xx什刹海沉积物磷释放特性的初步研究-论文

1 / 6 XX什刹海沉积物磷释放特性的初步研究（龚应安 楼春华 孟庆义） 摘要：以 XX 城市中心区的什刹海为研究对象 , 通过室内模拟试验 , 探求了春季西海、后海沉积物中磷的释放情况 , 并计算出沉积物中碑的释放蚤 , 为湖泊富营养化防治提供依据。 关健词：什刹海 沉积物 模拟 释放特性 1 概述 城市湖泊污染 , 尤其是城市湖泊富营养化 , 严重影响湖泊的供水、游览、水产养殖等正常功能 , 已成为当前人们关注的主要水环境问题之一。湖泊沉积物作为湖泊营养物质的重要蓄积库 , 在一定条件下 , 沉积物中的营养物质会逐步释放 , 成 为湖泊富营养化的主导因子。研究表明 , 湖泊的氮磷比大于 7时 , 磷是湖泊富营养化的限制性营养元素 , 因此 , 研究沉积物中氮、磷等营养物质的释放状况 , 及其对水体水质及营养状态的影响具有重要的意义。 本研究用 XX 城市中心区的什刹海沉积物进行室内模拟试验 , 研究现场条件下沉积物的磷释放状况 , 为什刹海等水域富营养化防治提供一些理论依据。 材料与方法 .1 样品来集 沉积物选用柱状采泥器取什刹海西海、后海水域表层沉积物各 1 个 , 匀化后装入清洁的聚乙烯保鲜袋中备用。 2 / 6 上覆水：取西海、后海较清洁水域的水样 , 装入清洁的聚乙烯瓶中并使不留气泡 , 上覆水立即经孔径为 0.45m 的玻璃纤维滤膜过滤 , 过滤后的上覆水置于冰箱内 4 保存备用。 .模拟试脸方法 按照 2003 年预备试验确定的采样点 , 分别采集西海、后海泥样约 6kg, 并注入反应容器中 , 然后加入经 0.45m微孔滤膜过滤的上覆水 , 进行释放试验。容器中底泥层厚度为 5cm, 上覆水厚度为 20cm, 泥水样体积比为 1:4, 控制相关因素 , 进行底泥营养性污染物释放试验。 .监测项目 上覆水：取部分上覆水水样 , 水样经 0.45m 微孔滤膜过滤后 , 测定其总磷、溶解性磷等项目 。 沉积物：分析沉积物中 TP、 DP、总氮、有机质等指标。 结果和讨论 .1 沉积物的基本性状 沉积物的性状在现场取样后分析 1次 , 模拟试验结束后分析 1次 , 分析结果分别如表 1、表 2。 从表 1、 2可知 , 西海、后海沉积物的氮、磷负荷很高 ,而且在模拟试验结束后 , 沉积物中的氮、磷负荷变化很小。 .模拟试脸时间及相关参数的选取 .2.1 试验时间的选取 3 / 6 底泥释放试验选在春季进行 , 在大量查阅相关文献资料的基础上确定 , 因为春季为湖泊营养物质释放最大的季节 , 夏秋季则相对较小 , 冬季由于湖水结冰 ,无法取样。 .2.试验相关参数的选取 为保证模拟试验的可信度 , 室内试验条件尽可能接近现场状况 , 分别如下： 水温 (T), 通过对 2000-2003 年什刹海西海、后海部分水文、气象监测资料的统计与分析 , 确定室内试验时上覆水水温控制在 25 。 溶解氧 , 西海、后海水体的 DO 在 4-7 月大部分都在9mg/L 以上 , 部分时段甚至达到了过饱和状况 ,试验过程中将 DO维持在好氧状态 (大于 9mg/L以上 )。 酸碱度 , 监测数据表明 , 西海、后海水体的 PH 在 4-7月的变化很小 , 都在 8-9 之间 , 尤其是西海的 PH 值 , 全部在 8.4-8.7 之间变化 , 室内试验时控制上斑水的 PH 值为8.5。 室内模拟试验时 , 上覆水水温控制在 25 ,PH 值在 8.5, 水体处于好氧状态 , 不进行搅拌。 .模拟试脸结果及讨论 本试验的试验装置如图 1 所示。 .3.1 监测结果与讨论 试验从 2004年 4月 15日开始 ,月 24日结束。时间为 10d, 4 / 6 试验期间 , 定时取一定体积上覆水进行分析 ,分析结果如表3。 对上述结果进行分析 , 并在试验期间发现 , 上覆水的TP、 DP浓度 , 在试验前期 (4月 15 日 -20日 )有明显变化 , 但在经历了一个峰值后开始下降 , 并逐步趋于稳定 , 上覆水TP、 DP浓度中连续三四天无明显变化 , 因此 , 确定沉积物的氮磷释放趋于平衡 , 模拟试验结束。 .3.沉积物中磷释放的计算 用公式 Y=V(Cn-Co)+Vj(Cj -1-Ca)计算磷释放 Y。 Y=Y/A,R=Y/tA 式中 :V 实际柱中水的体积 /L,V=6.28L; Cn 第 n 次采样时水中营养物浓度 /(mg/L); Co 泥样上覆水的初始营养物浓度 /(mg/L); Ca 添加水后泥样上覆水的营养盐浓度 /(mg/L); n 取水样的次数 ; Vj 每次取水样的体积 /L,Vj=1.0L; Y 营养物释放量 /mg; Y 营养物释放强度 /(mg/m2); R 营养物释放速度 /(mg/m2d); t 释放时间 /d, 取 10d; A 与上覆水接触的底泥面积 /m2,A=0.0314m2。 西海、后海底泥中氮、磷释放计算结果分别如下表 4、5 / 6 表 5。 注 :表 4中的底泥中 P释放速度 R为试验期间 (10d)的平均值 , 表 5同。 计算结果 : 试 验 期 间 西 海 沉 积 物 的 磷 释 放 为1.6485(mg/m2d), 后 海 沉 积 物 的 磷 释 放 量 为0.5605(mg/m2d), 西海沉积物的磷释放量明显高于后海沉积物的磷释放量。 结语 (1)通过室内模拟试验 , 对西海、后海沉积物中氮、磷等营养物质释放情况进行了定量计算 , 为衡量湖泊沉积物对西海、后海水体富营养化的贡献率提供了一定依据。 (2)模拟试验表明 , 西海、后海沉积物的磷释放较高 , 说明沉积物中磷的释放对水体中营养物质磷的含量有一定影响 , 从西海、后海沉积物磷的释放状况来看 , 西海沉积物的影响可能更大一些。 (3)室内模拟试验中 , 相关参数的调控对试验结果影响较大 , 本研究中部分参数的调控受人为因素的影响 , 可能对试验结果带来一些影响。 参考文献 1 金相灿 , 刘鸿亮 , 等 .中国湖泊富营养化 M.XX:中国环境科学出版社 ,1992. 屠清瑛 , 顾