東昌湖沉積物磷形態(tài)及吸附釋放特征研究.pdf

1、湖泊富營(yíng)養(yǎng)化是我國(guó)面臨的最大水環(huán)境問(wèn)題之一，而沉積物-水界面磷行為的研究是揭示富營(yíng)養(yǎng)化機(jī)理的重要方面。不同形態(tài)的磷、有機(jī)質(zhì)、粒度的分布特征，磷的不同形態(tài)之間以及同有機(jī)質(zhì)、粒度的相關(guān)性分析是研究的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。另外，沉積物吸附和釋放磷是有條件的，它受到多種因素的影響，包括沉積物本身理化性質(zhì)，如粘土礦物種類(lèi)和含量、粒徑大小和環(huán)境條件，如上覆水磷濃度、擾動(dòng)、溶解氧等。本研究以富營(yíng)養(yǎng)化的城市淺水湖泊東昌湖為例，以沉積物中的磷為研究對(duì)象，通過(guò)對(duì)沉積物

2、中的磷形態(tài)分析及磷吸附釋放的室內(nèi)模擬研究，探討沉積物磷吸附和釋放規(guī)律，為治理湖泊富營(yíng)養(yǎng)化提供技術(shù)參考。主要得到的結(jié)論如下：
　　運(yùn)用SMT（Standards, measurements and testing）法測(cè)定了東昌湖沉積物中總磷（TP）、無(wú)機(jī)磷（IP）、有機(jī)磷（OP）、金屬氧化物結(jié)合態(tài)磷（NaOH-P）、鈣結(jié)合態(tài)磷（HCl-P）的含量。其中TP含量為381.37～626.52 mg/kg，平均含量為497.76 mg/k

3、g。不同形態(tài)磷含量大小順序?yàn)門(mén)P>IP>HCl-P>NaOH-P>OP。TP與不同形態(tài)的磷均成正相關(guān)，其中與IP、NaOH-P和HCl-P相關(guān)性好，而與OP相關(guān)性差。
　　室內(nèi)模擬試驗(yàn)表明，沉積物吸附磷的動(dòng)力學(xué)過(guò)程分為初期的快吸附（前7 h）和后期的慢吸附兩個(gè)過(guò)程。熱力學(xué)等溫吸附過(guò)程很好地符合Langmuir模型。粘土礦物對(duì)沉積物吸附磷能力的影響與粘土礦物性質(zhì)關(guān)系很大，適量摻雜高嶺土增加了沉積物吸附磷的能力，隨著膨潤(rùn)土摻雜比例的增

4、加，吸附能力逐漸增強(qiáng)，而摻雜沸石降低了吸附磷能力。另外不同粒徑沉積物吸附磷試驗(yàn)結(jié)果表明，沉積物顆粒越細(xì)，對(duì)磷的吸附能力也就越強(qiáng)。
　　上覆水磷濃度，擾動(dòng)和溶解氧都對(duì)沉積物釋放磷有一定的影響。上覆水與沉積物磷濃度之間存在濃度差是引起磷釋放的先決條件。上覆水為蒸餾水時(shí)的磷釋放量要明顯大于湖水。一定強(qiáng)度內(nèi)（0～150 r/min），磷釋放量隨著擾動(dòng)強(qiáng)度的增加而增加，超過(guò)一定限值，反而減小。在停止擾動(dòng)后的沉降過(guò)程中，總磷下降幅度要大于可溶