河道景观湖泊沉积物—水界面磷素迁移转化研究

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在我国,内源释放是引起浅水湖泊发生富营养化及蓝藻水华现象的重要成因。本文以邯郸南湖这一典型的河道景观湖泊作为研究对象,深入分析了湖泊水体中上覆水—沉积物界面磷素的迁移转化过程及影响因素,为研究同类型浅水湖泊磷素的迁移转化以及控制治理城市景观湖泊富营养化提供了可靠的理论依据。本研究运用污染物浓度指数法从不同角度对南湖的水环境质量进行了分析评价,得出上覆水与沉积物中总磷的变化规律在春夏季基本一致,秋冬季的规律不明显。南湖水体全年平均富营养化指数为74.873,目前已经达到富营养化水平。南湖水体的总磷浓度在0.130~0.954mg/L,年平均浓度为0.386mg/L,波动范围较大。水体总磷年平均浓度的总体趋势是:S3>S6>S7>S1>S5>S2>S4(S为采样点)。从时间分布上来分析,总体上春夏季的总磷浓度要明显高于秋冬季,并且水体中总磷的组成也随着季节的变化而变化。沉积物中总磷总体富集水平为540mg/kg~2072mg/kg。总磷浓度以无机磷为主。南湖沉积物中各形态无机磷的浓度大小总体上有钙磷>闭蓄态磷>铝磷>铁磷>易交换态磷。在时间上,无机磷浓度分布有:夏季>秋季>冬季>春季的规律。运用线性回归分析法对南湖沉积物中不同形态磷素进行相关性分析。在α=0.05显著水平上,铁磷与钙磷呈显著正相关;在α=0.01显著水平上,易交换态磷与铝磷、易交换态磷与铁磷、易交换态磷与闭蓄态磷、铁磷与闭蓄态磷、易交换态磷与总磷、铝磷与钙磷、铝磷与总磷呈显著正相关;闭蓄态磷与有机磷呈显著负相关关系;有机磷素与总磷呈良好的趋同性,消减有机污染负荷及加强水生植物管理是南湖水体内源污染控制的有效途径。分析过程中还研究了不同的物化条件对沉积物中磷素迁移转化过程的影响。沉积物释放磷素的释放速率随着上覆水磷素浓度、环境温度及pH值的增加而增加。降雨过程对湖泊的物理环境作用较为明显,对湖泊磷素含量的影响不是很显著。降雨过程中抑制了沉积物向上覆水吸附磷素的过程。通过对南湖磷素迁移转化的研究,为河道景观浅泊水资源的规划保护、水功能的管理及富营养化的控制等提供了可靠的科学依据。
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