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在中国太湖中磷组分及pH对不同营养区沉积物磷释放的影响

摘要

在中国浅水富营养化湖泊中研究了沉积物特征，不同磷（P）组分浓度以及pH对磷释放的影响。沉积物中的总磷（TP）浓度范围从420到3408 mg kg^-1 ，无机P（IP）是主要的P部分。对于高度富营养化的沉积物，IP主要由NaOH-P组成;而对于中营养沉积物，IP主要由HCl-P组成。随着pH从2增加到6，P释放速率降低。但随着pH从8增加到12，P释放速率增加。这表明高pH促进了NaOH-P的释放，低pH促进了HCl-P的释放，并且在中性条件下没有P释放。

copy;2005 Elsevier Ltd.保留所有权利。

关键词：太湖;沉淀;磷组分;磷释放;pH值

1.介绍

污染物可能被吸附到沉积物中并积聚在湖底。这些沉积物可以作为上覆水的新污染源（Lijklema等，1993;艾布拉姆斯和贾瑞尔，1995年;吴 等人，1997年，2001年).影响湖水中磷（P）浓度的最重要因素之一是沉积物中的磷释放。释放过程可能对水质产生重大影响，并可能导致湖泊持续富营养化，特别是当外部营养物质来源得到控制（艾布拉姆斯和贾瑞尔，1995年; 谢等人，2003)因此，影响P释放的因素对沉积物进行了广泛的研究回顾过去几年(Bostrom, 1988)。有关环境因素主要包括温度、pH值、氧化还原势和水文条件。在长期以来，pH值一直是研究的主题。增加在pH条件下，磷可以与铁配合物结合而不受磷的束缚由于氢氧离子之间的竞争束缚P离子(Anderson, 1974;Kim等，2003)。pH值在以上覆水和沉积物为主影响因素为吸附、吸附、沉淀增溶和氧化还原反应通过它对可用浓度的控制铁，铝和钙，因此直接或间接地改变水、生物和化学反应。pH值成为控制 9 可得性的主要因素。

沉积物结合P用于藻类利用，因此湖泊富营养化（拉明和 贝茨，1979年).

太湖 (119⁰54#e120⁰36# 北, 30⁰56#e31⁰33# e),中国第三大淡水湖，位于中国高度发达，人口稠密的长江三角洲（Pu等，1998).它的水深范围从1到

2.5米（平均1.89米），总水面面积约2338.11公里²，平均水量约为44.297 times; 10⁸ m³ (陈，2001).该湖是饮用水，农业，水产养殖和工业用水的重要水资源，也是一个重要的水资源

重要的娱乐和旅游景点。随着经济的快速发展和水资源的大量使用，湖水受到越来越严重的污染（Pu等，1998).虽然水体的不同部分具有不同的营养水平，但整个湖泊面临严重的富营养化问题，并且沉积物中P的释放是上覆水的潜在来源。因此，进一步研究沉积物特征，磷组分及pH对磷释放的影响，对湖泊水质管理具有重要意义。然而，到目前为止，很少有研究进行过。本研究的目的是研究沉积物特征，P组分和pH值对太湖沉积物中磷释放的影响。

1.材料和方法

1.1学习区

本研究根据太湖不同部位的营养状况选择了4个采样点（图。1).站点1位于梅梁湖（31号⁰31＃e325＃N，120⁰09＃e340＃E），位于湖的西北部。该湾是工业城市 - 江苏省无锡市的主要水资源江苏省还从城市接收工业废水和污水。该海湾已被确定为中国污染最严重的水体之一（蔡 等，1997;Shen等，2001a，b).站点2位于五里湖（31⁰31＃e23＃N，120⁰16＃e35＃E），位于湖的西北端。五里湖位于近处距离东北2公里，人口100万;每天从无锡市接收数百万吨工业废水和生活污水;该地区是中国污染最严重的水体之一（Cai等，1995;Zhou等，1996;蔡， 1998).站点3位于贡湖（31⁰24＃e843＃N，120⁰15＃e242＃E），位于太湖东北部。贡湖湖水面广阔，有不错流动性和高氧气恢复能力。在太湖的这一部分发现了大型沉水植物，湖水质量相当好，并且在湖中营养（Fan et al。，1997).现场4位于东太湖（31⁰10＃e206＃N，120⁰19＃e477＃E），位于太山湖附近西山镇的东南角。这个湖是一个大而浅的海湾，有丰富的水生植物。水质保持良好，处于中营养状态（陈 等，2001;张和秦，2001).

1.2沉积物取样和分析

2003年9月从太湖的4个地点采集沉积岩心。采用30 cm LX，5 cm DI Plexiglas圆筒管的岩芯取样器。将沉淀物样品放入密封的塑料袋中放入实验室，放入冰箱中（！4 ⁰C），然后冷冻干燥并研磨，阳离子发生交换。

使用EDTAeNH^c 方法分析容量（CEC）;用K₂S₂O₈ C NaOH消化总样品后，用比色法测定总氮（TN）作为硝酸盐（中国土壤研究所 科学院，1978年).用Apollo 9000 TOC分析仪（Tekmar Dohrman Co.，USA）分析沉积物中的总有机碳（TOC）。

4

在温热的HCl 50％v / v预处理以消除无机碳（Zanini等，1998).使用Mastersizer 2000 Laser Size Analyzer（Malvern Co.，UK）测量粒度。将干燥的样品放入烧杯中，然后加入50mL蒸馏水

表格1

采样点的位置和简要描述

在分析之前，经常将烧杯摇动5分钟。测定了粒度组的百分比，包括粘土（0.02e4 mm），淤泥（4e63 mm）和砂粒（63e500 mm）（达斯，1990年).通过ICP-AES（电感耦合等离子体原子发射光谱法，PE，USA，ICP / 6500）测量沉积物中主要元素的浓度。该

通过与0.3g LiBO₂ （1000 ⁰C）的熔融溶解样品（0.1g），并用5％HNO₃再溶解。然后将该溶液用于测定主要元素的总浓度。

用酸洗的60mL注射器在沉积物表面（50cm）的正上方收集水样，然后通过0.45mm GF / C滤膜（Whatman，UK）过滤。在分析之前，将样品保存在IGLOO（Aldrich）的冰袋中。分析在24小时内进行。使用Technician Auto Analyzer II（Skalars Headquarters，Netherlands）测量总磷（TP），TN和可溶性活性磷（SRP）的浓度。使用WPA CD7000便携式现场pH计（UNICO，上海），便携式现场DO仪（TOA，日本）和透明盘，在每个位置原位测定pH，溶解氧（DO）和上覆水的透明度。所有分析数据均显示在表格1.

2.3 P分数

采用SMT方法测定P个组分，这一过程在之前的研究中也有描述(鲁班等，1999)。操作上定义的方案由五个步骤组成:naoh - extracable P (Fe/与铝、铁、锰氧化物和hcl可萃取P (CaeP, P缔合物)用Ca)、有机P、无机P和浓缩HClextractable P分别提取，hcl -萃取无机P (IP)和残留处理在450℃分解有机物并释放P有机质(凤凰社)。沉积物中TP浓度为在450℃处理样品后测定通过盐酸提取。对于每一个P分数，4是独立的在四个不同的实验室中进行了重复分析，所有数据均表示为平均值。SRP用钼进行了浓度分析blue method (Murphy and Rily, 1962)。

2.4 P释放实验

在耐热玻璃上进行了释放实验烧杯，含有氯化钾溶液和沉淀物样品在不同pH. 0.5 g的沉积物中加入13150毫升耐热玻璃烧杯的编号从1到13。然后分别为100ml 0.02 mol L1 KCl溶液

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