太湖水体及表层沉积物磷空间分布特征及差异性分析

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1、第 ! 卷 第 # 期$% 年 # 月环 & & 境 & & 科 & & 学()*+,(-(./0 12*(2)345 !， (35 #/675 ， $%太 湖 水 体 及 表 层 沉 积 物 磷 空 间 分 布 特 征 及 差 异 性 分 析袁 和 忠， $， 沈 吉!， 刘 恩 峰， 王 建 军， 孟 祥 华!（ 8 中 国 科 学 院 南 京 地 理 与 湖 泊 研 究 所 湖 泊 与 环 境 国 家 重 点 实 验 室 ， 南 京 & $%9； $8 中 国 科 学 院 研 究 生 院 ， 北 京 & %#:；!8 济 南 大 学 城 市 发 展 学 院 ， 济 南 %$）摘 要 ：

2、通 过 对 水 体 不 同 程 度 富 营 养 化 湖 泊 太 湖 全 湖 #% 个 位 点 的 高 密 度 采 样 分 析 ， 得 到 太 湖 水 体 及 表 层 沉 积 物 各 污 染 因 子在 太 湖 的 空 间 分 布 特 征 图 ， 结 果 表 明 ， 太 湖 水 体 中 1+ 0? 5 沉 积 物中 AB D? 之 间 变 化 5 2EB D? 5 , D? 5 沉 积 物 中 *V $G5 W3=! 通 讯 联 系 人 ， B=EP4： XPYTASV SP4EY5 EW5 WS!#$% &()*+,)-. /0#*#$)%*()$( #.1 &2%*()3 4.#53( -6

3、70-(0-*,( 6*-892%*53.: ;#)%* #.1 !,*6#$% !%18%.)( . %MZ/( ABUT3S， $， 1( P， 0*Z SBAS， N/( PESBXRS， -( JPESBTRE!（ 8 1_E_A KAQ 0E37E_37Q 3 0EDA 1WPASWA ESa SbP73S=AS_， (ESXPS *SY_P_R_A 3 A37E6TQ ESa 0P=S343Q， 2TPSAYA /WEaA=Q 31WPASWAY， (ESXPS $%9， 2TPSE； $8 7EaRE_A ZSPbA7YP_Q 3 2TPSAYA /WEaA=Q 3 1WPASW

4、AY， OAPXPS %#:， 2TPSE； !8 1WT334 3 2P_QcAbA436=AS_， ZSPbA7YP_Q 3 P SES， P SES $;%$， 2TPSE）4+()*#$)： .TA 6TQYPBWTA=PWE4 PSaAdAY PS _TA 3bA74QPS eE_A7 ESa YR7EWA YAaP=AS_Y 3 .EPTR 0EDA， ES AR_736TPW YTE443e 4EDA， eA7AaA_A7=PSAa5 .TAS， _TA PY364A_T =E6Y 3 Y6E_PE4 aPY_7PR_P3S 3 AEWT 6E7E=A_A7 eA7A P44RY

5、_7E_Aa5 .TA 7AYR4_Y YT3e _TE_ _TA W3SWAS_7E_P3SY 31+ eE_A7 ESa .,2， .( ESa . 0? ， 7AY6AW_PbA4Q5 .TA W3SWAS_7E_P3SY 3 ABAa 73=$:8 ! _3 $;98 ! = D? 5 OAYPaAY， _TA S37_TeAY_ 4EDA 7AP3SY， TPTB43Ea 2EBTAY_ bE4RA 3 !;F8 G9 = D? 5 .TA TPTAY_ W3SWAS_7E_P3S 3 , D? ， eEY aA_AW_Aa PS _TA S37_TeAY_7AP3S 3 _TA 4

6、EDA5 *7AE_A7 673637_P3S 3 .TAY_ bE4RA PY E6673dP=E_A4Q ;%H TPTA7 _TES _TA 43eAY_bE4RA5 ABTA7 6A7WAS_EA PS *SPPWES_ W377A4E_P3S A_eAAS AB eE_A7（ !： %8 #:， %8 G#） 5 R7_TA7=37A， TPT 2377A4E_P3S W3APWPAS_Y A_eAAS .,2， .,2，2I (， .(， .AY_ _TE_ TPTA7 W3SWAS_7E_P3S 3 37ESPWY eEY Eb37 _3 _TA EWWR=R4E_P3S ESa

7、 R7PE4 3SR_7PAS_Y5 .TA TPTB43Ea W3S_E=PSES_Y AdPY_ 67PSWP6E44Q PS _TA LTRYTES OEQ， NR4PTR 0EDA， -AP4PES OEQ ESa _TA S37_TeAY_ 7AP3S 3.EPTR 0EDA5 1PSPPWES_ TA_A73ASAP_Q 3 SR_7PAS_Y aPY_7PR_P3S PS Y6EWA 3 .EPTR 0EDA W3SSAW_Y eP_T aP7AW_ EW_P3S 3 A=PYYP3S 43Ea 3YAeEA5 1P=R4_ESA3RY4Q， aPA7AS_ P3A3WTA=PW

8、E4 ATEbP37Y 3 AEWT 6E7E=A_A7 64EQ ES P=637_ES_ 734A5?%3 -*1(： 6T3Y6T37RY 7EW_P3SY； Y6EWA aPY_7PR_P3S； PY364A_T =E6Y； YR7EWA YAaP=AS_Y； .EPTR 0EDA& & 太 湖 位 于 我 国 长 江 三 角 洲 南 部 ， 为 我 国 第 三 大淡 水 湖 ， 是 一 大 型 浅 水 湖 泊 ， 面 积 $ !98 D=$， 平均 水 深 $ = 左 右 ， 流 域 面 积 约 !G ;% D=$ $ C #5 西 部及 南 部 为 主 要 来 水 区 ， 东 太

9、湖 为 主 要 出 水 区 ， 太 湖 南部 较 北 部 水 量 交 换 周 期 短 ;， G5 西 部 分 布 着 较 厚 的软 泥 ， 最 深 处 达 ; = 以 上 !5 随 着 太 湖 流 域 工 农 业生 产 的 迅 速 发 展 ， 太 湖 的 水 污 染 越 来 越 为 严 重 ， 虽 然对 流 域 的 污 染 输 入 实 施 了 限 排 限 放 措 施 ， 但 水 质 并未 见 明 显 好 转 5 据 估 算 年 输 入 湖 体 总 氮 及 总 磷 量 约为 # F$ _、 F; _ F， 营 养 盐 超 标 严 重 ;， 9， 并 出 现 不 同! 期 袁 和 忠 等 ： 太

10、湖 水 体 及 表 层 沉 积 物 磷 空 间 分 布 特 征 及 差 异 性 分 析程 度 的 富 营 养 状 态 ， 对 饮 用 水 、 农 业 用 水 、 渔 业 用水 和 工 业 用 水 等 造 成 显 著 的 影 响 #$， #%磷 作 为 大 多 数 淡 水 湖 泊 藻 类 生 长 的 限 制 性 营 养盐 #&， 在 浮 游 植 物 的 生 长 过 程 中 起 着 非 常 重 要 的 作用 ， 被 认 为 是 水 体 富 营 养 化 的 主 要 原 因 之 一 # ( #)%沉 积 物 作 为 营 养 盐 的 蓄 积 库 ， 其 内 源 磷 释 放 为 水 体的 二 次 污 染

11、源 ， 为 研 究 人 员 所 关 注 ， #*% 对 太 湖 沉 积物 中 磷 的 分 析 主 要 集 中 于 磷 的 形 态 的 分 离 及 影 响 因素 ， 这 有 助 于 认 识 沉 积 物 +水 界 面 磷 的 交 换 和 沉 积 物内 源 磷 负 荷 机 制 ， 但 多 集 中 于 区 域 性 研 究 ， 对 整 体 宏观 的 研 究 并 不 多 见 #, ( &#， 本 研 究 拟 通 过 全 太 湖 高 密度 网 格 化 采 样 ， 试 图 对 太 湖 空 间 污 染 状 况 及 主 要 营养 盐 分 布 特 征 作 出 比 较 全 面 的 分 析 ， 以 期 为 太 湖 营养

12、 盐 的 赋 存 转 化 及 富 营 养 化 治 理 提 供 一 定 的 理 论 依据 及 数 据 支 撑 %! 材 料 与 方 法!# !- 样 品 采 集 与 分 析&$ 年 ) 月 采 用 柱 状 采 样 器 于 全 湖 区 无 扰 动采 集 柱 样 ， 每 站 位 采 样 个 平 行 样 ， 样 点 均 由 ./0定 位 （ 图 #） % 共 计 !$ 个 点 位 ， 现 场 取 表 层 & 12 泥样 % 采 得 泥 样 立 即 置 于 密 封 聚 乙 烯 袋 中 ， 混 合 均 匀 %并 同 时 采 集 相 应 点 位 上 覆 湖 水 ， 一 同 放 入 保 温 箱 中低 温 避

13、光 保 存 % 运 回 实 验 室 后 ， 取 部 分 泥 样 真 空 冷 冻干 燥 ， 以 玛 瑙 研 钵 研 磨 过 #$ 目 筛 ， 于 干 燥 器 中 保 存备 用 % 水 样 带 回 实 验 室 后 立 即 分 析 %图 ! 太 湖 采 样 点 位 置 分 布 示 意345% #- 6718947:; 7 ;82?4:5 ;49; 4: A84=B 68C-!# $- 理 化 指 标 分 析太 湖 上 覆 水 体 分 析 指 标 包 括 A/、 AD、 0E/（ ;7BF G8194H ?=7;?=7GB;） ， 分 析 方 法 按 文 献 &完 成 % 沉 积 物 粒 度 组 成

14、（ !） 采 用 激 光 粒 度 仪（ I8;9G;4JK+&$， I8HG: 公 司 ） 测 得 % 取 干 样 约 $L #5， 以 重 铬 酸 钾 +硫 酸 消 解 法 测 沉 积 物 中 AMN% 沉 积 物AD 采 用 过 硫 酸 钾 消 解 法 测 定 % 另 取 约 $L 5 干 样 以ODM+O3+ONM!湿 法 消 解 后 ， 用 PN/+QK0（ /G7RS， 美 国 利 曼 公 司 ） 分 析 沉 积 物 中 A/， 采 用 水 系 沉积 物 .0R+# 为 参 考 物 质 ， 样 品 分 析 误 差 T U #$V %沉 积 物 中 形 态 磷 的 提 取 采 用 欧

15、洲 标 准 测 试 委 员 会 框架 下 发 展 起 来 的 0IA 法 & ( &)， 该 方 法 将 沉 积 物 磷形 态 分 为 铁 结 合 态 磷 （ 3+/） 、 钙 结 合 态 磷 （ N8+/） 、无 机 磷 （ P/） 、 有 机 磷 （ M/） 及 总 磷 （ A/） ， 对 探 讨 磷 的来 源 及 潜 在 风 险 具 有 良 好 的 指 示 意 义 %$ 结 果 与 分 析太 湖 各 湖 区 的 测 量 指 标 差 别 较 大 （ 表 #） ， 上 覆水 体 中 的 0E/、 A/、 AD 变 化 范 围 在 $ ( $L $*25 6W #、 $L $) ( $L #* 25 6W #、 $L XX ( !L *$25 6W #之 间 % 沉 积 物 中 AMN 、 NY D、 !、 3+/、 N8+/、P/、 M/ 及 A/、 AD 在 $L #V ( #L XV 、 L #!V (#*L #!V 、 *L *V ( ,*L )V 、 &L # ( &)XL #25 C5W #、 &)L )! ( ),L *X 25 C5W #、 $L #& ()*L *! 25 C5W #、 X&L *& ( ,#L # 25