惠州西湖沉積物營(yíng)養(yǎng)鹽的釋放

《惠州西湖沉積物營(yíng)養(yǎng)鹽的釋放》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。

1、李傳紅等：惠州西湖沉積物營(yíng)養(yǎng)鹽的釋放541惠州西湖沉積物營(yíng)養(yǎng)鹽的釋放李傳紅1,2，譚鎮(zhèn)2，劉正文1,3*，王建軍3，朱廣偉3，張修峰11.暨南大學(xué)水生生物研究所，廣東廣州510632；2.惠州市環(huán)境科學(xué)研究所，廣東惠州516001；3.中國(guó)科學(xué)院南京地理與湖泊研究所，江蘇南京210018摘要：惠州西湖為典型的南亞熱帶城市淺水湖泊，位于惠州市中心區(qū)域，近年來(lái)已采取了截留城市污水、引清水等治理措施，但西湖水體仍處于富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)。以惠州西湖沉積物為研究對(duì)象，采用實(shí)驗(yàn)室原狀泥柱靜態(tài)培養(yǎng)法對(duì)惠州西湖各子湖

2、沉積物氨氮和反應(yīng)磷的釋放通量進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，惠州西湖沉積物中氨氮(NH4+-N)釋放通量為-31.64~69.73mg·m-2·d-1，不同湖區(qū)釋放通量差異較大，總體上沉積物為水中氨氮的源；各湖區(qū)沉積物中的反應(yīng)磷(PO43-P)的平均釋放通量為-6.42~-0.80mg·m-2·d-1，惠州西湖沉積物為水中磷的匯。研究結(jié)果可為惠州西湖水質(zhì)管理和生態(tài)修復(fù)提供科學(xué)依據(jù)。關(guān)鍵詞：沉積物；釋放通量；氨氮；磷；惠州西湖中圖分類號(hào)：X524文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672-2175（2008）02-0

3、537-05李傳紅等：惠州西湖沉積物營(yíng)養(yǎng)鹽的釋放541沉積物-水界面間的營(yíng)養(yǎng)鹽交換對(duì)湖泊水體的富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)具有重要的影響，沉積物被認(rèn)為是湖泊內(nèi)源負(fù)荷的重要源或匯[1]，是富營(yíng)養(yǎng)化過(guò)程研究的重點(diǎn)。沉積物營(yíng)養(yǎng)鹽釋放通量可以采用水下原位模擬法[2,3]、實(shí)驗(yàn)室原狀泥柱靜態(tài)培養(yǎng)法[4,5]、間隙水濃度梯度估算[1,6]等方法進(jìn)行研究，其中實(shí)驗(yàn)室原狀泥柱靜態(tài)培養(yǎng)法由于操作簡(jiǎn)單方便，采集的柱樣不破壞沉積物原有結(jié)構(gòu)，基本保持沉積物垂向分層特征，實(shí)驗(yàn)結(jié)果較為準(zhǔn)確，因此比較常用[1]?；葜菸骱倌蟻啛釒С鞘袦\水型

4、湖泊，位于廣東省惠州市中心區(qū)，由南湖、豐湖、平湖、鱷湖和菱湖5個(gè)子湖組成，湖面總面積1.48km2，湖水平均深度1.6m左右。近年來(lái)，曾采取過(guò)環(huán)湖截污、引水等治理措施，但水體仍處于富營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)[7]，因此，內(nèi)源污染成為水體營(yíng)養(yǎng)鹽的主要來(lái)源之一，而此前有關(guān)西湖沉積物內(nèi)源污染問(wèn)題僅有沉積物中營(yíng)養(yǎng)鹽含量的初步研究[8]。對(duì)此，本文采用實(shí)驗(yàn)室原狀泥柱靜態(tài)培養(yǎng)法，測(cè)定了惠州西湖沉積物-水界面間氮、磷的擴(kuò)散通量，旨在為西湖乃至其他城市湖泊的科學(xué)綜合治理和生態(tài)恢復(fù)提供理論參考。1材料和方法圖1采樣點(diǎn)分布Fig.

5、1Distributionplotofsamples采樣時(shí)間為2004年8月，在5個(gè)子湖區(qū)中心區(qū)域（見圖1），用裝有φ65mm×600mm有機(jī)玻璃管的柱狀采樣器采集泥柱樣（每點(diǎn)采3個(gè)平行樣，共15個(gè)樣品，沉積物高度為15~20cm）灌滿上覆水，下端用橡皮塞塞緊，帶回實(shí)驗(yàn)室內(nèi)泥柱垂直放置，室內(nèi)保持恒溫25℃，吸出上覆水，注意不擾動(dòng)沉積物。將同步采集的相應(yīng)點(diǎn)的上覆水樣過(guò)濾后，放回到柱子中，各管水面距離沉積物面高度一致（25cm）。多余的水樣保存，每次取樣后可補(bǔ)充到柱子中。測(cè)定補(bǔ)充水及柱子中上覆水中氨

6、氮和反應(yīng)磷的含量，為初始質(zhì)量濃度。在開始培養(yǎng)后6、12、24、36、48、72h的時(shí)候采集每個(gè)柱中水樣進(jìn)行分析，并用剩余的水樣補(bǔ)充取出的體積。模擬試驗(yàn)兩次取樣間的營(yíng)養(yǎng)鹽釋放通量計(jì)算公式如下：式中，F(xiàn)N，P表示氨氮或反應(yīng)磷的釋放通量(mg·m-2·d-1)；Ci表示第i次采樣時(shí)水體氨氮或反應(yīng)磷的質(zhì)量濃度(mg·L-1)；V表示上覆水體積(L)；Ci-1李傳紅等：惠州西湖沉積物營(yíng)養(yǎng)鹽的釋放541表示前一次采樣時(shí)水體氨氮或反應(yīng)磷的質(zhì)量濃度(mg·L-1)；V0表示采樣及補(bǔ)充水的體積(L)；C0表示補(bǔ)充

7、水中氨氮或反應(yīng)磷的質(zhì)量濃度(mg·L-1)；A為沉積物的表面積(m2)；t為本次采樣與前次采樣間的時(shí)間間隔(d)。參考國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)分析方法，用鉬銻抗顯色、分光光度法測(cè)定所取水樣中的反應(yīng)磷的含量，納氏比色法測(cè)定水樣中的氨氮。有關(guān)沉積物的基本物理化學(xué)特征參見文獻(xiàn)[8]?？紤]到原狀泥柱靜態(tài)釋放試驗(yàn)時(shí)間越長(zhǎng)，離原來(lái)湖底環(huán)境的偏差就越大，本試驗(yàn)共培養(yǎng)72h，大致反映培養(yǎng)柱內(nèi)營(yíng)養(yǎng)鹽質(zhì)量濃度的變化情況。2結(jié)果通常所說(shuō)的湖泊沉積物釋放是指沉積物在靜態(tài)條件下物質(zhì)在沉積物-水界面通過(guò)濃度梯度產(chǎn)生的濃度勢(shì)而發(fā)生的界面遷移

8、現(xiàn)象[9]。一般情況下，氮、磷釋放首先進(jìn)入沉積物的間隙水中，再進(jìn)一步從間隙擴(kuò)散到水土界面與上覆水體中。2.1氨氮釋放通量研究認(rèn)為浮游植物對(duì)氨氮的利用優(yōu)于亞硝氮和硝態(tài)氮[10]。由圖2可以看出，各樣點(diǎn)氨氮釋放速率變化趨勢(shì)比較相似，沉積物培養(yǎng)初期，氨氮釋放量比較高，原因可能是在原柱樣靜態(tài)釋放試驗(yàn)中應(yīng)該保持靜止?fàn)顟B(tài)的沉積物由于搬運(yùn)，上覆水的復(fù)加，間隙水和上覆水中營(yíng)養(yǎng)鹽含量梯度難以保持，沉積物-水界面并不穩(wěn)定，沉積物難免受到輕微擾動(dòng)，使間隙水中的氨氮大量釋放出來(lái)，營(yíng)養(yǎng)鹽質(zhì)量濃度變化極不穩(wěn)定，隨著實(shí)驗(yàn)時(shí)間