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湖泊沉积物磷污染及其释放风险研究

文档作者：路丁郭沛涌文档来源：华侨大学化工学院环境科学与工程系		点击数：	更新时间： 2023年11月17日
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湖泊沉积物磷污染及其释放风险研究
路丁郭沛涌
(华侨大学化工学院环境科学与工程系福建厦门361021)
摘要湖泊水体富营养化问题已成为世界范围内的重大环境问题．而湖泊沉积物磷污染又是湖泊富营养化的一项重要
原因。对沉积物磷的分级、磷的吸附性质、以及磷的释放风险评价进行分析．提出目前存在的主要问题，以及对未来研究的建
议．期望对湖泊沉积物磷污染的治理提供参考。
关键词湖泊沉积物磷污染释放风险
中图分类号：X524 文献标识码：A 文章编号：1672—9064(2015)03一020—02
l 研究概况
近年随着经济的快速发展．水污染问题也日益严重．其
中水体富营养化问题已成为世界性的环境问题．目前在我国
131个主要湖泊中．已达到富营养程度的湖泊有67个．占
51．2％⋯。湖泊沉积物在湖泊环境研究体系中占有极其重要
的地位。对湖泊沉积物大量的研究发现．沉积物磷含量及其
形态对湖泊的营养状态存在重要影响。国内对湖泊沉积物磷
时空分布特征及其环境意义、释放风险等进行了大量的研
究，如长江中下游地区的太湖、鄱阳湖等[2-3]。沉积物是磷的
重要蓄积库或者释放源．通过问隙水与上覆水体进行营养盐
交换．从而影响水体的营养状态．是水域营养盐循环的重要
环节。湖泊的内源磷污染已经成为富营养化治理的一大难
题。因此通过研究沉积物磷分布特征与赋存状态．并结合具
体湖泊的污染状况．分析其释放风险就显得十分重要。
2湖泊沉积物磷分级研究及赋存形态
湖泊沉积物中磷含量及其形态．对于沉积物一上覆水界
面的营养盐交换以及沉积物磷的生物可利用性存在决定性
的影响，然而．不同形态磷的释放风险不同，其生物有效性亦
不相同．因此，就有必要对沉积物磷进行分级研究。
1957年，Chang和Jackson⋯最早开始了沉积物磷分级的
研究．但是，其只是对无机态磷进行了分级．而且没有研究各
形态磷的分布特征及环境意义．后续研究者在对沉积物磷的
分类方法上与C—J法思想一致。Simon等[512009年对Upper
Klamath湖进行了磷分布特征的研究．并对水华期间表层沉
积物会作为磷源向上覆水体释放磷的假设进行了研究．其通
过大规模水华爆发前后表层沉积物磷含量的变化进行了分
析．发现湖泊不同点位的沉积物磷含量的变化情况并不一
致，有的点位磷含量明显降低。而有的点位则明显升高．这与
具体点位沉积物磷的生物可利用性有关。Gunduz等㈣2011
年对Meditemnean海岸表层沉积物磷分布特征进行了研
究．其对沉积物磷分级采用的方法与金相灿提出的类似．各
形态磷含量大小关系为：Ca—P>Al—P>Fe—P>松散结合态磷。
Zhang等[712012年对三峡水库磷的分布特征以及吸附一释放
特性进行了研究．得出结论：在研究区域内．无机磷为磷的主
要存在形态．而钙结合态磷为无机磷的主要存在形式。
3湖泊沉积物磷吸附性质
在湖泊沉积物磷分布特征研究之外．对沉积物磷吸附性
质的研究日益成为湖泊研究的重点之一。目前对沉积物磷吸
附性质的研究多集中在大型浅水湖泊以及入湖河道上．如
An等[8]在2009年对南四湖及其主要人湖河道的沉积物一水
界面上表层沉积物对磷酸盐的吸附性质进行了研究．并得出
沉积物对磷酸盐的吸附过程主要发生在接触后的1卟内．在
48h内完成整个吸附过程；Wang等[9 32012年在赋石水库对
沉积物磷的吸附性质的研究中加入了沉积物本身性质的研
究．并探讨了沉积物磷的吸附性质与沉积物自身性质的相关
性，得出沉积物粘土、铁、铝含量以及铁与铝含量之和为影响
沉积物对磷吸附性质的主要因素：姜霞等【1032011年在太湖
对沉积物磷吸附一解吸性质进行了研究．以期明确太湖沉积
物“源”“汇”情况，通过90组实验以及结合间隙水、沉积物各
形态磷的分布特征最终得出结论：在总体水平上．太湖沉积
物是上覆水体的“源”．
4沉积物磷释放风险
沉积物磷释放风险的研究方法为采用沉积物磷吸附指
数(PSI)和磷吸附饱和度(DPs)及其衍生参数进行评价。国
内黄清辉等[11]在对太湖表层沉积物进行磷释放潜能研究时
首次使用了沉积物磷吸附指数(PSI)与磷吸附饱和度(DPS)2
个指数，并结合2者得出沉积物磷释放风险指数(ERI)。之
后．邢友华等【12]沿用黄清辉总结的方法在东平湖对表层沉积
物磷释放潜能进行研究．最终得出结论：东平湖表层沉积物
磷释放诱发富营养化的风险处于高度风险范围：同样．卢少
勇等”引在北京6个湖泊(前海、青年湖、昆明湖、紫竹院湖、陶
然亭湖、红领巾湖)对沉积物磷释放风险进行了研究．其得出
结论：PSI与DPS、草酸铵提取的磷、铝均呈显著负相关关系．
草酸铵提取的铁是影响PSI的主导因素．而DPS与草酸铵提
取的磷呈显著正相关．且DPs主要受沉积物原吸附态磷的
影响，最终对前海、青年湖、紫竹院湖以及陶然亭湖表层沉积
物磷的释放潜能评价高度风险。国外学者在研究沉积物磷释
放风险时通常采用磷吸附饱和度(DPS)及其衍生指数．如
基金项目：国家自然科学基金(No．20777021)，福建省自然科学基金(2011J05112，2014J01049)，泉州市科学技术项目(No．20142110，2012285)，晋
江市重点科学技术项目(No．2013S002)
作者简介：路丁(1990～)，男河北磁县人，华侨大学化工学院环境科学与工程系在读硕士研究生。
通讯作者：郭沛涌，男，博士，教授，华侨大学化工学院。

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