pH对红枫湖表层沉积物吸附与释放磷的影响

作者:杨秀珍;秦樊鑫;吴迪;李存雄 刊名:贵州农业科学 上传者:王丹

【摘要】为给进一步治理红枫湖提供参考资料,对沉积物中磷在大范围pH(2~12)下的吸附与释放特性进行了模拟试验。结果表明:红枫湖沉积物可溶性磷的存在形态包括有机磷、无机磷、铝/铁磷和钙磷等,铝/铁磷和钙磷为主要形态。红枫湖沉积物对磷的理论吸附量较大,说明,在上覆水含磷浓度较高的情况下,沉积物仍能吸附大量的磷污染物,在红枫湖水污染较轻的情况下,沉积物中的磷将释放,导致水体富营养化。pH对磷吸附的影响呈倒"U"型,对磷释放的影响呈"U"型,随着pH增大,磷的释放量也增大,这是由OH-交换能力的增强和红枫湖沉积物中可交换的铝/铁磷和钙磷含量较高所致。

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沉积物中的磷主要以无机磷和有机磷两种形态存在[1],并在沉积物-水体界面存在吸附沉淀和解吸溶解的动态平衡[2]。随着环境条件的改变,这种动态交换特性也随之变化,pH、盐度、温度和溶解氧等对磷在沉积物-水体界面特性的影响较为显著,特别是pH对磷的吸附影响较复杂[3],如对太湖沉积物的研究表明,pH对磷吸附的影响为倒“U”型[4],而刘敏等对长江河口潮滩沉积物的研究结果则为“U”型[5]。红枫湖位于清镇市城区以西,是贵阳市和清镇市的主要饮用水源地。近年来,随着区域经济和社会的发展,大量农业源污染物进入地表水体,流域内工农业废水、生活污水等大量排入河流,污染物的数量超过了水体的自净能力,使得红枫湖水库水质发生变化。尤其是近十年来,水质发生了剧烈的演化,水库污染事件不断,水体呈现富营养化状态,导致黑藻、网箱缺氧死鱼、藻华等水质恶化事件不断发生,水质类别降到3类至5类[6]。磷是富营养化的主要污染物质,到2006年红枫湖、百花湖沉积物干重累积量分别为240.7万t、73.78万t,平均总磷含量为0.163%、0.174%,总磷储量已达3924t、1284t,与国内水体沉积物相比,属于较高水平[7-8]。目前,对于磷在红枫湖沉积物-水体之间的交换特性的研究尚未见报道,并且大范围pH和温度对沉积物吸附解吸磷的影响报道也不多。因此,笔者在试验条件下,研究大范围pH对磷吸附解吸的影响,了解红枫湖富营养化的潜在根源,并结合红枫湖沉积物中不同形态磷的丰度分布,探讨磷在红枫湖沉积物以及水体中的迁移转化机理,以期为进一步治理红枫湖提供参考资料。1材料与方法1.1样品采集与预处理红枫湖干流表层沉积物样品采集区域如图1所示,共6个采样点,从北到南一次为大坝、花鱼洞、兴隆、后午、新庄、羊昌等地。采用深水表层沉积物采样器在各采样点采集沉积物,样品装入密封塑料袋中,运回试验室后风干、研磨,并过60目筛,置于100mL广口瓶中,4保存待分析。图1红枫湖表层沉积物采样点分布Fig.1ThesamplingpointdistributionofHongfengLake1.2方法1.2.1不同形态沉积物磷的含量测定采用钼蓝法[9],磷的分级在SMT(StandardMeasurementTest)的基础上,结合化学连续提取法进行[10],各沉积物中总磷=有机磷+无机磷(铝/铁磷+钙磷),总磷减去可溶性总磷含量得到难溶态磷,本文主要研究可溶性磷的赋存形态和变化。每个样品采取平行取样,计算结果为3个平行样的算术平均值。1.2.2pH对沉积物磷的吸附与释放的影响1)吸附。取沉积物样0.5g于100mL锥形瓶中,加入1mg/L(以P计)的KH2PO4溶液50mL,并用NaOH和HCl溶液调节pH为212,之后在振荡器上振荡18h,吸附平衡后,取出将上清液离心过滤,测定其吸附前后磷的浓度差,计算吸附量。2)释放。取沉积物样0.5g于100mL锥形瓶中,加入去离子水50mL,并用NaOH和HCl溶液调节pH值为212,之后操作同1),测定上清液中磷的浓度,计算释放量。2结果与分析2.1红枫湖磷的形态及分布特征红枫湖沉积物中可溶性磷的形态主要分为两大类,即有机磷(Or-P)和无机磷(I-P),平均含量分别为(326.151.4)mg/kg和(1104.6124.8)mg/kg,I-P中主要以铁/铝-磷(Fe/Al-P)和钙-磷(Ca-P)两种形态为主,平均含量分别为(574.977.9)mg/kg和(440.461.2)mg/kg,可溶性总磷(T-P)的平均值为(1490.8104.4)mg/kg(表)

参考文献

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