十五里河磷形态变化与迁移规律研究

【摘要】磷是藻类生长的必需元素,也是湖泊富营养化的限制性因子。巢湖流域水体污染严重,蓝藻频发,其中外源磷污染物的汇入是巢湖富营养化的主要原因,因此,深入开展入湖河道磷污染物监测,特别是生物可利用磷以及沉积物内源磷释放的研究与治理工作,被认为是控制巢湖富营养化的重要措施。本文以巢湖西半湖污染最严重的十五里河为研究对象,研究分析了十五里河水体与沉积物磷污染物时空分布规律,初步探讨了磷污染物的主要来源。同时运用SMT法对冬季枯水期沉积物磷形态进行分级研究,并对比梯度薄膜技术与传统化学方法,探索了水-沉积物界面磷迁移转化规律,以及实验室模拟分析了pH、扰动等因素对十五里河下游沉积物磷释放的影响。主要研究情况如下：1、实验一年内逐月采样分析了十五里河13处点位水质情况发现：十五里河水体磷污染状况严重,污染物从上游到下游呈现不断积累的趋势,全年水质处于劣V类水平；水体DIP、TP浓度具有明显季节性变化规律,夏季是全年水体磷浓度最高的时期,随着雨季水量增大,磷浓度波动幅度也变大,温度、pH、溶解氧都成为夏季水体磷污染加剧的外在因素；监测结果表明S2金寨路、S4金河桥和S5梳背桥存在的排污口为磷污染物重要来源。2、实验在3月、8月、12月采样分析了十五里河表层沉积物生物可利用磷(BAP)浓度,四种BAP在TP的比重呈现AAP>Olsen-P>WSP>RDP的规律,常用来表示沉积物BAP浓度的AAP和Olsen-P浓度都较高,十五里河沉积物中BAP具有较大的释放潜力。3、实验采用SMT分级提取方法和粒度仪检测分析了枯水期沉积物污染情况：TN、TP和有机污染物检测结果表明三者具有很高的同源性；上游沉积物中HCl-P浓度较高,S8点位之后,更易解析释放的NaOH-P浓度升高；沉积物粒度在下游逐渐降低,可吸附的磷污染物也更多,十五里河下游沉积物在外界环境扰动下,具有向水体释放磷的巨大潜力。4、实验运用梯度扩散膜(DGT)技术检测了十五里河水体与沉积物BAP浓度,结果显示BAP24h内都维持在一个较高的富营养化水平,总体上呈现不断积累的趋势,并且所测结果与常规化学方法测定结果呈极显著相关,因此认为DGT技术可作为十五里河水-沉积物界面BAP研究的重要工具；结合DGT技术与离心提取方法检测发现,十五里河除S1天鹅湖、S2外金寨路外,S5梳背桥以下沉积物孔隙水中磷污染物有向上覆水迁移的趋势,加之下游河道变宽、水流变缓,初步判断十五里河下游具有爆发蓝藻的巨大潜力,需加强监测与控制。5、实验室模拟研究了pH和扰动等环境因素对下游S8处沉积物磷释放的影响,研究发现酸性和碱性上覆水都可促进十五里河表层沉积物磷释放,中性条件下磷释放量最低,沉积物TP释放量明显高于DIP,随着pH增大,磷释放量和速率也显著增加,pH为9时,表现出持续释放的过程,释放时间则延长到24h左右,但随着释放时间推移,水体中磷浓度趋于稳定；扰动可显著提高沉积物磷释放量与释放速率,DIP在60r/min条件时,1h内达到最大释放量。TP在各个扰动条件下,前4-6h都表现出持续释放的状态,释放量和释放速率均随着振荡强度的增大而显著增加,但最终都稳定在相近浓度范围。
【作者】宗宁；
【导师】王宁；
【作者基本信息】安徽大学，环境科学，2014，硕士
【关键词】磷时空分布；生物可利用磷；磷分级；梯度扩散薄膜技术；内源磷释放；十五里河；巢湖；

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