on Vertical Distribution and Release Potential of Contaminants

in Sediment of Nanhu Lake

WEI Ming -rong 1,2,3,JIAN G Ying -he 2,YE Zhou 2,LI Cui -hua 2,L I U Qiu -yu 3

(1.T he Guangx i Key L aboratory of Env ironmental Engineer ing ,Pro tection and Assessment,Guilin 541004,China;

2.School of Civil Engineering and Architecture,Wuhan University of T echnology,Wuhan 430070,China;

3.Depar tment of Resources and Env ironmental Engineer ing ,Guilin Institute of T echnology ,Guilin 541004,China)

Abstract: Five samples of sediment columns in N anhu L ake of Wuhan were co llected and analy zed,the results show ed that the concentration of Organic M atter (OM )、T otal N itrogen(T N )and T otal Phosphorus(T P)decr eased along depth and stab-i lized gradually under 40cm,w ith the maximum appear ing in the top sediment;the contaminants content in the sediment co-l umn near Xingfucun sewage outlet w er e the highest.T he value o f pH 、T N 、T P and Ammonium -Nitrogen(NH +4-N )in ov er lying water and por e water w ere tested.T he results show ed that in horizontal distribution the concentrations o f T N and N H +4-N w ere similar but T P v ar ied distinctively fo r overlying w ater ,T N 、T P and NH +4-N content in pore w ater near Xingfucun sew ag e outlet are the highest;the concentr at ions of T N and NH +4-N are hig her and T P are less in por e water than that in overlying water ,which mean t hat T N and N H +4-N in sediment could release into water and T P couldn

.t.Key words: N anhu Lake o f W uhan; sediment columns; o ver lying w ater; pore water

收稿日期:2009-12-31.

基金项目:广西环境工程与保护评价重点实验室研究基金(桂科能0704K 037)和广西高校人才小高地建设/环境工程0创新团队资助计划项目(桂教人[2007]71号).

作者简介:魏明蓉(1976-),女,博士生,讲师.E -mail:w eimingr ong @g 南湖位于武汉市洪山区,属于武昌汤逊湖水系,水体面积763.96hm 2,汇水面积4470hm 2

,为武汉重要

湖泊之一。长期以来大量未经处理的生活垃圾以及城市污水入湖,致使南湖水体污染非常严重,呈重富营养化状态,水质为劣Õ类,水体生态功能严重退化。底泥是湖中各种污染物的重要蓄积库,进入水体的污染物质可以通过沉降、吸附、生物吸收等多种方式进入底泥,底泥不仅可以间接反映水体的污染状况,而且在一定条件下还可能向水体释放各种污染物[1,2]。当湖泊外源得到控制以后,底泥作为重要内源很可能造成水体

二次污染[3-5]。南湖各排污口现已实现截污,外源污染已被切断,对内源污染的关注和研究便显得更加重要

和迫切了。

1 采样和分析方法

1.1 样品采集

在南湖采集5个柱状泥点,12个上覆水样和12

个间隙水样。间隙水样是先采集表层底泥,离心得到

的上清液;上覆水样即为该表层底泥同一垂面的上部

覆水。各样点位置见图1。样品中Z5和B12在南湖

最大的排污口)))幸福村附近50m,可体现排污口附

近(湖岸)底泥样品受污染情况;其余柱样和表层泥样

在湖中均匀布置。采样使用荷兰进口的柱状采样器

(型号12.42),采样管长度1.0m,柱状泥样采样深度

为70cm 。

1.2 底泥样品处理

样品采集后,表层底泥装入聚乙烯塑料袋中,与采

样器中柱状泥样一起迅速带回实验室。柱状样泥上部

0~20cm 按5cm 间隔分层,下部20~70cm 按10cm

间隔分层,每个柱样共分割成9个样品。表层底泥取

一部分离心,分离出上清液作为间隙水样。其余表层底泥和柱样底泥一起吸除水分后于阴凉处风干,挑去杂物后采用4分法取样,将样品装瓶备用。

1.3 样品分析

柱状底泥主要分析项目[6]为:有机质、总氮、总磷。有机质测试方法为重铬酸钾法;总氮为半微量凯氏定氮法;总磷为高氯酸-硫酸法[7]

。

间隙水与上覆水测试指标:pH 、总氮、氨氮、总磷,各指标均在采样后16h 内测定[7]。pH 用玻璃电极法测定;总氮为过硫酸钾氧化-分光光度法;氨氮为纳氏试剂比色法;总磷为钼酸铵分光光度法[8]。2 结果和讨论

2.1 柱样泥样

2.1.1 有机质

柱样有机质含量在3.23%~12.93%之间变化,各柱样之间差别较大。柱1和柱3有机质变化范围为

3.96%~10.18%和5.06%~9.50%,变化幅度较大;柱2、柱4和柱5有机质含量变化幅度不大;所有样品(每个柱样有9个样品,5个柱样共45个样品)有机质均值为6.88%。表面0~15cm 的15个样品均值为

7.74%。

从图2可看出,除柱2外,4个柱样有机质最大含量均出现在最顶层0~5cm 底泥;其中柱5和柱4分别在上部15cm 、20cm,柱1和柱3在上部40cm,污染物随泥深增加,浓度降低非常快,在该深度以下,有机质含量有所波动,时大时小;柱5因靠近排污口,有机质含量远大于其它柱样。

2.1.2 总氮

总氮含量在1500~5500m g/kg 之间变化,所有样品总氮均值为3422.39,表层0~15cm 的样品均值为4322.26mg/kg 。除柱1以外,其余4个柱样在表层15cm 总氮含量都有所波动,整个柱样总氮最大值出现在0~5cm 或10~15cm,而在5~10cm 处该值又有所减小;在15~30cm 之间随泥深增加总氮含量下降69第32卷 第8期 魏明蓉,姜应和,叶 舟,等:南湖底泥污染物垂直分布及释放潜力初探