悬浮沉积物对磷酸盐的吸附与释放及藻类对吸附磷的利用

本文用1987年12月采自平度县大泽山水库的水样和沉积物样品,实验研究了悬浮沉积物对磷酸盐的吸附与释放以及藻类对悬浮沉积物吸附磷的利用。实验证明,悬浮沉积物对PO_4—P的吸附相当迅速,24小时即趋于饱和;绝对吸附量随水中原有PO_4—P浓度和沉积物含量增加而增加,相对吸附量也随水中原有PO_4—P浓度的增加而增加,但随沉积物含量的增加而减少;悬浮沉积物的吸磷或释磷,取决于沉积物吸附的磷量与水中溶存PO_4—P浓度两者的相对关系,在吸附释放平衡条件下,二者的数量变化呈对数相关。藻类培养结果表明,悬浮沉积物吸附磷能被藻类直接利用。据此,作者提出应当用总活性磷,而不是溶解无机磷作为浅水型内陆水域有效磷的指标。     

长江口、杭州湾水域沉积物中磷的化学形态分布特征

污染物进入水体后,其最终的归宿行为与赋存状态是当今环境科学研究的重要方向.沉积物中磷形态的研究对了解磷在污水排放过程中的动态循环以及磷酸盐在水体-沉积物界面的迁移转化都具有十分重要的意义[1,2].目前在长江口、杭州湾水域已建成“上海市合流污水一期工程”、“星火开发区污水排海工程”、“上海市污水治理二期工程”等污水集中外排工程.针对该水域的竹园、白龙港和星火污水排放口附近沉积物中磷的化学形态和分布状况进行了研究.     

浅水水库中磷的周年变动及其影响因素

1987年2月—1988年3月在山东平度县大泽山水库进行了本项研究。结果表明,总磷及颗粒磷夏季显著高于冬季,总溶解磷、溶解有机磷及溶解无机磷则是冬季高于夏季;总磷中几乎终年都以颗粒磷为主,总溶解磷中则基本上全年都以溶解有机磷为主;溶解无机磷的季节变化最剧烈,颗粒磷次之,全年中溶解有机磷最稳定,早春及冬季则以总磷最稳定;影响该水库磷变化的主要因素是进水、人工施肥,以及为风力和水深所影响的沉积物的沉浮。为此作者建议,冬季和早春的调查应选总磷为指标,全年调查应选溶解有机磷;浅水水域施磷肥的适宜时机为生长季节的高水位期,枯水期一般不必施磷肥。     

黄河口及莱州湾海域磷的时空分布及浮游生物对低磷胁迫的响应

本文利用2019—2021年在黄河口及莱州湾海域进行的4次陆海同步调查结果,分析了环莱州湾主要入海河口和排污口陆源输入磷的季节变化、黄河口及莱州湾海域内不同形态磷及不同碱性磷酸酶活性(APA)的时空分布特征,探讨了海域内磷受限状况及浮游植物和浮游细菌对低磷胁迫的响应。结果表明,磷的陆源输入中黄河贡献最大,小清河次之;总磷(TP)入海通量呈现出夏季>春季>秋季>冬季的季节变化,春、夏、秋季磷输入以颗粒态磷(PP)为主,冬季以溶解态磷(DP)为主;受农业施肥及河道内浮游生物活动的影响,春季陆源DP以溶解有机磷(DOP)为主,其他季节以活性磷酸盐(PO₄-P)为主。研究海域内TP浓度及构成不仅受陆源输入的影响,还受浮游生物消亡、海上养殖活动和沉积物释放等作用共同调控,TP浓度呈现出春季>夏季≈秋季>冬季的季节变化、近岸高远岸低的分布特征,高值区主要位于黄河和小清河河口区域;TP构成上,春季以DP为主,夏、秋季DP与PP相当,冬季以PP为主;春、秋季DP以DOP为主,而夏、冬季DP以PO₄-P为主。海域内浮游植物普遍受到...     

长江口及邻近水域氮、磷的形态特征及分布研究

根据近几年大面调查的监测资料,对长江口及邻近水域氮、磷营养盐的形态组成、时空分布及氮磷比的变动规律及其影响因素进行了分析研究。结果表明,长江口及邻近水域中硝酸盐是水体无机氮存在的主要形态,其约占总无机氮的90%,无机氮含量河口高,向东南方向愈来愈低;从该水域总磷的形态组成来看,磷营养盐主要以溶解态和颗粒态共存的形式存在,TDP略高于TPP,无机磷的平面分布与无机氮十分相似,春季无机磷含量高于夏季;N/P值变动范围大和平均值较高是该水域的主要特征,N/P值与长江径流量的大小有关系,夏季N/P值比春季高,综合分析来看,磷营养盐和光照都有可能成为该水域浮游植物生长的重要限制因子。     

香港维多利亚港沉积物中ALPase活力与各形态磷及微生物特性的关系

鉴于碱性磷酸酶(alkaline phosphatase, EC 3. 1. 3. 1,英文缩写ALPase)在磷的生物地球化学循环过程中所起的作用,已有不少学者对海洋中碱性磷酸酶进行了研究[1~4].为了研究近岸、港湾沉积物的释磷机制,我们结合国家基金课题,对厦门西海域和香港维多利亚港沉积物中ALPase活力进行了研究,部分研究成果已发表[5~6].     

东平湖表层沉积物粒度空间分布特征及影响因素

东平湖是黄河下游地区最大的蓄洪湖泊,大汶河是其唯一入湖河流。对东平湖33个表层沉积物样品进行粒度分析,探讨了东平湖表层沉积物粒度组成及空间分布特征。研究结果表明,受物质来源和流域降雨量变化影响,东平湖表层沉积物粒度各组分及分布特征具有明显的空间差异性。东平湖表层沉积物粒度组分以粉砂为主,平均含量达79.71%;黏土次之,占16.76%;砂含量最少,仅占3.51%。平均粒径、砂、黏土分别呈舌状自东南向西北方向延伸,粒度分异作用明显。东平湖现代表层沉积物主要来自大汶河搬运与一定比重的湖岸侵蚀崩塌产物,表层沉积物来源的确定有待于今后进一步结合物源示踪分析来准确判定。该研究对于深入认识东平湖地区水动力条件及物质输入状况、入湖污染物的迁移扩散规律等均具有重要意义。     

湖泊水、沉积物氮磷的空间分析及其耦合特征研究——以大通湖为例

大通湖是湖南省面积最大的淡水养殖湖泊,冬季作为捕鱼的旺季并且水位较低,水体和表面沉积物中氮、磷容易受到渔业生产的影响。本文从地统计学出发,通过研究冬季大通湖水体和沉积物中有机质(OM)、氮(N)和磷(P)的空间结构特征及其耦合关系,探讨大通湖富营养化程度及其影响因素,为可持续水产养殖和生态修复提供科学依据。结果表明:冬季大通湖水体中总氮(TN)、总磷(TP)浓度较高,平均值分别达到了3.78mg/L和0.29mg/L,为劣Ⅴ类。水体中NH_4~+含量相对较低,平均为0.17mg/L,属于地表水Ⅱ类。与2011年数据比较,沉积物中TP浓度较高,平均升高到了1469mg/kg;而沉积物TN基本持平,平均为1224mg/kg;沉积物TP和水NO_3~-的"块金值/基台值"分别为43.4%和34.5%,表现为中等空间相关性(spatial dependence),其他N、P指标的"块金值/基台值"均低于25%,表现为强烈空间相关性。冬季大通湖沉积物OM、TN和TP在空间上呈现出有规律的带状分布,而水体N、P大体上呈现出"品"字形的斑块分布;水体中的氮磷比平均为13.03,比较适合浮游植物生长;沉积物OM只与沉积物TN和TP呈极显著正相关(P0.01),而积物中TN和TP与水体中的TN和TP相关性不显著。因此,大通湖水体修复在控制外源输入的情况下,还应考虑综合的生态系统工程措施。     

渤海中部现代黄河沉积物影响范围的稀土元素证据

黄河每年输入大量的沉积物进入渤海,入海沉积物的扩散和影响范围对该区的现代沉积作用、海洋生态环境、海洋工程环境都有着重要的影响。为此本研究使用ICP-MS分析方法对渤海中部典型断面的40个表层沉积物样品进行了稀土元素的测试,阐明渤海中部表层沉积物稀土元素发育特征,结合渤海周边主要河流的稀土元素地球化学特征,探讨了黄河现代沉积物扩散和影响范围。结果表明:渤海湾北部沿岸地区沉积物与滦河沉积物稀土元素特征相似,主要受到滦河物质输入影响;研究区南部稀土元素含量特征与黄河相近,主要接收黄河沉积物沉积;中间部分沉积物应为黄河、海河与滦河沉积物混合,使其稀土元素显示出与各河流不同的特征。现代黄河沉积物影响范围主要局限于渤海南部海域。     

长江口和浙江近岸海域表层沉积物中颗粒磷的形态分布和影响因素

研究长江口和浙江近岸海域的水团流向、缺氧程度、潮汐作用以及养殖活动对表层沉积物中颗粒磷赋存形式的影响,对东海生态环境的可持续发展有着重要的意义。长江口以北和浙江近岸泥质区各存在一个缺氧中心,杭州湾属于强潮区,而象山港遍布养殖场。2018年8—9月在上述4个海域分别采集表层沉积物,采用SEDEX方法进行了颗粒磷的形态划分和含量测定。研究结果表明：在长江口外北部缺氧区和浙江近岸泥质区的南部缺氧区,由于沉积物-水界面的还原环境可以活化铁结合态磷,使之转变为生物可以直接利用的弱吸附态无机磷,因此表现出沉积物中铁结合态磷的低值和弱吸附态无机磷的高值;前者的缺氧程度高于后者,因此其铁结合态磷的含量相应更低。杭州湾和象山港海域均受潮汐作用影响,两者沉积物中磷的分布比较均匀。象山港表层沉积物中铁结合态磷含量均较低,这可能是因为养殖活动造成的水体缺氧通过潮汐活动扩散到整个港底。象山港废弃养殖场沉积物中的碎屑磷和残余有机磷含量显著低于非养殖区,可能是由于养殖活动累积的生物沉积稀释了陆源输入的碎屑颗粒。     

沉积物对磷酸盐的吸附与释放

本实验研究黄河口水文站沉积物对黄河水磷的吸附释放过程和东海１１１号站位沉积物对海水磷的吸附释放过程。并摸拟黄河沉积物在海水中磷的吸附释放过程。结果表明：底沉积物对磷的吸附相当迅速，无论是河泥还是海泥在２４ｈ内均能达到吸附平衡。吸附量与沉积物的量和水中原有磷的浓度有关，在不同的ｐＨ条件下，沉积物对磷的吸附是有显著差别的     

南沙群岛海域表层沉积物中磷的形态分布特征

根据2002年56月南沙群岛海域调查时采集的表层沉积物样品,分析了磷的含量并把磷分为总磷(PT)、无机磷(PIN)、有机磷(POR)、非磷灰石结合态磷(PNAI)、磷灰石结合态磷(PAI)5种赋存形态。利用EPM-810Q电子探针测试沉积物的化学成分,讨论了沉积物中磷的形态和分布以及沉积物的地球化学特征与环境的意义。结果表明,调查海区表层沉积物中磷灰石结合态磷与无机磷的含量变化主要受控于生物活动,它们具有同源关系,同属可被生物利用而再次进人生物地球化学循环的磷。沉积物中的总磷和有机磷与FeO显著相关。沉积物中磷灰石结合态磷与CaO显著相关,它的来源和输入方式受控于水体中碎屑颗粒沉积作用的影响。     

九龙江口、厦门西海域磷的生物地球化学研究——Ⅱ.表层沉积物中磷形态的分布及在再悬浮过程中的转化

本文根据1987年3月至1988年12月九龙江口、厦门西海域调查资料,讨论表层沉积物中各种形态磷的分布特征以及在沉积与再悬浮过程中磷形态的转化。结果表明表层沉积物磷含量最高值处距悬浮颗粒物最大沉降速率处下游约5km。磷在悬浮颗粒物上主要以颗粒态有机磷存在,在表层沉积物中主要以无机结合态磷存在。缺氧的沉积环境中可溶性磷自表层沉积物上释放以及吸附在悬浮颗粒物上的磷的解吸作用,是该水域溶解态无机磷再生的两个主要来源。潮汐运动对磷的形态变化有影响。     

胶州湾水体和表层沉积物营养环境现状及影响因素

为了解胶州湾水体和表层沉积物营养环境状况及其主要影响因素,于2019年8月在胶州湾30个站位点采集了海水和表层沉积物样品,并于2021年5月在胶州湾沿岸采集了18个站位点的水样,对水体溶解无机态营养盐浓度和组成以及表层沉积物中总有机碳、总氮、总磷及生物硅含量和碳、氮稳定同位素(δ¹³C、δ¹⁵N)进行了分析。结果表明,胶州湾内水体和沿岸水体中溶解无机氮、溶解无机磷和溶解硅酸盐浓度空间分布相近,高值均位于湾东北部,主要受到河流输入和沿岸污水排放的影响,低值主要出现在湾中部和湾口处。结合近30年来的历史数据分析发现,胶州湾夏季营养盐浓度在1990-2008年期间呈持续上升的趋势,政府实施的污染物总量控制措施以及河流径流量下降使得2006年以来营养盐浓度呈现下降的趋势,该变化在空间上主要体现为大沽河氮、磷输入量的减少及其对应的湾西部营养盐高值的消失。胶州湾氮、磷营养盐输入的不平衡使得“磷限制”在2000年后逐渐加剧。胶州湾表层沉积物中总有机碳、总氮、总磷含量高值均集中于东北部和东部沿岸,结合生物硅和水体营养盐含量分析显示,这主要是河流与排污输入及其...     

渤海湾表层沉积物磷形态分析

用JEN SEN等(1998)六步分离法对2003年11月和2004年5月渤海湾采集的沉积物样品进行P形态分析,结果表明:沉积物营养盐水平与地理环境有关。总的趋势是沉积物越细,粘土含量越高,营养盐水平就越高。渤海湾表层沉积物磷呈现从潮间带向渤海湾大面站增大的局势,污染近岸高,远岸低。渤海湾表层沉积物中的P主要以FAP和R ef磷为主,FAP占整个P形态的43%以上,R ef占24%以上,其次是L ea-P,此种形态的P平均约占5%左右,最后依次是F e-P、CFAP和L sor-P,这三种形态含量都小于10%以下。这表明渤海湾沉积物中的P的主要来源是陆源输入和污水排入。渤海湾表层沉积物中有一半以上的磷不能被生物利用。     

南黄海沉积物中氮、磷的生物地球化学行为

于2004年10月采集南黄海4个站位的柱状沉积物和29个站位的表层沉积物,用氧化浸取分光光度法研究了自然粒度下沉积物中的氮、磷分布特征以及控制其分布的生物地球化学机制。结果表明,多数站位随着沉积深度的增加,沉积物中氮、磷浓度趋于稳定。4个站稳定时氮浓度平均约为289μg/g,磷约为329μg/g,平均稳定浓度出现的沉积层次分别为氮>30cm,磷>22cm。氮、磷垂直分布形状的规则性与沉积速率密切相关,沉积速率越小的站位,其氮、磷垂直分布愈规则;海洋沉积物中的氮主要来源自海洋生物的代谢,而磷与陆源碎屑输入密切相关。氮与沉积物粘土含量、浮游动物生物量干重有明显的正相关关系。海水中浮游动物干重每增加1mg/m3,则沉积物中氮浓度增加5.64μmol/g,磷不存在这样的关系。沉积物中氮的早期成岩速率远高于磷,在沉积物海水界面附近氮约为磷的7.4倍。海水浮游生物生物量与沉积物中氮的早期成岩类型密切相关,在所研究的2004年秋季海水中,浮游动物生物量干重19mg/m3是沉积物中氮早期成岩类型转变的界限值,小于这一界限值,水体中的氮趋向于向沉积物中凝聚;大于19mg/m3,则沉积物中的氮趋向于向水体释放。     

珠江口表层沉积物中氮、磷的形态分布特征及污染评价

珠江口是生态敏感的典型河口区,也是富营养化和赤潮多发区。为了搞清楚该区域沉积物中营养物质的含量及平面分布特征,进一步研究营养盐在沉积物-水体间的循环机制,同时也为珠江口污染防治和生态环境保护提供科学依据,对珠江口16个站位的表层沉积物中氮、磷的形态、含量及分布特征进行了研究。其中总氮用凯氏定氮法测定,无机氮提取后直接测定各形态含量,各种形态的磷采用化学分步提取法进行。提取液中硝酸盐氮用锌-镉还原法,亚硝酸盐氮用重氮-偶氮比色法,氨氮用靛酚蓝法,无机磷酸盐用磷钼蓝法测定。沉积物中TOC的测定用重铬酸钾氧化-还原滴定法。在测定结果的基础上采用单项指标标准指数法对沉积物中氮和磷的污染程度进行了评价。研究结果表明:沉积物中总氮的含量较高,平均值高达1649mg/kg;有机氮所占的比例很高,平均达83.17%,平均含量为1374mg/kg;氨氮是无机氮的主要形式,平均占无机氮的98%,平均含量为209.64mg/kg;硝酸盐氮和亚硝酸盐氮在沉积物无机氮中比例很低,平均值为54.87mg/kg。表层沉积物中总磷的含量平均值为455.94mg/kg;有机磷占总磷含量的39.41%,平均含量为179.69mg/kg;铁结合磷和铝结合磷平均含量为94.97mg/kg。在平面分布上,各站间不同形态氮、磷的含量差异与陆源输入、沉积物粒径及水动力条件等因素有关。单项指标标准指数法对沉积物中氮和磷的污染评价结果表明:珠江口沉积物中总磷含量较低,标准指数都小于1;而总氮的含量较高,其标准指数变化范围为1.96—3.86,说明珠江口沉积物环境质量受氮的污染相对严重。     

湖泊沉积物氮磷内源负荷模拟

在对骆马湖沉积物及其间隙水物化性质、空间分布等分析基础上 ,在实验室控制的恒温静态条件下 ,模拟了软性富泥区柱状芯样在不同季节温度下的沉积物 水界面氮、磷交换过程。根据模拟不同温度下的柱状沉积物氮、磷释放速率及其代表时段下的物质释放量计算 ,以及应用孔隙水物质扩散模型进行的计算 ,全湖内源氮、磷负荷分别约为 ( 1 1 1 3.2± 71 .3)t/a和 ( 1 2 .5 0± 0 .95 )t/a,分别占骆马湖年氮、磷入湖量的 7.4%和 1 .2 %。沉积物中氮、磷含量差异大及铁含量较高可能是氮释放通量偏高和磷释放通量较小的主要因素。     

风力对内陆浅水水域磷水平的影响

本文通过对平度市大泽山水库(面积约0.5平方公里,平均水深约1.5米)的实地观测,研究了风力对内陆浅水水域磷水平的影响。结果表明,影响程度取决于风速、风力作用时间、水深以及风力作用前磷水平的高低等因素。就大泽山水库而言,风速大于2.5米/秒的风力可引起各种形态磷的明显增加。不过对磷酸盐磷来说,如果浓度本来就较高,风力作用下当有大量沉积物颗粒泛起时,会对PO_4~≡产生吸附,因而可能导致水中游离磷酸盐磷含量下降。鉴于此,作者建议对内陆浅水水域进行磷水平调查时应考虑风力的作用。     

九龙江口、厦门西海域磷的生物地球化学研究——Ⅱ.表层沉积物中磷形态的分布及在再悬浮过程中的转化

本文根据１９８７年３月至１９８８年１２月九龙江口、厦门西海域调查资料、讨论表层沉积物中各种形态磷的分布特征以及在沉积与再悬浮过程中磷形态的转化。结果表明表层沉积物磷含量最高值处距悬浮颗粒物最大沉降速率处下游约５ｋｍ，磷在悬浮颗粒物上主要以颗粒态有机磷存在，在表层沉积物中主要以无机结合态磷存在，缺氧的沉积环境中可溶性磷自表层沉和只物上释放以及吸附在悬浮颗粒物上的磷的解吸作用，是该水域溶解态无机磷再生