三峽水庫香溪河庫灣內(nèi)源磷負(fù)荷研究.pdf

1、　　自三峽水庫蓄水以來,庫區(qū)水位抬升、水體流速減緩,延長了污染物在水體中的滯留時間,許多庫灣和支流均暴發(fā)了不同程度的水華,引起了社會各界的廣泛關(guān)注。沉積物是水域中污染物發(fā)生遷移和轉(zhuǎn)化的重要場所,在水生態(tài)系統(tǒng)中充當(dāng)著“源”或“匯”的角色。因此,研究清楚三峽水庫蓄水后支流庫灣沉積物的特征、影響因素以及向上覆水體釋放營養(yǎng)鹽的機(jī)理,是明晰庫灣的水環(huán)境狀況和解決水體富營養(yǎng)化問題的基礎(chǔ)。
　　本文以三峽水庫香溪河庫灣為研究對象,采集了沉積物

2、-水界面樣品并現(xiàn)場分層,在實驗室條件下測定了沉積物孔隙水和上覆水中的溶解性總磷濃度(DTP),分析了沉積物特性以及內(nèi)源磷的賦存形態(tài)、時空分布特征,初步探討了有機(jī)質(zhì)(OM)、磷形態(tài)、DTP 濃度等與環(huán)境因子之間的相關(guān)性,揭示了磷在沉積物-水界面的源匯轉(zhuǎn)化規(guī)律,為三峽水庫生態(tài)系統(tǒng)逐步形成演化過程中持續(xù)研究香溪河沉積物磷遷移轉(zhuǎn)化積累參考數(shù)據(jù),為庫區(qū)沉積物的內(nèi)源磷控制提供數(shù)據(jù)參考。主要工作及認(rèn)識如下：
　　(1) 沉積物的特性： 香溪河

3、上覆水pH值呈中性偏弱堿性,沉積物隨沉積深度的增加還原性逐漸增強(qiáng)。沉積物粒度組成以粉砂為主,占 59.14%,其次是黏土和砂,自上游向河口,粘土含量逐漸增加,而粉砂、砂粒含量呈減少趨勢。沉積物中的優(yōu)勢礦物為綠泥石、石英和伊利石,含量分別為27.19、26.12和20.43%；其次是長石、白云石和方解石,含量分別為 9.22、7.75 和 7.36%。總有機(jī)碳(TOC)平均含量為10.97mg/kg,從上游到河口含量沿程遞減。
　

4、　(2) 沉積物中總磷和各形態(tài)磷的含量及分布特征：香溪河總磷含量(TP)范圍為715~1057mg/kg,平均值831mg/kg。從上游到河口,表層沉積物(0~4cm)的TP含量呈現(xiàn)出“中間高兩頭低”的空間分布規(guī)律。沉積物中的磷主要以無機(jī)磷形式存在,從各形態(tài)磷的含量變化范圍來看,HCl-P>NaOH-P>Res-P>BD-P>NH4Cl-P,無機(jī)磷組成以Ca-P為主。生物有效性磷(BAP)占總磷百分含量的35%,即沉積物中約有35%的磷

5、可以在環(huán)境條件適宜的情況下釋放出來,被生物再次利用。
　　(3) 沉積物中磷形態(tài)與沉積物理化性質(zhì)的相關(guān)性分析。沉積物中的 TP 含量與 IP的相關(guān)性最好(r=0.970,N=44),有機(jī)質(zhì)含量與多種形態(tài)磷含量呈正相關(guān)關(guān)系,其中與BD-P、HCl-P相關(guān)性最好,都達(dá)到極顯著水平,NaOH-P與粒徑小于4μm的黏土級細(xì)粒組分存在較為顯著的正相關(guān)性(r=0.510,N=44)。
　　(4) 香溪河庫灣沉積物-水界面磷的釋放通量

6、。沉積物-水界面上覆水的 DTP 含量范圍為 0.035~0.197mg/L,平均值 0.137mg/L,較孔隙水高出一個數(shù)量級。DTP 濃度與NaOH-P有較好的相關(guān)性(r=0.693,N=44),達(dá)到極顯著水平,與NH4Cl-P、BAP 存在正相關(guān)性。通過 Fick 定律求得沉積物 DTP 的釋放通量較小,范圍為-6.315~-1.581mg·(m2·a)-1,總體上表現(xiàn)為 DTP 的“匯”。由于三峽庫區(qū)水體滯留時間較短,水深較大,