磷是湖泊生態(tài)系統(tǒng)中重要的營養(yǎng)元素,其賦存形態(tài)、分布特征和有效性對湖泊富營養(yǎng)化狀態(tài)具有不可忽視的影響。近年來鄱陽湖水質(zhì)逐年下降,研究鄱陽湖水體和沉積物磷的行為對湖泊水環(huán)境的保護(hù)至關(guān)重要。本文以鄱陽湖邊緣性天然湖泊-蚌湖為例,選取蚌湖不同時間和空間上的水體及沉積物,通過化學(xué)分析方法和沉積物磷形態(tài)SMT提取法研究了水體和沉積物中磷賦存形態(tài),并利用ArcGIS空間插值法得出了空間分布特征,進(jìn)一步分析了其生物有效性;同時探討了水體有效磷與磷形態(tài)及環(huán)境因素的相關(guān)性;沉積物磷組分對生物可利用磷的影響,并分析了沉積物磷生物有效性釋放風(fēng)險。得出以下結(jié)論:(1)蚌湖豐水期水體TP含量在0.040~0.283mg/L之間,整體以顆粒態(tài)磷(PP)為主,占TP含量的64.03%,溶解性活性磷(SRP)含量最低,占TP含量的13.80%。枯水期水體TP含量在0.110~0.209mg/L之間,PP占TP含量的59.65%,溶解性有機(jī)磷(DOP)含量最低,含量范圍為0.010~0.039mg/L,占TP含量的14.63%。空間分布上,豐水期水體PP、DTP、DOP、SRP均在靠近贛江、修河匯合水入湖附近出現(xiàn)高值�？菟赑P含量表現(xiàn)出湖區(qū)周邊含量高于湖中央含量;DTP、SRP含量分布為北湖區(qū)高于南湖區(qū);DOP含量的空間分布與SRP相反,呈現(xiàn)出南湖區(qū)高于北湖區(qū)。不同形態(tài)磷含量空間分布存在差異,此差異由外源污染輸入、蚌湖獨特的水文特征及地形、周邊人為活動等因素共同決定。(2)對蚌湖水體生物有效磷進(jìn)行估算,結(jié)果表明,豐水期水體BAP含量介于0.019~0.148mg/之間,平均含量為0.058mg/L;枯水期水體BAP含量為0.056~0.140mg/L,平均含量為0.094mg/L,BAP含量總體較豐水期明顯上升。通過相關(guān)性分析可知,BAP與TP、DTP、SRP、DOP、PP均存在顯著相關(guān)性,不同形態(tài)磷通過各種轉(zhuǎn)化作用均對有效磷產(chǎn)生影響。豐水期水體BAP占TP的54.30%,枯水期BAP占TP的57.70%,即水體總磷的一半左右是生物有效磷。水體中各形態(tài)磷占TP的比重存在差異,通過對BAP的監(jiān)測可以更有效、更直接地預(yù)測水質(zhì)狀況。(3)蚌湖沉積物TP含量變化范圍在192.27~518.42mg/kg之間,主要以IP形式存在,占總磷含量的66.17%,而IP又以NaOH-P為主,含量在92.59~367.78mg/kg之間,占無機(jī)磷的70.34%,主要受工業(yè)廢水和生活污水排放的影響。HCl-P的含量范圍為23.04~111.55mg/kg,占無機(jī)磷的23.05%,穩(wěn)定性較高,是IP的重要組成部分。OP的含量范圍為71.14~264.47mg/kg,占總磷含量的19.49%~50.00%。各形態(tài)磷在空間上存在一定的差異,IP與NaOH-P含量空間分布較為一致,總體上呈現(xiàn)北高南低的趨勢,主要與外源性磷輸入有關(guān);OP含量空間分布較為平均,部分區(qū)域相對較高,主要受水生植物枯萎和農(nóng)業(yè)面源污染的影響。(4)蚌湖沉積物AAP含量變化范圍為96.81~387.35mg/kg,平均含量為243.57mg/kg,占TP含量的50.35%~74.72%。AAP含量大致呈現(xiàn)由東北向西南遞減趨勢,入湖河口處AAP大量富集,受入湖水體攜帶污染影響較大,人為影響明顯。通過相關(guān)性分析可知,NaOH-P與AAP顯著正相關(guān),對生物有效磷的貢獻(xiàn)最大。蚌湖沉積物有效磷含量低于富營養(yǎng)化湖泊,但有效磷占總磷的比重為61.34%,高于富營養(yǎng)化湖泊有效磷占比,沉積物磷的潛在釋放風(fēng)險較大,為了更有效地降低沉積物磷的釋放風(fēng)險,沉積物磷控制技術(shù)不僅應(yīng)注重降低總磷,而且應(yīng)密切關(guān)注生物可利用磷的去除和控制。
【學(xué)位單位】：南昌大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：X524
【部分圖文】：

第 1 章 緒論的研究中發(fā)現(xiàn)，20 世紀(jì) 80 年代到 2012 年湖區(qū)水體 N/P 呈增長趨勢，鄱陽湖水體由以氮為限制因子轉(zhuǎn)化為以磷為限制因子，磷是主導(dǎo)水體富營養(yǎng)化進(jìn)程限的制性因子，是鄱陽湖藍(lán)藻水華的關(guān)鍵[14, 15]。近年來鄱陽湖水體 TP 含量呈逐步升高趨勢，據(jù)江西省環(huán)境狀態(tài)公報顯示，鄱陽湖水體主要污染物為總磷。因此，為了防止鄱陽湖水質(zhì)的進(jìn)一步惡化，控制水體中磷含量至關(guān)重要。目前，富營養(yǎng)化問題尤其是與磷形態(tài)相關(guān)的研究主要集中在太湖、滇池、巢湖和龍感湖等[16-20]，而對于鄱陽湖水環(huán)境磷含量的研究多集中于水體中磷的時空分布特征[21,22]，但對其形態(tài)分布及有效性的研究仍不完善。湖泊不同污染狀況和湖泊中磷形態(tài)對其富營養(yǎng)化的影響存在顯著差異，鄱陽湖磷元素的研究集中在總磷上[13,23,24]，因此研究水體和沉積物多種形態(tài)磷的分布及有效性，為控制富營養(yǎng)化提供一定的依據(jù)。

研究區(qū)概況蚌湖（29°10'N-29°17'N，115°54'E-116°01'E）位于江西省永修縣吳城鎮(zhèn)北湖西北部（如圖 2.1），面積 80km2，是鄱陽湖的一個邊緣性天然湖泊陽湖主湖區(qū)被修河、贛江兩河交匯形成的天然堤壩隔開，僅在東北角與鄱陽湖主湖區(qū)貫通，其相鄰水域有贛江、修河、楊柳津河、鄱陽湖時天然堤壩將蚌湖與相鄰水域隔離，僅在東北角有出口，豐水期水位江與修河的匯合水逐漸越過堤壩進(jìn)入蚌湖，其水源主要來自贛江、修柳津河的擴(kuò)散。蚌湖為過水性湖泊，地理、地貌和水文特征具有明顯，水位季節(jié)性變化，豐水期水量增多，形成面積較大的湖泊，枯水期，濕地洲灘大量裸露。蚌湖屬于亞熱帶季風(fēng)濕潤氣候區(qū)，氣候溫和濕溫 18℃左右，雨量充沛，多年平均降水量為 1400~1600mm，降雨具有節(jié)性，汛期 4~9 月降雨量占全年降雨量的 70%左右，6 月是多年平均最月份[90]；該區(qū)域冬季盛行偏北風(fēng)，夏季盛行偏南風(fēng)，多年平均風(fēng)速為3.0風(fēng)速明顯大于夏季風(fēng)速。

圖 2.2 蚌湖豐水期（a）和枯水期（b）采樣點分布istribution of sampling sites in wet season (a) and dry season (b) of Ba年 11 月對蚌湖湖區(qū)進(jìn)行布點，分別采集表層水樣和表層沉集的水樣裝入聚乙烯瓶中，部分水樣當(dāng)場用針筒過濾器通過裝入干凈的 50mL 離心管，用于溶解性總磷和溶解性磷酸加入硫酸酸化至 pH＜2，密封保存。現(xiàn)場測定并記錄 DOl-a、電導(dǎo)率、水溫等水質(zhì)基本參數(shù)，采集的水樣迅速帶回實藏保存并盡快測定。使用抓斗式采泥器采集表層 0~5cm 沉集 3 個平行樣品現(xiàn)場混勻，裝入封口聚乙烯塑料袋，注明等，置于低溫保溫箱內(nèi)保存并運回實驗室進(jìn)行預(yù)處理。實冷凍干燥后，去除石塊、植物等各種雜質(zhì)，充分研磨后過聚乙烯自封袋中待測。方法
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本文編號：2845903