| 有研究表明，对底泥磷转化、释放环节诸过程中发生影响的主要因子有pH值、溶解氧（DO）、氧化还原电位（Eh）、温度（T）、水体扰动、藻类、底栖动物、光照等。本研究选择人工湖变化较为显著的影响因素pH值、温度（T）、溶解氧（DO）和光照四个因子对人工湖沉积物磷的影响进行实验室培养法研究。
取若干1000mL锥形瓶，将10g沉积物风干样放到1000mL的锥形瓶中，每瓶加湖水1000mL，胶塞封口，并蔽光放置，每两天采用虹吸法吸取水样20mL测试上覆水总磷浓度，连续进行20d。
①温度控制试验：将模拟装置放入生化恒温培养箱中，选择8℃、15℃、25℃三种温度，分别代表了不同季节的温度。
②pH值控制试验：为模拟上层水体pH值的影响，用NaOH溶液和HSO调节上层水样起始pH值，pH值分别为5.0、7.0、9.0。
③DO控制试验：调节水中DO水平分别达到小于2.0mg/L（缺氧）、4.0mg/L和大于8.0mg/L。
④光照控制：一组放置于温度（25±1）℃未开启光照的培养箱中培养，另一组放置于同样温度开启光照的培养箱中培养，设置光照强度为（2000±50）lx。
3结果与讨论
3.1沉积物中的pH值
酸碱性是沉积物的重要性质，直接影响沉积物中磷的释放和铁、锰的赋存形态，从而影响其对生物的有效性。在低pH时，沉积物中磷容易释放而且量大速率快，尤其钙磷受其影响更为明显。在这种情况下，不仅铁磷会释放，而且铁以亚价溶出；使湖水中铁含量增加，在高pH时，沉积物中磷的释放比较困难。
人工湖各采样点沉积物pH值见表2。由实验结果可知，人工湖沉积物pH介于5.34～8.12之间，除1点大坝处为酸性外，其余各点为中性偏碱，沉积物的pH值越低，表明新建人工湖沉积物中磷越容易释放。
表2各采样点沉积物pH值
Table2ThepHvalueofsedimentsamplingsites
|
采样点
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
|
pH
|
5.34
|
6.97
|
8.12
|
7.60
|
7.08
|
3.2沉积物中磷的形态及含量
某新建人工湖各采样点特征及表层沉积物各形态磷含量测定结果见表3。本研究为研究新建人工湖的特点，选取朱广伟调查研究的甘棠湖、东湖、菜子湖、洪湖、巢湖、太湖、鄱阳湖和洞庭湖作为非新建湖泊的与新建人工湖作对比研究。某新建人工湖与其他非新建湖泊特征及表层沉积物中磷形态含量对比情况见表4。新建人工湖沉积物总磷含量在595.8～673.9mg/kg，磷形态相对含量平均值总体呈现Al-PFe-POr-PEx-POc-PACa-PDe-P特征；非新建湖泊磷形态相对含量平均值总体呈现Al-PACa-POr-PDe-PFe-POc-P特征。新建人工湖以无机磷为主，有机磷的含量较低；Oc-P、De-P、ACa-P是新建人工湖沉积物磷的主要赋存形态。而非新建湖泊也是以无机磷为主，Or-P、De-P、Fe-P、Oc-P是其表层沉积物磷的主要赋存形态。一般来说，闭蓄态磷主要是紧密包裹在铁、铝等矿物颗粒中的磷，较难释放；碎屑钙磷主要是包含在沉积物中的原生矿物颗粒中的一部分磷，一般也较难为生物利用；自生钙磷主要是沉积物中由于生物作用沉积、固结的颗粒磷，如羟基磷灰石等，这部分磷一般也较难被生物利用；有机磷主要是沉积物中各种动、植物残体、腐殖质类有机物中含有的磷，只有在有机物矿化以后才能被释放出来，也相对较难被生物利用。新建人工湖这四种形态的磷（“非活性磷”）占总磷的85.2%~87.6%。而非新建湖泊中“非活性磷”占总磷的在90%以下的甘棠湖、菜子湖和太湖均处于中-富营养水平，而90%以以上的甘棠湖、东湖、洪湖、鄱阳湖和洞庭湖均处于贫-中营养水平。交换态磷、铝磷、铁磷则相对较易释放而为生物所利用，通常称这三种磷为“活性磷”，其含量相对较低，仅占总磷的12.3%~14.8%。因此，新建人工湖应特别注重“活性磷”的控制。“活性磷”人工湖浓度分布为湖心岛处>大坝处>湖东区>库尾>滞留区。湖心岛可见，人工湖通过排泄人工湖底部的水，可以有效的减少“活性磷”溶解到上覆水中，从而对人工湖内源磷的污染得到一定的控制。
表3某新建人工湖各采样点特征及表层沉积物各形态磷含量
Table3Featuresandcontentofvariousformsofthephosphorusinsedimentsofnewartificiallake
|
采样点
|
深度/m
|
水草状况
|
Ex-P/
mg/kg
|
Al-P/
mg/kg
|
Fe-P/
mg/kg
|
Oc-P/
mg/kg
|
ACa-P/
mg/kg
|
De-P/
mg/kg
|
Or-P/
mg/kg
|
TTP/
mg/kg
|
|
1点
|
15
|
未见
|
38.0
|
1.4
|
57.3
|
216.2
|
171.2
|
113.8
|
55.8
|
653.8
|
|
2点
|
2
|
未见
|
68.3
|
2.6
|
21.0
|
49.6
|
132.5
|
347.9
|
38.6
|
660.5
|
|
3点
|
14
|
未见
|
77.9
|
7.8
|
13.0
|
40.7
|
134.9
|
372.1
|
27.5
|
673.9
|
|
4点
|
8
|
未见
|
68.8
|
6.2
|
8.9
|
156.3
|
132.5
|
202.6
|
20.5
|
595.8
|
|
5点
|
12
|
未见
|
66.3
|
1.2
|
10.9
|
174.1
|
136.1
|
218.5
|
27.6
|
634.7
|
注：TTP表示总提取磷。
表4某新建人工湖与其他非新建湖泊特征及表层沉积物中磷形态含量（mg/kg）
Table4Newartificiallakeandothernon-newartificiallakefeaturesandphosphoruscontentinsurfacesediments
|
湖泊/采样点
|
湖泊面积/km
|
采样点深度/m
|
水草状况
|
Ex-P
/mg/kg
|
Al-P
/mg/kg
|
Fe-P
/mg/kg
|
Oc-P
/mg/kg
|
ACa-P
/mg/kg
|
De-P
/mg/kg
|
Or-P
/mg/kg
|
TTP
/mg/kg
|
|
甘棠湖
|
0.8
|
2
|
未见
|
8.5
|
0.1
|
1071.7
|
1067.3
|
253.6
|
466.7
|
143.2
|
3011.2
|
|
东湖
|
33.7
|
3.8
|
未见
|
15.4
|
0.7
|
11.4
|
943.3
|
48.6
|
185.2
|
202.1
|
1406.7
|
|
菜子湖
|
172.1
|
1
|
未见
|
1.6
|
0.2
|
237.0
|
781.7
|
7.9
|
132.4
|
98.9
|
1259.5
|
|
洪湖
|
344.4
|
1.5
|
有草
|
2.4
|
0.1
|
2.1
|
226.5
|
102.4
|
281.8
|
73.7
|
689.0
|
|
巢湖
|
769.6
|
3.8
|
未见
|
0.6
|
0.1
|
51.5
|
307.5
|
18.9
|
95.1
|
132.0
|
605.7
|
|
太湖
|
2338.1
|
2.3
|
未见
|
3.2
|
0.1
|
120.0
|
240.8
|
33.8
|
122.5
|
144.7
|
665.1
|
|
鄱阳湖
|
2933
|
3
|
未见
|
0.4
|
0.1
|
5.4
|
417.8
|
3.7
|
27.7
|
34.5
|
489.6
|
|
洞庭湖
|
2432.5
|
0.9
|
未见
|
1.7
|
0.1
|
12.9
|
254.5
|
28.1
|
134.8
|
55.8
|
488.0
|
|
非新建湖泊
平均值
|
-
|
-
|
-
|
4.2
|
0.2
|
189.0
|
529.9
|
62.1
|
180.8
|
110.6
|
1076.8
|
|
某新建人工湖平均值
|
0.2
|
10
|
未见
|
63.9
|
3.9
|
22.2
|
127.4
|
141.4
|
251.0
|
34.0
|
643.7
|
1）无机磷
由图2可知新建人工湖沉积物中以无机磷IP为主，占总磷的91.5%～96.6%，以自生磷和钙磷以及闭蓄磷为主。 2/5 首页 上一页 1 2 3 4 5 下一页 尾页 |
