河流水体氮、磷污染越来越受到关注,尤其是河流、湖泊氮、磷来源与影响因素等已成为研究的热点领域。海河流域是我国七大水系之一。海河是我国北方最大的季节性河流,其干流起源于三岔口,流经天津市区,经塘沽流入渤海。海河干流也被称为天津市的“母亲河”,是天津市备用水源地。因自然和人为因素,海河干流污染严重,生态环境日益恶化。 本研究以海河干流水体氮、磷等营养盐为对象,结合野外采样和室内实验,系统研究海河水体氮、磷污染现状及其分布特征,分析海河氮、磷污染来源,并通过对海河沉积物磷形态的分级提取,研究海河沉积物磷的形态及沉积特征。在此基础上,模拟研究海河沉积物室外静态释放。主要研究结论如下： (1)海河干流表层水体氮、磷污染严重。氮、磷污染分布呈显著的空间性变异。以二道闸为界,上游河段磷污染较严重,下游河段氮污染较严重且海河氮污染以氨氮为主。海河干流磷主要来源城区生活污水和工业废水,氮主要来源于农田废水的排放。 (2)海河干流沿岸沟渠内表层水氮、磷浓度显著高于干流,沟渠是海河重要的潜在污染源。 (3)海河沉积物组成以粗颗粒的砂质为主,粉粒次之,粘粒最少。沉积物中有机质、总氮和总磷的粒度效应不明显,一般而言,细颗粒沉积物中有机质、总氮和总磷含量较高。 (4)沉积物有机质含量较高,沉积物中有机质含量与总氮含量有很强的相关性,主要来源于陆源污染。垂直方向上,沉积物中有机质、总氮和总磷变化复杂,主要受沉积状况和沉积条件影响。 (5)海河沉积物磷主要以钙磷形态存在,占总含量的42.7-85.5％,含量相对稳定,随深度变化不大。残渣态磷含量仅次于钙磷,这部分磷主要由有机磷和沉积物晶格中难提取的无机磷组成,很难被生物利用。与水体富营养化的关系最为密切的可交换态磷和铁(铝)结合态磷在沉积物中相对含量较低,但由于沉积物中总磷含量的基数很大,因此其潜在富营养化作用应该引起足够的重视。 (6)室外模拟研究表明,在沉积物氮、磷污染严重情况下,通过置换上覆水虽然能在短期内降低上覆水氮、磷浓度,但污染沉积物有持续释放氮、磷的能力,释放的氮、磷足以维持水体富营养化需求。磷的释放不仅与沉积物和上覆水中磷的浓度差有关,还与沉积物中磷的化学形态有关。高盐度能抑制沉积物中氮的释放。