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大明湖位于山东省济南市中心，湖面46公顷，平均水深约2米，平均蓄水量83万m3，属于小型城市浅水湖泊。近年来大明湖受城市污水的影响，富营养化状态严重。2003年12月大明湖开始引入泉水进行了一次大规模换水，水质明显改善。本研究在换水后的春季，对大明湖湖水，入水和出水的叶绿素a（Chl.a），总氮（TN），总磷（TP）主要物理化学因子进行了持续一年的逐月检测，以研究原有平衡打破后的物理化学因子和营养状态季节变化规律。同时对大明湖底泥污染现状和表层底泥厚度分布作了调查分析。并在监测分析试验的基础上，对底泥的吸附释放特性进行了模拟试验。分析结果如下：大明湖湖水TP浓度全年变化区间为0.080-0.746mg/L，平均值为0.269mg/L。TN为1.28-6.76mg/L，平均值为4.39mg/L。TP和TN最大值和平均值均超过五类水标准。夏季Chl.a的最高浓度为318.79μg/L，已经达到OECD的重富营养状态。换水后湖水总氮浓度较低，且保持较长时间，表明换水对湖水TN的去除效果较为明显。换水后湖水TN浓度呈logistic曲线增长，夏季出现TN浓度的下降，秋季后湖水和入水持平并稳定在较高浓度说明大明湖外界TN污染仍较严重。换水后春季TP浓度较低，但夏季迅速增加，冬季浓度降低。湖水与入水TP相关性好，表明TP受外源污染影响较大。由于外源受季节影响变化明显，故面源污染可能性大。湖水TP浓度与Chl.a显著正相关，磷是大明湖藻类生长的主要潜在限制性营养元素，但在夏季浮游植物高峰期TN/TP≦7，湖水总氮浓度开始降低并远低于入水，这可能是由于夏季磷的充足和浮游植物生长对TN的消耗造成的，夏季出现氮的二次限制作用。大明湖底泥中有机碳、TP的平均含量分别达到10.31％、1.76mg/kg，底泥富营养化严重。湖心区底泥磷含量在1.49-1.68mg/g，湖岸区为1.61-2.84mg/g。从富集程度看，大明湖主要重金属污染是Pb、Zn和Cu，Cr污染较轻。水生高等植物受Pb污染可能性较大，其次是Zn，Cr。底泥重金属，TP污染浓度南岸浓度较湖中偏高，应该是受外界污染的影响。底泥厚度分布南岸较浅北岸和西岸较深，浅层底泥总体积约3.27×105m3。底泥磷被分为松散结合态磷（NH4Cl-P），还原态磷（BD-P），金属氧化物结合态磷（NaOH-RP），有机磷（NaOH-NRP），钙结合态磷（HCl-P）和残余磷（Res-P）。湖水和出水口处底泥磷形态百分含量是HCl-P＞Res-P＞BD-P＞NaOH-NRP＞NaOH-RP＞NH4Cl-P，入水口处底泥磷形态百分含量HCl-P＞Res-P＞NaOH-RP＞BD-P＞NaOH-NRP＞NH4Cl-P。大明湖湖区底泥可释放磷（NH4Cl-P，BD-P，NaOH-NRP）比例较高（26％），底泥磷释放污染可能性较大。模拟试验中，底泥磷吸附现象出现在较高浓度（大于2mg/L），表明湖泊自然条件下出现吸附可能性较小。湖心区底泥释放量为0.152-0.189mg/g，对湖水污染较大，且释放量随温度升高而升高；pH在湖水年变化范围内对磷释放影响不大，而底泥对湖水pH变化的有较大影响。总之本研究结果不仅揭示了大明湖营养状态和营养因子的变化规律，对大明湖富营养化的限制因子进行有针对性的分析。底泥调查分析和模拟试验针对底泥与湖水的相互作用做了深入研究，为大明湖的管理和治理、提高湖水的水质以及改善大明湖的生态环境等提供科学依据。