水體和沉積物是調(diào)節(jié)和控制湖泊水生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)交換和輸送的重要途徑。寒區(qū)湖泊冰封期較長使得污染物的分布和遷移規(guī)律獨具特殊性。氮、磷和鹽分是烏梁素海水環(huán)境的主要污染物,也是參與湖泊物質(zhì)循環(huán)的重要成分,對湖泊水生態(tài)環(huán)境構(gòu)成脅迫。查明冰封期湖泊中主要污染物的分布特征和遷移過程,明晰寒區(qū)湖泊污染機理,對寒區(qū)湖泊水生態(tài)環(huán)境保護和修復(fù)具有十分重要的意義。為揭示冰封期烏梁素海氮、磷和鹽分在水-沉積物界面的分布及遷移特征,于2018年2月初湖冰凍結(jié)厚度達到最大后,在烏梁素海湖區(qū)7個采樣點采集了冰下水體與沉積物樣品,得到了湖冰凍結(jié)后期冰下水體和沉積物間隙水中的氨氮(NH4+-N)、溶解性磷(DTP、DIP)和總?cè)芙庑怨腆w(TDS)濃度。在此基礎(chǔ)上,估算了水-沉積物界面NH4+-N、DTP、DIP、Na+和Cl-的擴散通量。結(jié)果顯示:(1)冰下水體中NH4+-N濃度變化范圍為0.55～1.60 mg/L,平均值為1.05 mg/L,0～5 cm表層沉積物間隙水中NH4+-N濃度是冰下水體中的10倍以上,其變化范圍為6.64～18.63mg/L,平均值為11.92 mg/L。估算沉積物間隙水NH4--N向冰下水體的擴散通量為1.282～4.269 mg/(m2·d);(2)冰下水體中DTP濃度變化范圍為0.036～0.204mg/L,平均值為0.075mg/L,0～5 cm表層沉積物間隙水中DTP濃度是冰下水體中的3.4倍,其變化范圍為0.164～0.334mg/L,平均值為0.254mg/L。估算沉積物間隙水DTP向冰下水體的擴散通量為 0.033～0.147 mg/(m2·d);(3)冰下水體中DIP濃度變化范圍為0.032～0.197mg/L,平均值為0.070mg/L,0～5 cm表層沉積物間隙水中DIP濃度是冰下水體中的3.3倍,其變化范圍為0.142～0.329mg/L,平均值為0.231mg/L。估算沉積物間隙水DIP向冰下水體的擴散通量為 0.028～0.146 mg/(m2.d);(4)TDS、Na+和Cl-在冰-水中分配系數(shù)K的均值分別是0.02,0.03和0.01。水體中Na+和Cl-向沉積物間隙水中擴散,估算其擴散通量均值分別為-229mg/(m2·d)和-676mg/(m2·d)�？傊�,烏梁素海N、P和TDS均處于較高的水平,DTP的擴散通量略高于DIP的擴散通量。在湖水結(jié)冰過程中,隨著冰晶的逐漸析出,鹽分隨之向冰下水體中遷移濃縮,致使其在冰下水體中濃度不斷增加,繼而在濃度梯度驅(qū)動力作用下向沉積物中遷移。沉積物接納了大量的鹽分成為內(nèi)源污染源,在冰封穩(wěn)定期、融冰期和融冰后的一段時間內(nèi)成為湖水的主要污染源。
【學(xué)位單位】：內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)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】：

近年來由于氣候變暖和人類活動的影響，對湖泊生態(tài)系統(tǒng)的健康造成了嚴重??的威脅，湖泊面臨著富營養(yǎng)化和鹽度增加的生態(tài)環(huán)境問題［１＿３］。??水－沉積物界面是水生生態(tài)系統(tǒng)中重要的物理化學(xué)界面和物質(zhì)輸送與交換的中??介，頻繁發(fā)生著營養(yǎng)鹽的生物地球化學(xué)循環(huán)［４］。水體與表層沉積物間隙水之間存在??的濃度梯度是內(nèi)源釋放的主要動力，間隙水作為水－沉積物界面物質(zhì)交換的重要介??質(zhì)，在內(nèi)源釋放過程中起著重要的作用［５］。沉積物中大量溶解性物質(zhì)主要是以間隙??水作為介質(zhì)，通過表面擴散層向水體遷移，從而對水體產(chǎn)生影響［？７］。??相比于不封凍湖泊，寒區(qū)污染物的遷移規(guī)律不同于無冰條件下的水環(huán)境。寒區(qū)??湖泊冰封期長，冰層厚度大，冰介質(zhì)的增加對湖泊中物質(zhì)的遷移產(chǎn)生了影響。冰封??期湖水在結(jié)冰過程中，物質(zhì)由冰體遷移至冰下水體，造成湖泊水體中物質(zhì)濃度增加??從而促進水體與沉積物之間的物質(zhì)交換，使得湖泊水環(huán)境發(fā)生變化。湖泊水??污染和水質(zhì)惡化不僅直接影響其自身水生態(tài)環(huán)境功能，同時也會在一定程度上引發(fā)??區(qū)域生態(tài)環(huán)境問題。烏梁素海湖水在冬季結(jié)冰過程中，湖水中的污染物在“冰凍濃縮”??作用的驅(qū)使下，逐漸向冰下水體匯集，致使冰下水體中污染物負荷和濃度遠高于冰??體中污染物的負荷和濃度。??

圖２技術(shù)路線圖??Ｆｉｇ．?２?Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ?ｒｏｕｔｅ??

烏梁素海地理位置
【參考文獻】

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本文編號：2865276