巢湖内源氮磷的形态、释放规律及控制研究

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在一定条件下,内源氮磷可释放到水体中,加剧富营养化程度。因此,削减外源氮磷负荷后,控制内源氮磷负荷是控制水体富营养化的关键。本文以巢湖沉积物为研究对象,结合国家自然科学基金资助项目(50379003)、安徽省自然科学基金资助项目(01045201)、安徽省优秀青年基金资助项目(200137)等研究内源氮磷的赋存形态、释放规律及控制方法。 (1)对沉积物进行分层(0-25cm),并测定了各层的总磷、总氮、pH和有机质。结果表明总磷随着沉积物深度而递减,底层总磷含量是172.95 mg/kg,表层含量高达到732.51mg/kg。总氮随着沉积物深度而增加。 (2)对沉积物进行了连续的磷分级提取。论文应用李悦等人提出的实验方法,把磷的赋存形态分为以下七种:易溶性和弱吸附性磷磷酸二钙和磷酸八钙、铝结合磷、铁结合磷、闭蓄态磷、自生和生物磷灰石碳酸钙结合磷、原生磷和有机磷。分析得出上述各种磷的赋存形态的百分比分别为1.59%,3.51%,30.99%,2.43%,20.27%,18.25%,22.96%。铁磷所占比例最大。总氮、氨氮、硝态氮、有机氮的分布均呈现出西高东低的趋势。有机质与有机磷、总氮、铁磷+钙磷均成正相关关系。 (3)实验分析了上覆水中不同磷浓度对沉积物磷释放影响的差异,讨论了光照、pH、温度、DO、微生物、扰动、沉积物含水率等对内源磷释放的影响。由实验结果得出上覆水为蒸馏水时的释放效果比湖水时的释放效果明显;在有光照的情况下,磷的最大释放量比蔽光条件下磷的最大释放量减少了1.81 mg/kg;磷的最大释放量(y)与pH(x)呈抛物线相关;在好氧状态下,沉积物也会发生磷释放,只是释放速度和释放量要比厌氧状态下小得多;有微生物作用的沉积物,其内源磷释放明显高于无微生物作用的沉积物磷的释放;在高速扰动的情况下,磷的最大释放量是静置态下磷最大释放量的1.97倍,释放的速度很快。好氧抑制内源磷释放的效果和pH有关。相同pH值时,厌氧条件下内源磷的释放量约是好氧条件的9.16倍;无论是好氧还是厌氧条件,内源磷的释放量均是碱性条件最大,酸性次之,中性最小。 (4)通过磷释放中铁和磷的相关性实验,得出了上覆水中磷的浓度与铁的浓度呈正线性相关。实验还分析了在不同pH和DO条件下的内源磷的稳定性,pH值增大,厌氧条件有利于铝磷,铁磷的释放;在酸性条件下,钙磷是内源磷释放的主要来源。 (5)在实验室控制条件下,研究各环境因子对巢湖沉积物湿样中NH4+释放的影响。结果表明,随着温度的上升和上覆水NH4+浓度的降低,沉积物中NH4+释放量显著增加;pH值对NH4+释放的影响比较复杂;沉积物中NH4+释放量在
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