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ad i s s e r t a t i o ni ne n v i r o n m e n t a le n g i n e e r i n g s t u d y o ns p a c ed i s t r i b u t i o nc h a r a c t e r i s t i c so f s e d i m e n tn u t r i e n to fh u a i n a np a n j im i n ea n d x i e q i a om i n ec o l l a p s ea r e a s c a n d i d a t e :f e n g n a n a s u p e r v i s o r :g a ol i a n g m i n s c h o o lo fe a r t ha n de n v i r o n m e n t a n h u iu n i v e r s i t yo fs c i e n c ea n dt e c h n o l o g y n o 1 6 8 ,s h u n g e n gr o a d ,h u a i n a n ,2 3 2 0 01 ,p r c h i n a 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工 作及取得的研究成果。据我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地 方以外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包 含为获得塞筮理王太堂或其他教育机构的学位或证书而使用 过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文 中作了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名:j 塑雌日期:2 韭年j 月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解塞筮堡王太堂有保留、使用学位论文 的规定,即:研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于 塞邀垄三太堂。学校有权保留并向国家有关部l - j 或机构送交论文的 复印件和磁盘,允许论文被查阅和借阅。本人授权安徽理工大学 可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采 用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。( 保密的学位 论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名:沼琊冽弓 导师始南白 签字日期:刊z 年6 月7 日 签字日期:训2 年6 月1 日 摘要 摘要 底泥是水体三大环境要素之一,一方面即可以吸收污染物净化水体,另一方 面,当底泥自身吸污能力达到一定容量时,将成为水体重要的内源污染源之一, 向水体释放污染物质。因此,底泥的营养状况对水体水质的影响至关重要。采用 传统地统计学与地理信息系统( g i s ) 软件相结合,达到了对底泥养分从定性到定 量的全面分析,可以准确地了解研究区域具体每一点位的营养状况。有机质、速 效钾、全磷、全氮四个指标是底泥营养物质代表性的指标,具有重要的研究价值。 了解底泥的空间分布特征,对于底泥上水覆水体水质改善与污染控制可以提供一 定的科学依据。本文主要针对淮南市潘集杨庄、谢桥塌陷区两个矿区的典型代表 水域进行布点采样、分析,主要结论如下: 1 潘谢塌陷区底泥采样点的有机质、速效钾、全磷、全氮垂直分布分析结果, 未发现统一变化规律。 2 杨庄塌陷区周边土壤有机质的平均含量范围在1 4 8 6 - 2 1 8 8g k g ,底泥平 均含量范围在3 9 2 5 - 4 8 8 8g k g 。可以得知,杨庄底泥中的机质含量明显高于周边 土壤,约为其2 倍的含量。从变异系数得知,底泥有机质的变异系数远大于土壤 有机质的变异系数,说明底泥有机质的变异程度较高。谢桥塌陷区周边土壤、底 泥有机质的均值含量范围分别在3 1 4 3 、3 1 4 1g k g ,两者均值含量较为接近, 土壤与底泥的有机质变异系数在2 0 左右浮动,变异程度不大。 3 杨庄、谢桥塌陷区两矿区周边土壤各层速效钾含量分布较为均匀、变幅不 大,含量也相近,其均值分别为6 8m g k g 、8 0 m g k g ,杨庄土壤中的速效钾平均值含 量略低于谢桥土壤的;其底泥速效钾的平均值含量分别为2 2 2 、1 2 0m g k g ,底泥 速效钾含量却显著高于谢桥的;两矿区底泥中的速效钾含量均高于周边土壤的, 而且杨庄塌陷区底泥速效钾含量显著高于土壤,约为土壤含量的3 倍;杨庄塌陷 区周边土壤、底泥速效钾的变异系数均小于5 0 ,属于中等变异,谢桥塌陷区周 边土壤速效钾变异程度较小,属于中等变异,而其底泥的变异程度较高,说明底 泥受到多种环境的影响。 4 杨庄、谢桥土壤中的全磷含量平均值分别为0 0 2 1 5 、0 0 3 3 4 :可得知, 谢桥土壤中的全磷含量高于杨庄土壤的,约为其1 5 倍;杨庄、谢桥底泥中的全磷 含量平均值分别为0 0 3 0 2 、0 0 3 6 2 ,谢桥底泥中的全磷含量根据平均值的计算 结果,略微高于杨庄的。杨庄底泥中的全磷含量高于周边土壤的,而谢桥底泥中 的全磷含量与土壤的相差不大,含量较为接近。两矿区全磷的变异系数均在1 0 - - , 安徽理工大学硕士学位论文 1 0 0 之间,属于中等变异。 5 杨庄、谢桥塌陷区底泥全氮的平均值含量分别为0 1 3 2 7 、0 11 0 4 ,杨 庄底泥全氮含量略微高于谢桥的。杨庄塌陷区底泥中全氮含量高于周边土壤的, 约为其2 倍,谢桥塌陷区周边土壤的全氮含量与底泥中的相近。根据变异系数计 算结果,杨庄塌陷区周边土壤全氮的变异程度小于谢桥周边土壤的,而底泥变异 程度却大于谢桥底泥的。 6 杨庄塌陷区底泥各层有机质含量较为丰富,主要处于i 级与i i 级标准,谢 桥塌陷区底泥各层有机质含量主要处于i 级至i 级标准。 7 。杨庄底泥速效钾的含量由东至西呈逐渐递增的趋势,且三层变化趋势基本 一致,其中西部含量均处于i 级标准,含量丰富。谢桥塌陷区底泥速效钾第一层 与第二层的分布趋势较为相近,含量范围主要处于i i i 级标准。第三层与第四层的 分布趋势较为相近,速效钾含量范围主要处于i i i 、级标准。 8 杨庄塌陷区底泥第一层与第三层的全磷含量较为均匀,单一,含量数值分 别集中于0 0 3 2 与0 0 2 ,第一层要略高于第三层的含量。第二层的含量分布范 围较广一些,含量范围为0 0 2 3 6 0 0 5 1 8 ,第二层东部含量范围与第三层相近, 西部含量范围则要高于第一层与第三层。谢桥塌陷区底泥四个层次的全磷含量分 布格局各不相同,但含量范围主要在o 。0 2 0 0 4 。 9 杨庄塌陷区底泥全氮含量的平面插值分布,三个层次东部区域含量范围均 在0 2 以内,西部区域含量较东部区域高,各个层次含量范围不一,各有特点。 谢桥塌陷区底泥全氮含量第一层、第二层、第四层含量范围主要在0 1 0 1 5 。 第一层与第三层的分布格局较为复杂,而第二层与第四层全氮含量分布格局则较 为简单明了。 1 0 杨庄塌陷区底泥各营养指标与上覆水体营养指标的相关性分析结果表 明:杨庄塌陷区底泥中全磷与速效钾相关性较好,相关系数为0 6 7 1 ;底泥中全氮 与底泥有机质显著相关,相关系数高达0 8 8 9 ;水中总磷与底泥有机质、速效钾、 全磷、全氮均相关,且与有机质、全氮显著相关;水中的总氮与底泥的有机质、 全氮、水中的总磷呈极显著相关。谢桥塌陷区底泥各营养指标与上覆水体营养指 标的相关性分析结果表明:谢桥塌陷区底泥速效钾与有机质显著相关;底泥全氮 与有机质、速效钾、全磷相关,且与全磷呈极显著相关,其相关系数为0 8 2 7 。 l1 杨庄塌陷区底泥各营养元素与周边土壤相关性分析结果表明:杨庄塌陷 区底泥中的全磷与土壤中的全氮相关性较好,在0 0 5 水平下,相关系数为0 8 2 4 , 其余各项营养指标之间未发现较好的相关性;谢桥塌陷区底泥各营养元素与周边 摘要 土壤相关性分析结果表明:谢桥塌陷区周边土壤中的有机质与底泥中的全磷、全 氮具有较好的相关性,在0 0 1 水平下,土壤中的有机质与底泥中的全磷的相关系 数为0 8 7 6 ,在0 0 5 水平下,土壤有机质与底泥全氮的相关系数为一0 7 3 3 。 图 9 8 】表【3 1 】参 9 6 】 关键词:煤矿塌陷区;底泥;营养物质;空问分布特征:相关性 分类号:6 1 0 2 0 1 i i 原书空白页 不缺内容 摘要 a b s t r a c t s e d i m e n ti so n eo ft h r e em a j o re n v i r o n m e n t a lf a c t o r so fw a t e r ,o nt h eo n eh a n d , i tc a np u r i f yw a t e rb ya b s o r b i n gp o l l u t a n t s ,o nt h eo t h e rh a n d ,w h e nt h ed i r ta b s o r p t i o n c a p a c i t yo ft h ed e d i m e n ti t s e l fr e a c h e sac e r t a i nd e g r e e ,i tw i l lb eo n eo fi m p o r t a n t e n d o g e n o u sp o l l u t i n gs o u r c e ,r e l e a s i n gp o l l u t a n tt ow a t e r s t h e r e f o r e ,i t i sv e r y i m p o r t a n tt h en u t r i t i o n a ls t a t u so ft h es e d i m e n tf o rt h ew a t e rq u a li t y c o m b i n e dt w o k i n d so fs o f t w a r et h et r a d i t i o n a ls t a t i s t i c sa n dg e o g r a p h i ci n f o r m a t i o ns y s t e m ,i tc a n m a k et h en u t r i e n t so f s e d i m e n ta c h i e v ec o m p r e h e n s i v ea n a l y s i sf r o mt h eq u a l i t a t i v et o q u a n t i t a t i v e ,a c c u r a t e l yu n d e r s t a n d i n gr e s e a r c ha r e an u t r i t i o n a ls t a t u so fe v e r yp o i n t o r g a n i cm a t t e r , a v a i l a b l ep o t a s s i u m ,t o t a lp h o s p h o r u s ,a n dt o t a ln i t r o g e nf o u ri n d e xa r e t h er e p r e s e n t a t i v eo ft h es e d i m e n tn u t r i e n t si n d e x ,w h i c hh a v ea ni m p o r t a n tr e s e a r c h v a l u e u n d e r s t a n d i n gt h es p a c ed i s t r i b u t i o nf e a t u r e so fs e d i m e n t ,i tc a np r o v i d e s c i e n t i f i cb a s i sf o rt h ew a t e rq u a l i t yi m p r o v e m e n ta n dc o n t r o l l i n gp o l l u t i o n i nt h i s a r t i c l e ,t h ed i s t r i b u t i o na m p l i n ga n da n a l y s i sa tp a n j iy a n g z h u a n ga n dx i e q i a o c o l l a p s ea r e a o ft h eh u a i n a nc i t y , w h i c h a r et h et y p i c a lr e p r e s e n t a t i v eo ft h e s u b s i d e dw a t e r s ,t h em a i nc o n c l u s i o n sa r ea st h ef o l l o w s : 1 t h ev e r t i c a ld i s t r i b u t i o na n a l y s i sr e s u l t so ft h es e d i m e n to r g a n i cm a t t e r , a v a i l a b l ep o t a s s i u m ,t o t a lp h o s p h o r u s ,t o t a ln i t r o g e no ft h ep a n x i ec o l l a p s ea r e a ,d i d n o tf i n du n i f i e dv a r i a t i o nr u l e 2 t h eo r g a n i cm a t t e ra v e r a g ec o n t e n to ft h es u r r o u n d i n gs o i lo ft h ey a n g z h u a n g i s14 8 6 21 8 8g k g ,t h ea v e r a g el e v e lo ft h eo r g a n i cm a t t e ri nt h es e d i m e n tf r o m 3 9 2 5t o 4 8 8 8 9 k g t h e r e f o r e ,t h eo r g a n i cm a t t e r c o n t e n to ft h es e d i m e n ti n y a n g z h u a n gw a so b v i o u s l yh i g h e rt h a ns u r r o u n d i n gs o i l s ,w h i c hi sa b o u t2t i m e st h e c o n t e n t f r o mt h ec o e f f i c i e n to fv a r i a t i o n ,t h ev a r i a t i o nc o e f f i c i e n to ft h eo r g a n i c m a t t e ro ft h es e d i m e n tm o r eh i g h e rt h a nt h es o i l s t h ea v e r a g ec o n t e n to ft h eo r g a n i c m a t t e ro ft h es o i l sa n ds e d i m e n ti nx i e q i a oc o l l a p s ea r e ar e s p e c t i v e l ys c o p ef r o m31 ,一 4 3 ,31 - 一41g k g t h ea v e r a g ec o n t e n ti sm o r eb o t ht h es o i la n ds e d i m e n tt h ev a r i a t i o n c o e f f i c i e n to f t h eo r g a n i cm a t t e ra ta b o u t2 0 f l o a t i n g ,t h ev a r i a t i o nd e g r e ei sn o th i g h 3 b o t hy a n g z h u a n ga n dx i e q i a ot h ee a c hl a y e ro fa v a i l a b l ep o t a s s i u mc o n t e n t a r em o r eu n i f o r md i s t r i b u t i o n ,f l o a t i n gr a n g ei sn o tb i g ,c o n t e n ti sc l o s e ,t h ea v e r a g eo f t h ea v a i l a b l ep o t a s s i u mc o n t e n tr e s p e c t i v e l yi s6 8m g k g ,8 0 m g k g t h ea v e r a g eo ft h e s o i la v a i l a b l ep o t a s s i u mc o n t e n ti ny a n g z h u a n gi ss l i g h t l yl o w e rt h a nx i e q i a o i t s v 一 安徽理工大学硕士学位论文 a v e r a g eo fa v a i l a b l ep o t a s s i u mc o n t e n tr e s p e c t i v e l y i s2 2 2 、l2 0m g k g t h ea v a i l a b l e p o t a s s i u mc o n t e n t i nt h es e d i m e n to ft h ey a n g z h u a n gs i g n i f i c a n t l yh i g h e rt h a n x i a o q i a o ;b o t hm i n i n ga r e at h ea v a i l a b l ep o t a s s i u mc o n t e n ti nt h es e d i m e n ta r eh i g h e r t h a nt h es u r r o u n d i n gs o i l ,a n dt h ea v a i l a b l ep o t a s s i u mc o n t e n ti ns e d i m e n to ft h e y a n g z h u a n gi ss i g n i f i c a n t l yh i g h e rt h a nt h es o i l ,a b o u tt h r e et i m e st h a ns o i l t h e a v a i l a b l ep o t a s s i u mv a r i a t i o nc o e f f i c i e n to ft h es u r r o u n d i n gs o i la n dt h es e d i m e n ti n y a n g z h u a n gw e r el e s st h a n5 0 ,b e l o n gt om e d i u mv a r i a t i o n s t h ev a r i a t i o nr a n g eo f a v a i l a b l ep o t a s s i u mi sm o r es l i g h t e ri ns u r r o u n d i n gs o i lo ft h ex i e q i a o ,b e l o n gt o m e d i u mv a r i a t i o n a n di t ss e d i m e n tv a r i a t i o nd e g r e ei sh i g h e r , e x p l a i n i n gi t ss e d i m e n t e f f e c tb yv a r i o u se n v i r o n m e n t 4 t h ea v e r a g eo ft h et o t a lp h o s p h o r u sw e r e0 0 215 ,0 0 3 3 4 i nt h es o i lo ft h e y a n g z h u a n ga n dx i e q i a o w ea l s of o u n dt h a tt h et o t a lp h o s p h o r u si nt h es u r r o u n d i n g s o i lo fx i e q i a oh i g h e rt h a ny a n g z h u a n g ,a b o u t1 5t i m e s t h ea v e r a g eo ft h et o t a l p h o s p h o r u si sr e s p e c t i v e l y0 0 3 0 2 ,0 0 3 6 2 i nt h es e d i m e n to ft h ey a n g z h u a n ga n d x i a o x i e a c c o r d i n gt ot h ea v e r a g ec a l c u l a t i o nr e s u l t s ,t h et o t a lp h o s p h o r u sc o n t e n ti n s e d i m e n to fx i e q i a os l i g h t l yh i g h e rt h a ny a n g z h u a n g t h et o t a lp h o s p h o r u sc o n t e n t i ns e d i m e n to fy a n g z h u a n gi sh i g h e rt h a nt h ei t ss u r r o u n d i n gs o i l ,b u tt h e r ei sl i t t l e d i f f e r e n c eb e t w e e ni ns e d i m e n to ft h ex i e q i a oa n di n ss u r r o u n d i n gs o i l ,i t sc o n t e n sa r e m o r ec l o s e t h ev a r i a t i o nc o e f f i c i e n to ft o t a lp h o s p h o r u si nt w om i n i n ga r e aw e r e b e t w e e n10 10 0 ,b e l o n gt om e d i u mv a r i a t i o n s 5 t h ea v e r a g eo ft h es e d i m e n tt o t a ln i t r o g e nc o n t e n ta r e0 1 3 2 7a n d0 11 0 4i n y a n g z h u a n ga n dx i e q i a oc o l l a p s ea r e a y a n g z h u a n gs e d i m e n tc o n t e n ta r es l i g h t l y h i g h e rt h a nx i e q i a o t h et o t a ln i t r o g e nc o n t e n ti nt h es e d i m e n to f t h ey a n g z h u a n gi s h i g h e rt h a nt h es u r r o u n d i n gs o i l , a b o u ti t s2t i m e s ,t h en i t r o g e nc o n t e n t i nt h e s u r r o u n d i n gs o i lo ft h ex i e q i a oi ss i m i l a rw i t hi t ss e d i m e n t a c c o r d i n gt ot h ev a r i a t i o n c o e f f i c i e n tc a l c u l a t i o nr e s u l t s ,t h et o t a ln i t r o g e nv a r i a t i o n i nt h es u r r o u n d i n gs o i lo f t h ey a n g z h u a n gi sl e s st h a nx i e q i a o s u r r o u n d i n gs o i l b u t ,t h ev a r i a t i o no ft h e s e d i m e n ti sg r e a t e rt h a nx i e q i a os e d i m e n t 6 t h eo r g a n i cm a t t e rc o n t e n to ft h ee a c hl a y e ri sa b u n d a n gi nt h es e d i m e n to ft h e y a n g z h u a n gs u b s i d e da r e a ,m a i n l yi ni l e v e la n di il e v e ls t a n d a r d ,t h ee a c hl a y e r o r g a n i cm a t t e rc o n t e n to ft h e s e d i m e n to ft h ex i e q i a op r i m a r i l yi nil e v e lt oi i i l e v e ls t a n d a r d 摘要 7 t h ea v a i l a b l ep o t a s s i u mc o n t e n ti ns e d i m e n to ft h ey a n g z h u a n gi sg r a d u a l l y i n c r e a s e dt r e n df r o me a s tt ow e s t ,a n dt h ec h a n g et r e n do ft h et h r e ea r eb a s i c c o n s i s t e n t ,t h ew e s t e nc o n t e n ta r ei n il e v e ls t a n d a r d ,i t sc o n t e n ti sr i c h t h ef r i s tl a y e r a n dt h es e d c o dl a y e r c o n t e n td i s t r i b u t i o no ft h ea v a i l a b l ep o t a s s i u mi ns e d i m e n to f t h ex i e q i a oa r ev e r yc l o s e ,c o n t e n t r a n g ep r i m a r i l yi ni i il e v e ls t a n d a r d ,t h et h i r d a n dt h ef o u r t hl a y e rd i s t r i b u t i o nt r e n da r er e l a t i v e l yc l o s e ,t h ea v a i l a b l ep o t a s s i u m c o n t e n ts c o p em a i n l yi n l i i ,l e v e ls t a n d a r d 8 t h ef i r s tl a y e ra n dt h et h i r dl a y e ro ft h et o t a lp h o s p h o r u sc o n t e n ti ns e d i m e n to f y a n g z h u a n ga r em o r eu n i f o r m ,s i n g l e ,i t sc o n t e n tn u m e r i c a lr e s p e c t i v e l yf o c u s e do n o 0 3 2 a n d0 0 2 ,t h ec o n t e n to ft h ef i r s tl a y e ri sh i g h e rt h a nt h et h i r dl a y e r t h e c o n t e n to ft h es e c o n dl a y e rh a saw i d e rr a n g ed i s t r i b u t i o n ,i t sc o n t e n tr a n g ef r o m 0 0 2 3 6 t o0 0 518 ,t h es e c o n da n dt h et h i r dl a y e rh a sas i m i l a rr a n g ei ne a s t e r n i t s w e s t e r nc o n t e n ti sh i g h e rt h a nt h ef i r s tl a y e ra n dt h et h i r dl a y e r t h ef o u rl e v e l so ft o t a l p h o s p h o r u sd i s t r i b u t i o np a t t e r ne a c ha r en o ti d e n t i a c a li ns e d i m e n to ft h ex i e q i a o ,b u t c o n t e n ts c o p em a i n l yi n0 0 2 0 0 4 9 t h ec o n t e n to ft h et o t a ln i t r o g e ni n t e r p o l a t i o nd i s t r i b u t i o ni nt h es e d i m e n to f t h ey a n g z h u a n g ,t h ee a s tr e g i o n a lo ft h et h r e el e v e l sc o n t e n tr a n ga l lw i t h i n0 2 ,t h e w e s t e r nr e g i o n a lc o n t e n ti sh i g e rt h a nt h ee a s t e r na r e a a l ll e v e l sc o n t e n t sr a n g ei s d i f f e r e n t ,h a v i n go w nf e a t u r e s t h et o t a ln i t r o g e nc o n t e n to ft h ef i r s tl a y e r ,t h es e c o n d l a y e ra n dt h ef o u r t hl a y e ri ns e d i m e n to ft h ex i e q i a os c o p em a i n l yi n0 1 0 15 t h ed i s t r i b u t i o np a t t e r no ft h ef i r s tl a y e ra n dt h et h i r dl a y e ri sm o r ec o m p l i c a t e d b u t t h es e c o n da n dt h ef o u r t hl a y e rt o t a ln i t r o g e nc o n t e n td i s t r i b u t i o np a t t e r ni sm o r e s i m p l e ra n dc l e a r e r 10 b e t w e e ne a c hn u t r i t i o ni n d e xi ns e d i m e n to ft h ey a n g z h u a n ga n dt h en u t r i t i o n i n d e xo ft h e o v e r l y i n gw a t e rc o r r e l a t i o na n a l y s i sr e s u l t ss h o wt h a t :t h et o t a l p h o s p h o r u sa n da v a i l a b l ep o t a s s i u mi ns e d i m e n to ft h ey a n g z h u a n gc o r r e l a t i o ni s b e t t e r , t h ec o r r e l a t i o nc o e f f i c i e n ti s0 6 71 ;t h et o t a l n i t r o g e na n do r g a n i c m a t t e r s i g n i f i c a n t l yr e l a t e di ns e d i m e n t ,t h ec o r r e l a t i o nc o e f f i c i e n ti s0 8 8 9 ;t h et o t a ln i t r o g e n i nt h eo v e r l y i n gw a t e rw i t ho r g a n i cm a t t e r , a v a i l a b l ep o t a s s i u m ,t o t a lp h o s p h o r u s ,a n d t o t a ln i t r o g e ni ns e d i m e n ta r er e l a t e d ,a n dw i t ht h eo r g a n i cm a t t e r , t o t a ln i t r o g e n s i g n i f i c a n tc o r r e l a t i o n ;t h et o t a ln i t r o g e ni nt h ew a t e rw i t ht h eo r g a n i cm a t t e r , t o t a l n i t r o g e ni ns e d i m e 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