挹翠湖底泥中磷形态的调查研究大学本科毕业论文.doc

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1、 密级： JINGGANGSHAN UNIVERSITY本科毕业论文题目 挹翠湖底泥中磷形态的调查研究 学 院 生命科学学院 专 业 环境科学 班 级 10环境（本1） 学 号 100813003 姓 名 李敬玲 指导教师 尹 丽 起讫时间 2012.6.202014.5.14 教 务 处 印 制I井冈山大学生命科学学院本科毕业论文摘 要水体富营养化是当今世界面临的一个严重环境问题。造成富营养化的限制因子主要是N和P，尤其是P。对于大多数外源磷得到控制的水体来说，底泥磷的释放对长期维持藻类生长，促进湖泊富营养化的发展具有举足轻重的作用。湖泊的环保治理必将从有机污染控制转向富营养化污染的控制与治

2、理。而底泥作为河流、湖泊的组成部分，是营养物质氮磷的重要蓄积库，在一定条件下，内源氮磷负荷可释放到水体中，加剧富营养化程度或者延缓水体功能的恢复。沉积物的磷形态、理化性质与磷形态之间相关性能进一步揭示沉积物一水界面磷行为机理，并为我国富营养化浅水湖泊的治理与管理提供指导和理论依据。本试验通过对挹翠湖2012年7月份至2013年5月份底泥的基本状况进行调查，并对底泥中磷形态进行分析测定。结果表明，挹翠湖底泥中的磷以Fe-P和O-P形态为主。关键词：挹翠湖；底泥；磷形态。AbstractEutrophication of surface waters is a serious problem in

3、 many parts of the world. Internal load of nitrogen and phosphorus especially P play a major role in eutrophication. Phosphorus release in sediment is very important to support algae during eutrophication. Eutrophication control will take the place of organic pollutant removal to become the most imp

4、ortant way of the Lake treatment. As a substaintial component of river and lake, the sediments are important storeroom of N and P. Under certain conditions, the internal Phosphorus can be released into water which can deteriorate the eutrophication or hamper the restoration process. Furthermore, the

5、 studies on phosphorus action in the interface of sediment-water is one of the key elements which helps find the mechanism of eutrophication. Among these, the studies on phosphorus forms are crucial aspects that can further reveal the mechanism of phosphorus action in the interface of sediment-water

6、 and supply direction and theoretical grounds to treatment and management of eutrophic shallow lakes in our country.To survey the basic situation of Yicui Lake in 2012 July to 2013 May. The results show that phosphorus of sedimen of Yicui Lake mainly Fe-P and O-P form of existence.Key word：Yicui Lak

7、e； sediment ； fractiongs of phosphorus. 井冈山大学生命科学学院本科毕业论文目 录摘 要iAbstractii1. 引言11.1研究背景11.2挹翠湖概况12.底泥中的磷22.1磷22.2底泥的概念22.3底泥中磷的形态及其来源22.4底泥与水体水质的关系43. 实验与结果53.1实验53.1.1仪器设备53.1.2采样与预处理53.1.3分析方法53.1.4主要试剂及其配制方法63.1.5试验方法73.2结果与分析93.2.1 底泥基本性质93.2.2 底泥磷形态分析114结论12参考文献13致 谢151. 引言1.1研究背景 据国家环保总局2012年6

8、月发布的中国环境公报，2011年，中国湖泊（水库）富营养化问题仍突出。26个国控重点湖泊（水库）中，类、类和劣类水质的湖泊（水库）比例分别为42.3%、50.0%和7.7%，主要污染指标是总磷和化学需氧量1。随着现代经济的飞速发展，城镇的人口和排污量不断增加，一些城镇的小型景观水体正遭受严重的破坏。这些小型水体由于自身相对封闭，流速较缓，湖体置换周期长，不利于污染水体的稀释扩散，其接纳的污染负荷往往大于自身的自净能力，生态系统脆弱，富营养化及富营养化趋势显著，已面临着严重的环境问题。在湖泊富营养化治理过程中，底泥污染整治是主要的难点之一，也是目前较为普遍存在的环境问题。污染物进入水体中后，有一

9、部分会积聚在底泥中。在一定的条件下，累积于底泥中的各种有机和无机污染物通过与上覆水体间的物理、化学、生物交换作用，重新进入到上覆水体中，成为影响水体水质的二次污染源2。底泥有着很高的储存能力，一个水力循环中，仅有不足1%的污染物溶解于水中，超过99%的污染物贮存于底泥。磷被认为是限制湖泊生产率的最关键的营养物，长久以来被认为是导致淡水富营养化的关键因素，因此磷浓度是确定水生态系统富营养化状态的重要参数。底泥中总磷浓度不能预测潜在的生态风险，因为并非所有的磷的形态都能向上覆水释放而导致富营养化，由于底泥中磷以各种化学形态存在，因而具有不同的迁移性和生物有效性，磷形态的研究对底泥磷的潜在释放的预测

10、和未来水体磷水平的预测都有着重要参考价值。因此了解和掌握底泥中磷的形态对水体中磷含量的关系对于改善和恢复水体有重要意义。1.2挹翠湖概况挹翠湖，位于江西省井冈山市茨坪中心，为茨坪主要景点公园，湖四周为林荫大道所环绕，环境十分幽雅，也是憩息玩赏的极好场所。该景点占地面积129亩，内有茶室、亭榭、盆趣园等游赏景点，在该湖北端建有中国优秀旅游城“马踏飞燕”雕塑标志。园内有水面86亩，著名书法家陆俨少为之题写“挹翠映波”，因而命名“挹翠湖”。2.底泥中的磷2.1磷磷是水体中生物的必需营养元素，是水体富营养化的关键因子。随着经济的发展和人口的增长，由于磷含量的升高而引起的水体富营养化己经成为全球性的环境

11、问题3，换而言之，在导致水体富营养化的营养物质中，磷是最重要的因素之一。研究表明，当磷元素富集时，水体中的藻类植物能利用空气中的碳和氮提高其初级生产力，而在磷元素缺乏的状态下再继续添加碳和氮，水体的初级生产力并没有显著变化。因此，要防止富营养化，关键在于加强对磷元素含量的控制4，5。2.2底泥的概念底泥是河流湖泊生态系统的重要组成部分，是大多数水生动植物及微生物的生长栖息地，也是水土界面物质物质交换带，是河湖治理过程中不可忽视的一部分。同时水体底泥也是营养物质的一个重要贮蓄库，不仅可以间接地反映出水体的污染情况和水动力态，而且底泥由外界水动力因素的影响，向上覆水释放营养成分，从而成为二次污染源

12、，影响水体水质，甚至导致富营养化6。水体底泥中的物理、化学条件极易受外界影响而复杂多变，底泥的物质组成结构复杂，演化途径多样，这些都给水体中底泥研究带来了很多困难7。按照底泥理化性质，可将其划分为三层，第一层底泥为近二三十年人类活动的产物，多呈黑色至深黑色;第二层为过渡层，含大量沉水植物根系及茎叶残骸，结构疏松;第三层为正常沉积层，一般保持河湖区周围土壤母质的岩相特征，多为粘质夹粉质粘土，质地密实8。2.3底泥中磷的形态及其来源在自然界中，磷元素有不同的存在形态，而且各种形态可以互相转化，大多数情况下，磷循环是一个单向过程9，10。而在底泥中，据国内外对富营养化水体底泥中磷含量的研究，底泥中磷

13、元素的赋存形态有以下几种分类11：在对国内湖泊水体的研究中，许多学者把底泥中的磷分为无机态磷和有机态磷。无机态磷又分为弱吸附态磷(NH4Cl-P)、钙磷（Ca-P）、铝磷(Al-P）、铁磷(Fe-P)、有机态磷(O-P)等，我国大量的湖泊水体调查资料表明，内源磷主要以无机态存在，一般占总磷（TP)的60%以上12。有机磷不易直接被藻类等水生植物吸收，只能在其它生物，尤其是微生物的作用下，矿化分解为易被植物吸收的活性可溶性磷，并由固相转移到液相中。从而引起水体营养水平的增加。有机磷化合物在厌氧、缺氧或好氧条件下均会被相应的微生物分解为活性可溶性磷。其释放的速率与微生物的活性密切相关13。 国外有

14、的研究者把沉积物中的磷区分为:不稳定态磷、难溶态磷。随着磷化学提取剂的广泛应用，人们又将沉积物中的磷划分为可吸附磷、与CaCO3结合的磷、Fe和Al束缚态磷、易提取的生物磷、钙矿物磷(如磷灰石)、难溶的有机磷，这些磷形态可被广泛组合为无机磷、有机磷(易提取的生物磷和难溶有机磷。根据不同形态磷的释放能力，人们又将不同形态磷归为两类:易释放态磷(或潜在活性磷)和难释放态磷。通常，弱吸附态磷、铁结合态磷、有机磷被归为易释放态磷，而钙结合态磷和残渣磷则被认为是难释放态磷，而对于铝结合态磷，人们对其的释放能力看法不一13。按照磷的迁移能力，底泥中磷可以分为以下几个部分14(1） 弱吸附态磷(NH4Cl-

15、P):指吸附在无机物颗粒表面的弱结合态磷。易于释放。 (2)铁结合态磷(Fe-P):指以不同形式与铁矿物结合的磷，特别是无定形态及弱晶形铁氧化物;在氧化还原电位较低的条件下，会发生释放。(3)铝结合态磷(Al-P):与金属离子铝及其氧化物相结合的磷。(4)有机磷(O-P):主要源于沉积物中有机体细胞中所含的聚合磷酸盐以及腐殖质、肌醇六磷酸等有机物。这些有机形态的磷具有很强的活性，易于分解。(5)钙结合态磷(Ca-P):主要包括自生钙磷(A Ca-P)和碎屑态磷(Det-P),同时也包括钙离子与磷酸根形成的钙磷酸盐，Ca-P被认为是难释放态磷，对水体富营养化程度贡献较小。总磷(TP):底泥中总磷含量为以上各步提取磷的总和14。底泥是水体生态系统的主要组成部分，是底泥水生物生活繁衍的场所，同时作为环境物质的重要载体，时刻与上覆水进行物质和能量的交换13。