磷是自然界中的重要营养元素之一,也是造成湖泊富营养化和水华暴发频繁的关键因素。因此磷在生态系统中的循环受到广泛关注,尤其是由地表径流和废水、污水排放等途径进入河流和湖泊的磷。河流沉积物在磷素的输送过程中充当源与汇的双重角色。沉积物中磷的源-汇角色与磷自身形态有密切关系,不同形态磷的含量、释放及生物有效性特征不仅能够反映区域环境变化的程度,更加能够揭示水与沉积物界面的磷迁移转化规律。随着城市化进程加快,湖泊富营养化问题日益突出,巢湖尤其严重。巢湖主要入湖河流流域多为主要的城市、工业区和农业区域,周围地区内的生活污水和工业废水等都是通过这些河流汇入湖区。大量含磷的污染物首先在河流沉积物中被截留并储存起来,一旦外界条件发生改变,沉积物中的磷就会被释放而重新进入上覆水体中,加剧水体富营养化。巢湖入湖河流很多,以往研究多关注巢湖沉积物而忽略了入湖河流沉积物磷的作用。因此,对巢湖流域河流沉积物磷的相关研究就十分重要。本论文通过对比巢湖流域表层土壤、主要入湖河流和巢湖表层沉积物磷含量分布特征,利用连续提取法将主要入湖河流33个沉积物中的磷分为弱吸附态和溶解性磷(L-P)、铝结合态磷(Al-P)、铁结合态磷(Fe-P)、还原态可溶性磷(RS-P)、钙磷(Ca-P)和残渣态磷(Res-P)等6种形态并分析它们分布特征,利用等温吸附试验对沉积物样品磷的释放及影响因素进行了系统的分析,探讨了河流沉积物不同磷形态的环境指示意义,在此基础上提出了巢湖流域水体富营养化治理的综合措施。主要研究结论如下:1.巢湖流域内,总磷(TP)在不同介质中平均含量的大小顺序是河流表层沉积物>流域表层土壤>巢湖表层沉积物。城乡生活污水、工业废水的排放,以及降雨、径流对表层土壤中细颗粒物质的选择性侵蚀是导致这种分布的主要原因。进入巢湖的河流沉积物,由于磷的释放导致其含量有所降低。2.Fe-P、Al-P、Ca-P、Res-P是巢湖主要入湖河流沉积物中磷的主要存在形态。流域内城市段河流和沉积物中TP平均含量分别为1119 mg·kg-1和808 mg·kg-1,但前者RS-P和Res-P的平均含量低于后者。城市段河流沉积物中L-P、Al-P、Ca-P和Fe-P含量分别为农村段的1.86、3.53、1.11和1.68倍。3.城市段沉积物中各种形态的无机磷的平均含量的顺序从大到小为Fe-P>Al-P>Ca-P>RS-P>L-P。农村段河流沉积物中各种形态的无机磷的平均含量的顺序从大到小为 Fe-P>Ca-P>Al-P>RS-P>L-P。4.南淝河在流经合肥市区后,沉积物中L-P、Al-P、Fe-P和RS-P空间分布大体相似,总体上是下游高于上游。Ca-P和Res-P空间分布大体相似,一般是上游高于下游,沿着河流入湖方向有减少的趋势。沉积物中L-P、Fe-P和Al-P可作为评价人为来源磷输入量大小的重要指标。5.沉积物中TP的空间分布表现为上游高于下游,其含量沿着河流入湖方向呈现递减趋势。L-P、Al-P、Fe-P、RS-P与TP空间分布大体相似,一般是上游高于下游。Ca-P和Res-P空间分布大体相似,一般是上游高于下游,沿着河流入湖方向有减少的趋势。6.河流沉积物生物有效性磷(BAP)的浓度变化范围在111.6-1512.7 mg·kg-1之间,占TP的比例为19.2-86.3%之间,均值为51.2%。7.巢湖主要入湖河流沉积物中L-P和Ca-P都与CaO含量呈正相关,TP、L-P、Fe-P、Al-P、Ca-P、Res-P与OM呈正相关性。BAP含量与上覆水的pH呈正相关,与沉积物中的OM、TP呈正相关。8.巢湖主要入湖河流沉积物中可释放磷(Pr)含量主要是由L-P、A1-P和Ca-P构成,排污导致的河水酸碱性变化影响沉积物磷的释放。9.巢湖主要入湖河流沉积物EPC0的浓度变化范围为0.005-0.324mg·L-1,城市段沉积物EPC0普遍高于农村段河流,上游沉积物EPC0值高于下游。EPC0与沉积物中的OM、CaO含量呈正相关,与上覆水中的电导率呈正相关,与上覆水中的DO呈负相关。10.流经合肥市区的南淝河河流沉积物EPC0值虽然较高,但由于水体中磷浓度常年保持较高水平,河口区的沉积物目前仍然起着汇的作用。通过底泥疏浚的方法削减输入巢湖的磷,应当根据各河段的具体情况进行,项目实施前应当进行系统的源/汇分析,评价沉积物磷的释放潜力。对于沉积物仍然充当汇角色的河段,应当谨慎采用底泥疏浚这种大量耗费人、财、物力的治理方法。