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1、第26卷第9期942010年9月農(nóng)業(yè)工程學(xué)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(xué)環(huán)境學(xué)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(xué)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(guān)。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(fēng)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(guān)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(biāo)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(xué)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(dāng)中，但并不是所有的磷都易釋放到水體當(dāng)中，不同形態(tài)的磷具有不同的生態(tài)效應(yīng)，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(xué)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(guān)系，進而揭示吸附特礎(chǔ)s-91。常見的吸附動力學(xué)方程有一級反應(yīng)收稿日期：2009．11-27修訂日期：2010-07-20基金項目：國家自然科學(xué)基金重點項目(No．40930740)國家自然科學(xué)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(xué)環(huán)境學(xué)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(dǎo)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(xué)環(huán)境學(xué)院。100875。Email：fanghua@bnu．edu．cn動力學(xué)方程、準(zhǔn)二級反應(yīng)動力學(xué)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(yīng)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(yīng)用到湖泊沉積物磷的研究中，其中應(yīng)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．
