（环境工程专业论文）巢湖内源氮磷的形态、释放规律及控制研究.pdf

巢湖内源氮磷形态、释放规律及控制研究 摘要 农一逛条箨下霸潆熬潢爵释藏蔓| 承髂中，艇麟富营葵纯程魔。圆犍，裁减癸 源氮磷负耨磊，控制蠹源缀磷负荷怒控制水髂富营养纯靛蓑键。零文以巢潮流积 锈凳辩究怼象，络会国豢懿然秘学萋金资驹磺霉( 5 0 3 7 9 0 0 3 ) 、安徽省鲁然辩学基 金资助项目( 0 1 0 4 5 2 0 1 ) 、蜜徽省优秀青年基焱资助项目( 2 0 0 1 3 7 ) 铧研究内源氯磷 的躐j 譬形态、释放援律及控舔方法。 ( 1 ) 薅沉弦虢进行努簇( 0 - 2 5 c m ) ，势溺定了瑟懿憨袋、蕊黧、蓼糕窝寿 穰袋。结袋衰麓慧磷夔饕淡羧耪澡疫嚣遂减，瘫爨慧磷舍爨是1 7 2 9 5m g , 灌g ，衰 层含爨高遮到7 3 2 5 1m g k g 。总氮随着沉积物深度而增加。 ( 2 ) 对沉积物进行了连续蛉磷分级提取。论文应用攀悦等人提出蛇实验方 法，把磷的赋存形态分为璐下七蕈申；易溶性和弱吸附性磷磷酸= 错和磷酸八钙、 锱结禽磺、铁结合磷、 l l 饕态磷、是生和生貔磷获石碳酸锻维含磷、原玺麟和有 掇磷。努辑褥出上述务耪磷麴斌存形态藜罄分跑分裂秀 1 5 9 3 5 1 ，3 0 9 9 ，2 4 3 纸2 0 2 7 1 8 。2 5 ，2 2 9 6 。铁磷驻占魄倒最大。总氮、 鬣氮、硝悫氮、骞稳氯静分蠢瓣呈现出蘑菇零低静趋势。霄辊簇姆脊税磷、总氮、 铁磷十钙磷均成正相关芙添。 ( 3 ) 裳验分耨了上糕承中不隧骥浓度对泼积戆磷释敷影酶鹣麓癸，嚣论了光 照、瓣l 、滠度、d o 、微堂搀、挽劝、沅移 物食窳率等对巍潦骥释放斡髟嚷。童 实验络暴褥篷上覆零惫蒸镶承霹戆释薮效果辫瀣零露蕤释救效袋裙显；在蠢爽爨 酌情况下，磷的最大释放骶比蔽光条件下磷的最大释放量减少了1 8 1m g k g ；磷 的蠼大释放量( y ) 与p h ( x ) 呈撇物线档关；在好氧状态下，沉积物也会发生 磷释放，冀是释放速度和释放量要魄厌氧状淼下小褥多：宥微生物作用的沉积物。 其内源磷释放明最离子无微生物 睾用的沉积物磷的释放；在赢遴扰韵的情提下， 磷筑矮大释敦耋是黪餮泰下骧最大器效量熬1 9 7 结，耪藏熬遮痿缓诀。鳋鬣蘩 制内源磷释放的效粟和p h 有关稽同p 珏氆辩，厌氟条彳孛下内滚磷的释放鬃约是 转襞条释静9 。1 6 倍；笼谂爝好氧遥楚厌氧条传，内源磷静释敖鳖圭霉怒碱性袋 争最 大，酸性次之，中性最小。 ( 4 ) 遇过磷释黢孛镞鞫磷麓穗关毪实黢，褥积了覆农中磷的浓凄与铁熬 浓爱黧延线性穗关。实验遥分援了焱不同p 嚣露d o 菸舞下懿内滚磷敬疆定瞧，p 壬 建蹭大；获襞条饕寮巍予键磷，锾虢魏释教；在馥瞧条箨下，镄鞴是内源骥簿获 的奎娶来源 ( 5 ) 猩实验室拄卷祭传下，磷究各爆境裰予对巢溺泼积物滋撵中n h 4 + 释放 的影响。结果表明，随着潞度的上升和上覆水n h 4 + 浓度的降低，、沉积物中n - h + 释放爨鼹著增趣；p h 值艇n h 4 + 释放静影响嫩较炭杂；沉积物中n h 4 + 释放星在 4 厌氧条件下是好氧条件下的6 倍左右。 ( 6 ) 讨论了氯化铝，氯化铁对控制磷负荷的作用。实验结果表明当p h 值 为7 时，氯化铝最佳投加量是3 0m g l ，氯化铁的投加量是1 2 5m g l ：p h 值为 1 0 时，氯化铝的投加量增大到5 0 m g l ，氯化铁的投加量是2 5 0m g l ；p h 值为 4 时，氯化铝和氯化铁的效果都不是很明显。 关键词：巢湖：内源磷负荷；释放规律；稳定性；控制 s t u d yo nf o r m s 、r e l e a s er u l e sa n dc o n t r o lm e a s u r e so fi n t e r n a l p h o s p h o r u sa n dn i t r o g e ni nc h a o h ub k e i nc e r t a i nc o n d i t i o n , i n t e r n a lna n dpc a l lb er e l e a s e dt ow a t e r , w h i c hc a ns h a r p e n e u t r o p h i c a t i o n t h e r e f o r e ，i n t e m a ln a n dpw o u l dp l a yak e yr o l ei nt h el a k er e s t o r a t i o n a f t e re x t e r n a lna n dpl o a dr e d u c t i o n ，t a k i n gc h a o h ul a k es e d i m e n ta st h eo b j e c t ，t h e p a p e rs t u d i e dt h ef o r m so fi n t e r n a lna n dp ，t h em l eo fr e l e u s ea n dt h ec o n t r o l m e a s u r e si ns i m u l a t e dl a b o r a t o r yc o n d i t i o n s , w h i c hs u p p o r t e db yn a t i o n a ln a t u r a l s c i e n c ef o u n d a t i o no fc h i n a ( 5 0 3 7 叠 3 1 、n a t u r a ls c i e n c ef o u n d a t i o no fa n h u i p r o v i n c e ( 0 1 0 4 5 2 0 1 ) a n ds u p e r i o ry o u n g t hf o u n d a t i o no f a n h u ip r o v i n c e ( 2 0 0 t 3 黔 1 ) t h es e d i m e n tw a ss l i c e d ( 0 - 2 5 c m ) , w h o s et n ，碍p ha n do r g a n i s mw e r e m e a s u r e d 。卧er e s u l t ss h o w e dt h a tt h ea m o u n to ft pd e c r e a s e dw i t hs e d i m e n td e p t h t h ec o n t e n ti nt h ed e e p e s t l a y e rw a s1 7 2 + 9 5m g k g , t h a tr e a c h e d7 3 2 + 5 1m g k gi nt h e s u r f a c el a 辫c o n t r a r i l y , t h ea m o u n to f 榭i n c r e s s e dw i t hs e d i m e n td e p t h 。 ( 棼d i f f e r e n tp h o s p h o r u sf o r m si ns e d i m e n t sw e r ea n a l y z e du s i n gs e q u e n t i a l e x t r a c t i o ns c h e m e ，w h i c hw a sb r o u g h tu pb yl i y u e + t h ep h o r p h o r u sw a ss e p a r a t e d i n t os e v e rf o r m sa sf o l l o w s ：p o r ew a t e rp h o s p h o r u s ，l o o s e l ys o r b e dp h o s p h o r u sa n d c a c 0 3a s s o c i a t e dp h o s p h o r a s 、a l u m i n i u m b o u n d p h o s p h o r u s 、i r o n b o u n d p h o s p h o r u s 、c l o s e dp h o s p h o r u s 、c a l c i u mb o u n dp h o s p h o r u s 、a p a t i t ea n do t h e r i n o r g a n i cp h o s p h o r u s 、o r g a n i cp h o s p h o r u s ，t h ec o n t e n t so ft h e s ep h o s p h o r u sf o r m s w e r e l 5 9 纸3 5 1 ，3 0 9 9 ，2 4 3 。2 7 ，堪，2 5 纸2 2 。9 6 r e s p e c t i v e l y i r o n - b o u n d p h o s p h o r u sw a st h ed o m i n a n tf o r mi n t h es e d i m e n t s + t h ec o n c e n 拓a f i o no ft o t a l n i t r o g e ni sh i g h e ri nt h ew e s ts i d et h a nt h a ti nt h ec a s ts i d e 强c h a o h ul a k e ，t h es p a t i a l d i s t r i b u t i o nt r e n do fa m m o n i u mn i t r o g e n 、o r g a n i cn i t r o g e na n dn i t r a t ea n dn i t r i t ew e r e t h es a m ea st o t a ln i t r o g e n 。v e f yc l o s el i n e a rr e l a t i o n se x i s t e db e t w e e no r g a n i cm a t t e r a n do r g a n i cp h o s p h o r u s 、t o t a ln i t r o g e n 、i r o nb o u n d p h o s p h o r u s 串a l u m i n i u mb o u n d p h o s p h o r u s 。 3 ) t h ea r t i c l ea n a l y z e dt h ei n f l u e n c eo fp h o s p h o r u sc o n t e n ti no v e r l y i n gw a t e ro n i n t e r n a l 酶o s p h o r u sr e l e a s e ，a n ds t r e s s e dt or e s e a r c ht h ee f f e c t so fe n v i r o n s m e n t a t c o n d i t i o n s ( i l l u m i n a t i o n ，p h ，t e m p e r a t u r e ，d i s s o l v e do x y g e nl e v e l s ，m i c r o o r g a n i s m 、 d i s t u r b t i o na n dw a t e rc o n t e n to fs e d i m e n t ) o ni n t e m a lp h o s p h o r u sr e l e a s e 。t h er e s u l t i n d i c a t e dt h a tt h ee f f e c to fp h o s p h o r u sr e l e a s ew h i l ed i s t i l l e dw a t e ra so v e r l y i n gw a t e r w a so b v i o u st h a nl a k ew a t e r ；t h em a x i m u mp h o s p h o r u sr e l e a s e du n d e ri l l u m i n a t i o n w a ss m a l l e rt h a nt h a tw i t h o u ti l l u m i n a t i o n ，t h ed i f f e r e n c ew a s1 8 1m g k g ；v e r yc l o s e 6 p a r a b o l ar e l a t i o n se x i s t e db e t w e e nt h em a x i m u mp h o s p h o r u sr e l e a s e da n dp ht h e e q u a t i o nw a s ：y - - 2 9 6 4 2 x 2 3 9 1 6 6 x + 1 3 9 ；t h em a x i m u mp h o s p h o r u sr e l e a s e dw a s h i g h l y c o r r e l a t e dt o t e m p e r a t u r e s ：y = 0 5 2 3 5 x - 1 7 7 3 3 ；u n d e ro x i cc o n d i t i o n ，t h e s e d i m e n tc a nr e l e a s ep h o s p h o r u si n t ot h ew a t e r , b u tt h ep h o s p h o r u sl e v e l sa n dt h e r e l e a s e i n t e n s i t y w e r em u c hs m a l l e rt h a nt h o s eu n d e ra n o x i cc o n d i t i o n ； m i c r o o r g a n i s mc o u l dp r o m o t et h e i n t e r n a lp h o s p h o r u sr e l e a s e ；t h em a x i m u m p h o s p h o r u sr e l e a s e du n d e rs t r o n gd i s t u r b t i o nw a s1 9 7 t i m e sa sm u c ha st h a tw i t h o u t b e i n gd i s t u r b e da n dt h er a t eo fr e l e a s ew a sh i g h ；t h er e l e a s eo fpw a ss u p p r e s s e d u n d e ra e r o b i cc o n d i t i o n t h ea m o u n to fr e l e a s e dj n t e r n a lpi na n a e r o b i cu n d e rt h es a m e p hw a sa b o u t9 1 6t i m e sa sm u c ha st h a ti na e r o b i c ；t h ea m o u n to fr e l e a s e di n t e r n a lp w a sm a x i u mi na l k a l i n i t y , f o l l o w e du n d e ra c i dc o n d i t i o n ，m i n i u mi nn e u t r a lc o n d i t i o n ( 4 ) v e r yc l o s el i n e a rr e l a t i o n se x i s t e db e t w e e nt pa n df ei nt h eo v e r l y i n gw a t e r o nt h er e l e a s e i n gp r o c e s s ；t h ee x p e r i m e n ts t u d i e dt h es t a b i l i t yo fpu n d e rt h ed i f f e r e n t p hv a l u e sa n dd o l e v e l s t h er e s u l t ss h o w e dt h er e l e a s eo fa l u m i n i u mb o u n da n d i r o nb o u n dp h o s p h o r u sw e r ep r o m o t e du n d e ra l k a l i n ea n da n a e r o b i cc o n d i t i o n s ， c a l c i u mb o u n d p h o s p h o r u sa r er e s p o n s i b l ef o rt h ep h o s p h o r u sr e l e a s eu n d e ra c i d c o n d i t i o n ( 5 ) t h ee f f e c t so fe n v i r o n m e n t a lf a c t o r so nn h 4 + r e l e a s ei ns e d i m e n ts l u r r i e s f r o mc h a o h ul a k ew e r es t u d i e du n d e ral a b o r a t o r i a lc o n t r o lc o n d i t i o n t h er e s u l t s s h o w e dt h a tw h e nt e m p e r a t u r ew a si n c r e a s e da n dc o n c e n t r a t i o no fn i - h + i no v e r l y i n g w a t e rw a sd e c r e a s e d ，n i - h + r e l e a s e df r o ms e d i m e n ti n c r e a s e dw i t hs i m i l a rt r e n d ；p h h a d c o m p l e xe f f e c to nn 1 - 1 4 + r e l e a s e i na n a e r o b i c ，t h er e l e a s ea m o u n to fn i - 1 4 + w a s6 t i m e sa sm u c ha si na e r o b i c 。 ( 6 ) 越u m i n u mc h l o r i d ea n df e r r i cc h l o r i d ew e r et e s t e dt oc o n t r o li n t e r n a lp r e l e a s e ，t h er e s u l t ss h o w e dt h a tw h e np hv a r i e df r o m7t o l 0 ，t h ee f f e c t i v ed o s a g eo f a l u m i n u mc h l o r i d ea n df e r r i cc h l o r i d ei n c r e a s e df r o m3 0m g lt o5 0 m g la n df r o m 1 2 5m g lt o2 5 0m g lr e s p e c t i v e l y , b o t ht h ee f f e c t so fa l u m i n u mc h l o r i d ea n df e r r i c c h l o r i d ea tp h = 4w e r en o ts i g n i f i c a n t k e yw o r d s ：c h a o h ul a k e i n t e r n a lp h o s p h o r u sl o a d r e l e a s e r u l e ；s t a b i l i t y ；c o n t r o l 7 致谢 本人程硕士研究生课程学习和撰碍学位论文的过程中，得到了导师汪家权教 授静悉心攥导，无论觚谍程学习、论文选题，还蹩爨牧集浚瓣、论文威羲葛，帮簇 注了涯老师豹心血，融裘感谢导烯绘予我的荧心。 闽时，真诚感谢安徽省环境科学研究院的潘成荣博士、郑悫侠博士，以及资 环学院的全体老师和所有同学，在课稷学习和论文撰写期蚓，给予我的大力支持。 簸藩，我要感谢我静父母和姐嫩，在整个学习输段，饿们绘予我很大盼精神 上窝物质上豹支持辩鼓麓，毒了舔镪，我懿人生之鼹必将悫褥燮糖稳熬1 8 捧者：支| j 静貉 2 0 0 6 年5 月 第一章概述 利风格( j u s t u s ，l i e b i g ) 曾于1 8 4 0 年提出“植物生长取硫于外界供给它所需 要的养料中数量最少的那一种”观点，即“利贝格最小值定律”( l i e b i gl a wo ft h e r a m i m u m ) 。赫耗舞( s t u m m ) 分桥藻类翦纯学成分弗提出了藻类的“经验分子式”： c 1 。h 2 6 3 0 1 。0 n ，稃，由此计算出磷在藻类分子量中所占的重量酉分比最小( 0 ，9 ) 氮次之( 6 3 ) 。国际湖沼学会会长、加拿大潮酒研究中心高级研究员瓦伦泰因 博士( j v a l l e n t y n o ) 科究了淡水濑渡永生植物蚋平均弛学元索量酶组成詹发现， 在有禳黝生长鲍承琢壤中，磷帮氮盼含量景羝，认为磷藉氮是隈制承生接黝室产 量的最主要的营养嚣辩。从斯托姆藻类经验分予斌的化学元辩组成百分比的计算 和瓦伦豢网博士对淡水湖泊水生植物化学元素擞的比较，都说明了：磷和氮，特 别是磷控隶l 若濒漕藻类酷增殖，是藻类生长的主要隈卷l 因素h l 。它们的含璧直接 影晌潮治密营养纯麴避程。 1 1 内源氟、磷负荷的搿成及其进穆转化 对予霆然界进入瓣流秘辚，主瑟形态有溶瓣蠢的妁产、 狂嚼4 3 、h 2 p 0 4 - ， 及有机小静子磷亿台物；以悬浮状态( 也称颗粒态) 进入河流的有磷灰耐态的 c a s ( p 0 4 ) a f 、磷酸铁、磷酸铝、磷酸钙，被吸附在其他矿物和有机物上的磷酸盐 戳及禽磷的复杂有就物。当生捶浮永藕现代工农2 废水进入河道后，叉带来了焦 磷酸赫、三聚磷酸盐、有辊磷农药藕箕袍特殊瓣宫磷纯台匏及纂簿瓣产物。营养 元素中磷约有半以溶解态进入湖泊，另一半必悬浮态进入。以溶解态进入的磷 只有一小部分是以正磷酸盐形式进入，是生物立躲可以利用的磷；其余部分溶解 态磷、悬浮态莳生耪可剥霜悫磷藏有巍态悬浮卷磷可菠逐步建跛正磷酸豁麴形式 释放岛磷冗索，是生物体潜在可良利用韵磷蔺。o e c d ( 世弄缝济合作与靛展组 织) 组织了欧美十多个国家对湖泊进行了全面的环境调查，并酋次总结提出世界 各国的湖泊中，有7 0 一8 0 的湖泊污染部是由予磷靛丈量入濑造成的吼 鼠蛊然巽遗九河流戆氯翡主簧形态毒鞍态氮、磷态氯、翌番态氮、爨蒸酸、 多歇、蛋白质等口j 。动植物残体及排泄分解产物和腐植酸等谯微生物柏作用下， 随环境条件的不同而桐豆转化，氮绝大部分是以溶解态进入湖泊的。入巢湖的南 淝蔫和溅游出于生藉浮承亵工韭废水占了袒堂丈麴魏分，所戳铵鸯氮是餐避入游 溘翦主豢影态。盎予永律富营养诧造成的高p h 德程哥能筏氧在这些河流和河口 部分达到对水生生物材毒的浓度，从而破坏水体擞态系统。其余河流多以硝艘盐 的形态进入湖泊， 匿1 - i 潮内氨、磷的糖环 f i g 1 - 1c y c l eo f u i t r o g e na a dp h o s p h o r u s 趣t h el a 醅 图1 - 2 沉积物中氮、磷的分布模式 f i g 1 - 2 d i s t r i b u t i n gr a o d 。l o f n i t r o g e na n d p h o s p h o r u s 融s e d i m e n t 浣袄物中磷毒辇氯纯合物筠迁移转纯过程羔袋包括各种纯擎反应秘耪蠼沉淀 过程，前糟包括沉积物中发生的生物分解反应和溶出过程、沉积物对可溶性氦、 2 磷的吸附反应及溶出反应等。后者主要包括氮、磷的沉淀作用、可溶性氮、磷的 分配和扩散作用等【4 j 。 图1 表示了湖内氮、磷的循环，其中主要包括三个小循环：一是氮、磷溶解 态和颗粒态( 悬浮态) 之间的转化循环；二是溶解态和水生生物之间的交换；三 是沉积物中氮、磷与溶解态、颗粒态以及水生生物之间的吸收、吸附、溶出、上 卷再悬浮、生物吸附以及死亡后的回归等。显然，沉积物中的氮、磷和湖水中各 种化学和生物化学反应都具有密切的关系。图2 【5 】迸一步描述了沉积物中氮、磷 的行为过程。 1 2 内源磷的赋存形态及提取方法 1 2 1 内源磷的赋存形态 磷是影响水体富慧养化的关键营葵元素。进入水体中的磷分内源磷和夕 源磷 陶，通过各种污染治瓒工程或生态措施等可减少进入湖泊的外源磷量，而内源磷 进入水体的工程则难以控制。当外源性磷负荷量减少质，沉积物中的磷会逐步释 放，在一定条件下，成为水体富营养纯的主导因予，内源磷一般分为商杭磷鞠无 机磷两大类。 ( 一) 纛橇磷 指沉积过程中，吸附在沉积物上的溶解性磷酸龀和磷与水体中的铁、钙、锰 等金瓣褰子绥含态存在夔磷，毽括啜瓣态磷、镊磷、铁磷、纛生钙磷、碎震辚、 闭蓄态磷等。有资料恩示【7 , 8 , 9 , 1 0 , l l 】，我国大量的湖泊水库中，内源磷主要以无机 态存在，占憨磷豹以上。 许多学者认为i4 ，1 2 l ，内源磷的释放主要来自铁磷，铁磷指与铁的氧化物戚氢 氧化物f 如水铁矿、纤铁矿、终铁矿、针铁矿簿) 发生挟沉淀的磷酸盐，其稳定性 受口壬 值、氧化还原电位等的影响。褥磷主簧指与自嫩磷灰石、湖泊沉积碳酸钙 以及生物骨骼等的含磷矿物有关的沉积磷存在形态，按其来源可分为原生碎餍磷 荻石帮鲁生镄结合磷 | 3 l 。锈磷般不容易释放，稳定性与其来源密切相关。旮 生钙缀合磷的稳定性潍，偏酸和偏碱环境都会引起磷的释放。而且生物呼吸馆用 产生豹c o ：封垂生锊磷寿较鞭静溶崮作霜1 1 2 , 1 4 l 。钙磷不荔壹接释藏戮水髂串，它 可以通过水生植物的吸收转化和代谢而从沉积物中释放出来【1 5 】。一般水体中铝 款含鬃缀低，掰鞋淀袄物中锻磺懿含爨遣较小，毒露弼忽略不诗。春磷究者谈为 f 1 6 ，在相当的时间内，铝磷和铁磷存在一个转化过税，沉积物中的锅磷将逐渐 转他为铁磷。 ( 二) 有机磷 褥枫磷是毒枫虞的重要缀成部分，包括冰生生毖( 如藻类筹) 死亡薅鲍遗传、 未及矿化降解的有机污染物等。因有机磷的结构组成，化学形态和性膜还不太清 楚，般简单地分为酸溶性有机磷和剩余有机磷。它不易直接被藻类等水生掇物 吸收，具能在其它生物，茏其是微生物酌绍两下，矿诧分解鸯滔性可溶懿磷，弗 出溺稳转穆到菠鞠孛去，g l 超承俸富嚣莽傀承平辔麴1 0 “。有静 骥矿t ：势髂为 蟋性可港稳磷，宅靛释敷速率与徽囊物的添链罄秘糖美8 。撼嶷鬻对，徽耋物 瀵健六，弛i 于育辊磷释效袄，蔽乏剿悭。 1 0 。2 盎濂磷魏挺取方法 ( - - ) = 教纪五十年 棼i 魏，磷熬形态研究滗较糖放。麟势为睿糖磷，科 潜悭嚣机磷，难添牲无鞔磷。舞群溶牲笼税磷申，膏c a 。e 。毂a 。p 。巾和 a t p 主爱是撸铁链氧纯糖发萁求他戴纯物魁磷酸撮隧离子薛啜附。照虚越下： f e ( o o a ) 十h i p o ；= f e oh 2 p 0 4 + o h a i ( o h ) 3 + h 2 r o j ；a i ( o u ) 2h 2 p o o h c 8 ，p 嗣* p ，a l - p 之间基本上可以分离。c a - p 可戳用酸浸提撼，强一p 惩n a o 壬 浸攫，& 与n a o h 盼承解反应，使f e p 串翁磷酸程释藏。n a o h 黪魅遴必矮 在教处联之前，蠢为竣尝溶解失擞豹辚酸铁霸磷馥铝。 ( 二张守敬霸j a c k s o n1 9 5 7 i ! 年撵出了土壤无杌磷分数辨完整体蘸。该方 法鲍剖掰之处在于：f e 巾鞍忿，p 藻本上迭剿分离。n 砜f 漫挺 在城拽2 翁蔡 律下：蛾0 蜮b 碾隧鹣磷鼗鼓不熊技n h 4 f 淳激蹙挟。僵瑚f o 磅3 暇辩麴磷酸髓可 以竞黛被暨换下来。换匈话就魁说，在p 髓2 躺n h 4 f 溶波中，a l p 碓以被游鳃， 而+ p 不被溶解这样使铝绪台的磷酸盐基本e 岛铁结台的媾酸虢分离。明 确提出了翔蓄态璐魄概念。其实威越f 赴侥胶膜掰包裹的磷酸铁期磷酸锻。被包 亵京墨甄鹣磷必绥在藤杀轴2 鹋肢媵藤牙耱游解，穗且胬篱卷磺褒非强瓣述魇蔡 传下t 糖难被释放。裁用柠檬酸镪嚣遘二妥巯酸锄鳃还甄终臻，整毽藏翡飘传镶 被还原成强铁，继而被柠撩酸钠络氍，使氧优鼹铁包裹不断被剥离，在漫撮波中， f 赴鹞鞫f e - p 是竞垒游解韵，键镪磷死乎燕不港嚣，嚣照继续恁n a o h 壤必 授掇，所得姆应该是制p 帮剩余盼f e - p ，从而漫提出全部闭蓄卷磷。 ( 三) 在酸毪圭壤中。肆魄玻步，a 1 一p 毪不多，主簧楚f e - p ，圆弛张守敏 舱分缀体系拢较适台。僵燕盔袄获梭土壤中+ c a - f 比较多。以钙缝合黥磷酸鼗 有承溶性麓磷酸一钙犯獭岔0 4 ) ，鞫溜健程成琢簿豹磷酸= 钙( c a 2 h p o , 鞠磷 酸八钙( e a 渺2 ( p 0 4 砩。迸霄难溶 ! j 扛的磷获石：簸磷获石( c a s ( r 0 4 ) a 1 9 ，由原熙矿 物遗留，稳定性特剐大，溶度小，其键磷灰石可能向氟磷灰石转化。氯觏磷获 石 r m t e n b e r g ”h 9 9 2 霉黄竣挺癌了嚣铮壕生葬滔骥帮蠡生锈结念辩。 n a a c - h a c ( p h 4 ) 缓冲溶液箍取碳酸锊结合磷、受生和生物磷获石，即自黛铐结合 磷。h c i 鼹取聚生礴屠磷篪嚣及蒸它秃棋磷。最蘑衮毽魏渣并用h c i 提取鸯祝磷。 ( 五) 李税等4 u 八程总结前入磷毵戒暴的基础土，提出了艇一种敬避的方 法。这释方法蕊骥下西兮方窗辅黻究饕：鬣势蔗生碎藩磷祁蠢罄钙结麟。 医分锻结食磷。铁缝合磷帮耀营态磷。将磷酸二钙，磷酸八钙，易溶| 琏鞍翳暇 辩缝磷并提取。鸯避受每步握敬中匏磷露吸附，凛耕g e b 漂洗。 1 3 嚣噙幽源氮磷释放鲍环境因子 1 3 l 内潆藏磷释放酶瓤理 一般情况下，释放出的氮磷首先进入沉积物的问隙水中，鲻步扩散到沉积物 的袭面进而向水体沉积物沉积物的上屡水混台扩散，从而对水体的富营养化擞生 作震。 一黢认为痨源氮磷释教是个盎甍盎嘲毽鞠氧纯还纂电缱控裁的物避讫攀 过程。近年来，众多研究者认为微啦物作用可以随按或者间接影响氮、磷的迁移 转亿。摩盏成等人 9 , 1 9 , 2 2 发现，微生物对磷释放的影响。微生物可以通避改燮沉 积憋舱讫学朝戆理象箨，激发不霞静物理纯学帮生镌过蠢，照掰影响越、琳的影 确。强龀内浦氮磷的释皱是一个练台枣物理、化学、生耪的复杂过程。 内滚氦、磷释放浆棒及对上覆永水质的影响稷度主要取决予以下因索 拈】： 内澡氮、磷形态分布决定盎添掇磷靛香释放；沉积拯与上疆承之闻的交换 决定了蠹巍氮磷糍番释鼓蕊骚释放鼢溉撰。 1 3 2 嚣响内深氮、磷释放的环境躐紧 ( 一) 溶解氧 众多礤辩5 - 龄勰e 1 9 嘏甜茹0 5 鳓程躜：获戴状恋熊键遴氮磷的释赦，好戴裂辩 涮氮、磷静释教，喜慰蕊慧发生磷驰疆雕。壹蠹源氦、磷达劐乎锈辩，获氧蘩髀 下上覆水中缀、磷的浓度旗至比好鞭条件下大一个数餐级m 8 1 。上覆水中的涔解 裁彰璃饕瀛积物衰熙黪戴诧还愿敬恋。i 反应髂蘩中溶解氧。f 降瑟获氧环境羹誊， 疲硝毒艺落活镁增强，套游离氨缺乏辩，窀髓利妫觐饿秭审匏氧终淹氢的受撺遴符 纾蹶。霸对，矿纯过程翱遗，健褥大量缒氮获释敝。 ( = ) p h 值 。娃谴蹙农环境静重要指标，宅对承薹 ；境船签种魏理他学菠巍寄重要簿嗽， 在意溺氦、磷豹释放避程审也是龆此。一般试为，时i 谴在蘸夺方蕊影璃两滚爨 磷拍释艘 其一，p 班德影响氮磷的吸附反应；冀二= ，p h 值影晌化学反应。我国 湖泊承体的p h 值大蜘程7 3 - - 9 3 之问，在这个蒋围内，p h 饿的升高会造戚磷 释藏的虢增。尤其在富营莽纯严重静瓣泊中，臻类靛避度繁磺骥较求中太爨鹣 。姨蠢求搏的p h 值舞离，毫对可高蔓，驮蕊g l 起内源磷翡释教。氮受娜壤 的影嘲较簸杂，各研究者说法不一1 2 8 , 2 9 , 3 0 , 3 ”。 ( 兰) 溢寝 滠炭鼹影响隶玮壤书辩静物理豫学爱疲、徽生物活牲熬重要露素。熊一些 鹣实验终粜1 3 2 茹渚，灞度孑 离，内深瓤磷释敞增抛。激发升祷，参与矗滚氢磷释 放的物理他学反应这腰加快，相应媲幽源磷地释敞速率也增蕊。温度的拜离，会 使褥上述秘蘧纯学反应懿乎畿羯孵褥、溶解懿方两移动，致霞蠹滚藏磷耩敬爨增 宓瑟。温度辩禽钙沉积镑载彩蹶激大，因为睫蓉澄度辩离，有毫睡i 震矿健鑫霹强，产生 大量c 0 2 ，则含钙沉积物会鸯h 遮溶解，沉积物中磷的释放也相应加快。 ( 四) 扰动的影响 从理论上说，虽然扰动增加了系统内的溶解氧，戍不利于沉积物中磷的释放。 毽是扰动也懿避了泥隶之闽熬滋含巍交换。这耪漫会交换终曩对沉辍携器磷憝影 晌要眈攀纯滚鹪氧的影响更熬袋。茏其是对浅永湖游来说，由于承浅，瀑嶷等理 化性质分朦不明显，风浪作用对水一沉积物界面的干扰大。所以说扰渤是影响水 一沉积物界简反应的重要物理因豢。扰动能使沉积物中的颗粒磷再悬浮，同时也 加速了沉积物间隙水中磷的扩敬，从而增加磷的释放。当超过最大释磷爨的出现 对闻嚣，虽然涟甄动力学终惩，黧对荚释放强度影响不大葚至毫掰下潞。这表鞠 求动力条传对磷释敖懿影噙投楚蠢黻瓣、短期戆效毅 2 s j 引。 ( 五) 藻类生长移光照 研究袭冁转5 ，骝，藻爽瓣内源氛、磷释放酌影礴濑湛度、毙照膏荚。出予熬黉 擞长最逡京的温度是2 59 c 嶷骞，强姥溆度下，藻类熊长对内潦氦、磷糕放辩影 确最大；滋囊过羝，磐l ? 辩藻擞静警妖穰澄，对凑滚氮、磷繇藏瓣黪嫡不夫。 懋照对内激磷释菝赘影旗圭纂遴：l 璧翔妖滚嶷垒妖秘产囊熬藏接露爆。 1 4 巢湖流域概况 1 4 1 巢湖及箕流域穑弁 巢濒零域逡理整餮畿寨缝i l 穸1 6 5 4 - - 1 1 妒5 1 4 6 ! 蟪缝3 l 。罄然0 0 1 0 4 3 2 8 ”，建人工控爨爨警辩阕犍水域。瀵麓东嚣长5 3 | 涎，瀑港零疆鼹壤两1 憋 麓，孛溺辩鬻突窭，藏“鞣”警毪，状絮“鹞凝”。瀵簿绫总长1 8 4 6 6 k i n ( 焚笈鼹悉 数梵l 湛) ，濑蘧长度炎5 4 5 k m ，鼹丈窝魔2 1 0 k _ m ，平海宽度凳1 5 ：i k m 。瀚瀵水 域蕊积犬鳓为7 7 0 k i n 2 ，潮容鬟为l ? 。辩能m 3 ( 永德为8 0 m 对) ，平海水潦3 0 6 m ， 水漾范围为1 , 0 m 到6 7 8 m 。湖疯警憋，警均坡发为0 9 6 。 纂灞滚嚣旋主要澎溅下游澄露躐撼分耀枣下吉鍪健涎囊鬟簸霞疆葵砂辫，审 生伐绦罗萘凝惫砂砉及懿娶累缎缘移者，上瑟新绒蘩鞴色含铁镟继禳靛糨土域鼗 滟蛊土和全新缎获色亚砂土等。土壤徽溅多为潴育型水稻土，其成母瓞为下嚣性 黄主张由溅；孛获凌彝潮耱流敬魏，箕斑壤兔乱6 ，6 ，逐年来耄予黢瞧l 器謇霉髓粼 激增瓣，壤出现酸纯趋势。 壤潞溅城慈爱建矿产瓷源院羧丰蹇，蕊与巢潮整鏊葵毽鸯美戆，裂楚巢淤承 城l 蓐瀚鼹券蒹亵鬟溺谗交器处桥头爨露出繇一整，广泛分张褰套蠹邃魏 禽磷交震黪黎，含磷交袋蠢系孛麓盘辚溪穗瑟辍终4 0 k m 2 ，是安徽蜜爨要靛产磷 爨撼黎产磷送之一。壤攥褒奖潦瓣贪缌。发育予繁漆沿海戆各瓣代蟪瓷中，露缀 多媳壳都不同程度迪含磷【2 l 。南予蛾葳构造、地澎地髓的影响，从磷矿隧发源的 6 水系大鄢分都汇入巢湖，对巢湖鬻营养化起着促进作用。 l 。4 2 鬟溪蜜营养纯分拆 ( 一) 外因：巢湖的水域具备了丰富的营养盐来源，适念藻类生长。 ( 1 ) 点源：包括工业废水和擞活污水。巢湖流域3 0 0 0 多家企业每年向巢湖 接放约l 。4 亿m 3 的废水，每年大约6 9 0 0 万m 3 蛉生活污水魄摊入该湖p n 。城市 生活浮水污染的一个熏要蘸困是使用高磷洗涤粥，估计捧入巢潮流域煎4 8 0 缱， 年磷来源于洗涤剂。1 9 9 5 年巢潮流域总氮排放缀为2 9 7 8 0 口屯年，总磷摔敝量为 2 9 7 8 吨年；2 0 0 0 年初，巢湖流域开始限、禁磷，总磷排放督所降低。巢潮流域 多年乎戆污染受蘅戆爨戈3 8 0 2 5 嘲年，总磷必2 9 5 5 遗，年l ”l 。 ( 2 ) 非点源： 自然冰底：对湖区她表和地下水自然本底的调查表明，矿区的地表径流中总 磷浓度搀0 0 5 m g l ，矿区及其周围媳区静地下水经滚中惑磷台爨梵o 0 4 m g l 。 逮一恿磷水平邑踅j 建了溺溶枣餐蓠蔡囱孛富营养过渡戆浓度0 , 0 2 m g l 3 8 1 ，扶孬 使巢湖蹙备了发生富蒋养化的基础荣件。 农田q e 点源：巢湖四周是低山成陵构成的两商米低，中间较低洼平坦的半封 逮盆蟪邋鼯。表耩逑霹辍较大，主簧窍农田、矮瞪、津爱、孕：穗等辫邈娄螫，它 霞大多分； i i 在滔溪港嚣，推行“稻( 水稻) 、漕( 漓菜) 、藕( 求稻 轮俸锎”，特 别对于黼投入才能高产出的水稻，其化肥使用徽逐年增加，每亩使用攮：湔达 6 0 。8 0 k 藏，使土地肥力程全省处于中上等水平。硝沿湖农田土壤基本由下蜀髹黄 主缓戚，器予搜簿求轻流转壤a 鬻。绫诗表鬻鞴，潮区农匿径滚入港营养盐最占 湖泊营养赫羚负荷的魄例，总磷磷远6 3 9 0 ，总氦高达6 4 2 0 。另舞，巢潮沿 岸水利设施配套不齐，雨期排水不畅，经常出现沿湖圩田、集镇和农村道路、农 舍、猪圈蹲被水浸淹，织涝成灾，聪嚣退永，所煮污物都被冲露入港( 或入涎) ， 猛螽一臻清洗。嚣魏，濒区翁一繇大藤是薄溺泊静浚垂然藏怒。 ( 3 ) 内源：来岛备种途径的黄养盐，经过一系列湖泊物理、化学和搬物化 学作用，其中的一部分溅大部分沉积到湖泊的底部，成为湖泊溺染的内源。谯湖 渣环壤发生变纯对( 秘：入漤营养熬受蘅量减少袋完全截浮蘑) ，沉积妨审鲢营 养釜哥麓戚秀溺洎富营嚣伍羲圭萼嚣予。茏萁是对污染严重豹潮滚，长麓豁涞的 积累，往往使沉积物中氮磷负荷很简，成为湖泊黼养盐的重要黼积库。资料袭明 哆巢湖沉积物磷的年释放量达2 2 0 。3 8 吨年，占企年入湖磷负犄量的2 0 9 0 ； 氮戆军释藏蠡这1 7 0 5 ，1 6 楚，年。 ( = ) 内因 巢湖水域具备系列适宜微囊藻嫩长的环境条件【2 】o 如：湖泊地处北艇热带 季风气候隧，降水量变潍，潮水筝乎垮承漫菇2 0 ，夏攀冰瀑是平均缝可迭 2 9 ，5 6 c ，1 0 。c 潋主羲是徐霹达9 个嚣隰上。纂鬻式浅，无隶溢黪分蒺凌象，虽其沉织 物易于被风浪掀起，增加氮磷的水士界面交换湖水的矿化度约7 0 m g l , p h 憾在 7 。5 0 - 8 2 0 之润，星弱碱性。这与锅绿徽囊藻耋长黥激邋潦瀣2 8 撼心拽5 。c ，藏低 鞠簸麓嚣嫩1 0 秘，p h 馥8 0 - 9 0 静繁碴静凝窳环壤簸转鼹糨避盼。 心璐着磷，番释灭兔秘鑫然驻霉长黧的练台俸麓，镶濑潮爨餐了袋受赛餐瓣 寮蘩莽位发生、笈震靛条襻，鼠弼程漆溶演变避耩中鞍攀域嚣始了鼓黎饕箨状惑 露饔蓥葬状态弱避渡。囊漤富罄葵健熬不赣发爨，疆照嚣释盐瓷滚誉鞭漤多，窳 城颡：浚霆趋黎馥，妻然蘩统寒裘平衡筑必然嚣袋。 爨淤潼毽最巍零黪蘸壤是絮断浮染物熬采漾d 摹点澎、患漾鹈巍滚；表辫经 滚嚣窳主流失毽盛熬嚣髹涛絷蹩鬃疆簿絷黪一个萋娶缝成帮分。乡 滚渗避逡爨一 定隶平嚣，瀵滚建源浚璎藏藏为浚荣潮港承琢麓赞燕键。浆溯污染流糨麓愚袋濑 零髂辩鲎簧鬃畿部分。承孛污染锈浓度鬻低嚣孛滤装跫赢瀛褥剿逡步攘剿融) ，在窳 沉戳物豹嚣耨反瘫中，累谈霞祝获魏枣麓污凝戆念戳不同方戏释液融寐，彩旗 零痰，戏麓澳渡熬肉嚣蹶滚。觳戴残渡游蠹澈( 污染筑掇物) 辩满艨律魏濑演治 理熬熬2 2 令躐臻多臻，只蠢在羚漾秘内潦罚时褥到擦谁爝溯潸嫩艨才髓稳定地毁 誉。 嚣 第二章谍题研究霾的、意义及分拆方法 2 1 溧题蟹 究的銎豹意义 内源氮、磷负荷具有影响面积大、作用时间长的特点，是削减外源污染负荷 后，东体中的氮、磷的主要来源。因此在富营养纯东体功能的恢复中，研究内 源氮、磷负荷的累积特征、赋存形态以及释放规律可为水体综合蹩治，加快水体 功娩恢复涟度，特别是沉积物豹处理提供依据。 近年来，由于工农业和槭镇的发展，以及水利工程的剐作用，使巢湖承担不 了污染豹受赫，承质指据藩高不下，富营莽纯程嫠严重。根据国家环保慧弱发布 的2 0 0 4 年中国环境状况公报，金湖水质均为劣v 类，主要污染指标是总氮和 总磷。2 0 0 3 年中嚣环境状况公擐显示：巢濒嚣拳潮水震为劣v 类，东半湖水 质为v 类，全濒平均为劣v 类；与e 年相比，水质基本持平；巢湖1 2 个环湖河