论文部分内容阅读
由于近海海水养殖业的快速发展，富营养化现象在近岸海域非常普遍。沉积物作为上覆水中营养物质重要的源和汇，对水体中营养盐的收支和营养盐的循环动力学以及水体富营养化具有极其重要的影响，沉积物—水界面的营养物质交换和扩散是水生生态系统营养物质循环中的重要部分，沉积物—水界面的生物化学作用，是控制和调节沉积物和水体之间物质输送和交换的重要途径。因此，深入研究沉积物—水界面营养盐的释放及交换规律对于近岸海域富营养化的综合整治和生态恢复具有重要的理论依据。 本研究选取富营养化污染严重且水体自净能力差的典型海水养殖区黄墩港作为研究区域，分析黄墩港沉积物垂直剖面上营养盐分布特征及变化趋势;通过沉积物柱状原样室内静态培养实验，模拟海域水环境不同富营养化污染水平，研究沉积物—水界面氮、磷营养盐通量;采用间隙水扩散模型，估算不同底泥疏浚深度下沉积物—水界面氮、磷营养盐通量。主要研究结果如下: (1)黄墩港原柱样沉积物0～120cm蓄积了大量的N、P、C营养物质，且在垂直剖面上分布不均匀，沉积物中蓄积的大量营养物质将是黄墩港海域海水富营养化的潜在危害。 (2)当上覆水中DIN含量过高时，沉积物原柱样静态培养的0～6h沉积物中的氮、磷均先向上覆水中大量释放，6～9h后开始向沉积物中积累，1d之后沉积物—水界面氮、磷的释放和积累趋于平衡。上覆水被DIN污染时，在沉积物原样静态培养一周内上覆水中的NO3--N浓度随培养时间逐渐降低，即NO3--N一部分发生了反硝化作用，转化为NO2--N和NH4+-N，一部分被积累到沉积物中。 (3)当上覆水中DIP含量过高时，沉积物原柱样静态培养的0～6h沉积物中的氮、磷均先向上覆水中大量释放，6～9h后开始向沉积物中积累，1d之后沉积物—水界面氮、磷的释放和积累趋于平衡。上覆水中DIP含量低(0.015mg/L)时，沉积物充当DIP的“源”;上覆水DIP污染严重(0.150mg/L、0.300mg/L)时沉积物充当DIP的“汇”。 (4)在0～120cm底泥疏浚深度下，黄墩港沉积物表现为上覆水中DIN和DIP的“汇”。不同疏浚深度对于沉积物—水界面DIN的交换速率影响不大，对DIP的交换速率影响较大。 (5)底泥疏浚后沉积物—水界面DIN和DIP交换速率远远小于上覆水氮、磷污染下沉积物—水界面DIN和DIP交换速率，上覆水污染严重时和底泥疏浚两种情况下，沉积物均是上覆水中DIN和DIP的“汇”。因此，氮、磷营养物质外源控制对黄墩港海水富营养化治理更为重要，只有在外源污染得到有效控制的情况下，底泥疏浚才能很好地发挥作用。