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1、第26卷第9期942010年9月農(nóng)業(yè)工程學報TransactionsoftheCSAEVbl．26No．9Sep．2010河套灌區(qū)溝渠表層沉積物對磷的吸附衛(wèi)新鋒，歐陽威，郝芳華※，張璇，王云慧，徐一鳴(北京師范大學環(huán)境學院，水環(huán)境模擬國家重點實驗室，北京100875)摘要：為了解北方干旱灌區(qū)溝渠沉積物在磷的遷移轉(zhuǎn)化中的作用，該文以河套灌區(qū)解放閘灌域總干渠、黃濟干渠、總排f二和二排干為研究對象，分別在上、中、下3個位點采集上覆水和沉積物，測定水樣溶解性磷和總磷含量，對沉積物磷的形態(tài)進行分析，選擇部分沉積物進行吸附動力學試驗和等溫吸附試驗。結(jié)果表明，總干渠、黃濟干渠和總排干、二排干水體磷含量相近，
2、沉積物各形態(tài)的磷含量一般為鈣結(jié)合態(tài)磷>殘渣磷>閉蓄態(tài)磷>鋁結(jié)合態(tài)磷>弱結(jié)合態(tài)磷>鐵結(jié)合態(tài)磷，弱結(jié)合態(tài)磷、鐵結(jié)合態(tài)磷和鋁結(jié)合態(tài)磷高活性磷含量低且顯著正相關。研究表明，溝渠對河套灌區(qū)磷輸出有削減作用，且溝渠沉積物磷釋放風險高，總排干、二排干沉積物較總干渠、黃濟干渠沉積物磷吸附容量大。關鍵詞：沉積物，吸附，磷，溝渠，河套灌區(qū)doi：10．3969巧．issn．1002—6819．2010．09．015中圖分類號：SI，X5文獻標志碼：A文章編號：1002—6819(2010)一09—0094-07衛(wèi)新鋒，歐陽威，郝芳華，等．河套灌區(qū)溝渠表層沉積物對磷的吸附[J]．農(nóng)業(yè)工程學報，2010，26(9)：
3、94--100．WeiXinfeng，OuyangWei，HaoFanghua，eta1．PhosphorusadsorptiononthesurfacesedimentsofditchesinHetaoirrigation[J]．TransactionsoftheCSAE，2010，26(9)：94—100．(inChinesewithEnglishabstract)0引言人工溝渠是一種人工開挖用以排水和灌溉的水道【l】，農(nóng)業(yè)灌區(qū)的溝渠在農(nóng)業(yè)灌溉、排水方面發(fā)揮著重要作用，是灌水進入農(nóng)田的最后一站和流出農(nóng)田的第一站。磷是農(nóng)作生長所需最重要的元素之一，灌水中的磷可為農(nóng)作物生長提供少量磷，但農(nóng)田施
4、肥所含磷可能被降水沖刷、農(nóng)田退水帶入排水溝渠，是非點源污染向水體移動的主要通道【21。磷在溝渠中可發(fā)生沉降一溶解、吸附一解吸、平流一彌散、生物吸收一生物釋放等轉(zhuǎn)化過程【3J，因而溝渠在磷元素遷移、轉(zhuǎn)化、截留等方面有著重要作用。其中，溝渠沉積物在溝渠水體溶解性磷的控制中起著主要作用，且物理的吸附機制較生物的吸收機制顯示出更大的控制力M】，在短期磷遷移和固定上發(fā)揮著重要作用【7】，而且，吸附磷的泥沙沉積又可成為磷長期的匯，同時，沉積物中的磷也可以釋放到水體當中，但并不是所有的磷都易釋放到水體當中，不同形態(tài)的磷具有不同的生態(tài)效應，故研究溝渠中沉積泥沙的吸附特性和無機磷的形態(tài)對了解磷在農(nóng)業(yè)灌區(qū)的遷移轉(zhuǎn)
5、化有重要意義。沉積物對磷的吸附多通過吸附動力學方程和等溫吸附實驗的研究展開，前者對了解泥沙對磷的吸附過程有重要意義，后者通過描述吸附量和平衡濃度的關系，進而揭示吸附特礎s-91。常見的吸附動力學方程有一級反應收稿日期：2009．11-27修訂日期：2010-07-20基金項目：國家自然科學基金重點項目(No．40930740)國家自然科學基金(No．40771192)資助作者簡介：衛(wèi)新鋒(1987一)，男，河南安陽人，主要從事非點源污染研究。北京北京師范大學環(huán)境學院，100875。Email：weixf@maii．bnu．edu．cn※通信作者：郝芳華(1963一)。女，江蘇連云港人，教授，搏
6、士生導師，主要從事水環(huán)境模擬與管理和非點源污染的研究．北京北京師范大學環(huán)境學院。100875。Email：fanghua@bnu．edu．cn動力學方程、準二級反應動力學方程、SimpleElovieh方程等，等溫吸附曲線主要有Henry直線型、Freundlich型和Langmuir型3種類型，之后各種方程也出現(xiàn)了許多改進和變形[10-11】。磷形態(tài)的研究始于對土壤磷的研究，1957年Chang和Jackson[12】開創(chuàng)性的依據(jù)不同磷酸鹽的不同特性使用相應的提取劑將不同磷形態(tài)分別提取出來，并分析了其被作物吸收利用的特性，之后又出現(xiàn)了許多的改進方法，如Williams等、Heddly等、Ps
7、enner和Pucsko【l孓15J等。隨后，這些方法被應用到湖泊沉積物磷的研究中，其中應用最廣泛的是經(jīng)Zhang和KoveIll6]改進總結(jié)的方法，用以研究不同形態(tài)磷在水體中的釋放特性，并逐漸成為湖泊富營養(yǎng)化調(diào)查的重要項目。以河套灌區(qū)解放閘灌域溝渠沉積物為研究對象，探討沉積物對磷的吸附特性和沉積物中無機磷的形態(tài)，對了解中國北方干旱灌區(qū)溝渠中沉積物在磷的遷移轉(zhuǎn)化中的作用有重要意義。1材料和方法1．
