南四湖下級湖區(qū)及其主要河流沉積物磷污染特征與修復(fù)研究.pdf

1、湖泊富營養(yǎng)化問題已經(jīng)成為全世界面臨的最主要的水環(huán)境問題之一.磷元素被認為是引起湖泊水體富營養(yǎng)的主要限制性因子。水體中磷的來源主要包括外源輸入和內(nèi)源釋放，外源輸入的磷經(jīng)過一系列物理、化學(xué)及生物作用進入沉積相；在湖泊各種水動力學(xué)、生物作用下或湖泊環(huán)境發(fā)生變化時，沉積物中的內(nèi)源磷溶出或再懸浮重新進入水體中，成為湖泊營養(yǎng)鹽的內(nèi)源負荷。
　　 南四湖作為南水北調(diào)東線工程的主要調(diào)蓄湖泊，其內(nèi)源磷釋放將會對調(diào)水水質(zhì)產(chǎn)生較大影響。本文以南四湖下

2、級湖區(qū)及其主要入湖河流沉積物為研究對象，研究了沉積物磷的分布特征、吸附性能、靜態(tài)釋放特性，同時還對不同沉水植物的除磷效果進行了對比研究，為評價南四湖沉積物對調(diào)水水質(zhì)的影響以及水體修復(fù)提供一定的依據(jù)。研究結(jié)果表明：
　　 (1)沉積物各形態(tài)磷的含量的研究結(jié)果表明：①南四湖下級湖區(qū)NaOH-P含量76.44～161.10 mg/kg，HCL-P含量319.30～498.33 mg/kg，IP-P含量419.54～644.74mg/k

3、g，Org-P含量為235.79～442.79mg/kg，TP含量158.89～895.68 mg/kg，與中國另外幾個大型淺水湖泊相比，南四湖沉積物NaOH-P含量較低，而有機磷含量很高，總磷也處于較低水平；②與湖區(qū)沉積物相比，河流沉積物中的NaOH-P、Org-P和TP含量明顯低于湖區(qū)，含量分別僅13.11～76.89 mg/kg、51.01～233.10mg/kg和366.68～804.8mg/kg，而HCL-P和IP-P與湖區(qū)沉

4、積物相差不大，分別為237.61～518.52 mg/kg、283.16～614.44 mg/kg。
　　 (2)沉積物對磷的吸附特性研究結(jié)果表明：①吸附動力學(xué)實驗中，湖區(qū)及河流沉積物對磷的吸附均包括慢速吸附和快速吸附兩個過程，其中快速吸附在0.25h內(nèi)完成，然后進入慢速吸附階段(0.25～10h)，并在在10h左右基本達到平衡。②在等溫吸附實驗中，在低濃度范圍內(nèi)沉積物對磷的等溫吸附符合線性方程：Q=m×Ceq-ωNAP。湖區(qū)沉

5、積物最大磷吸附量Qmax為113.46～159.91 mg/kg；與湖區(qū)沉積物相比，河流沉積物最大磷吸附量Qmax值均明顯小于湖區(qū)沉積物，僅為42.78～104.37 mg/kg。③沉積物對磷吸附的各個參數(shù)(吸附效率m值、本底吸附態(tài)磷NAP含量、最大磷吸附量TQmax)只與NaoH-P含量呈明顯的線性相關(guān)關(guān)系，說明NaOH-P是參與沉積物短時性磷吸附/解吸過程最主要的形態(tài)磷。
　　 (3)南四湖下級湖區(qū)不同生態(tài)功能區(qū)(禁漁區(qū)、航

6、道、養(yǎng)殖區(qū)和湖濱帶)沉積物磷的靜態(tài)釋放結(jié)果表明，不同功能區(qū)域內(nèi)沉積物磷的釋放強度有很大不同，TP的最大累積釋放量大小順序為湖濱帶>養(yǎng)殖區(qū)>航道>禁漁區(qū)，分別為89.68、123.60、89.54和87.67mg/m2。
　　 (4)四種沉水植物(黑藻、菹草、金魚藻和苦草)的除磷效果對比研究表明：①對沉積物磷釋放的抑制作用大小順序為黑藻>菹草>金魚藻>苦草；②在霍格蘭氏培養(yǎng)液中(初試磷濃度為10 mg/L)培養(yǎng)1個月后，黑藻、菹草