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磷是生物体不可或缺的生命元素之一,水体环境中的磷可被藻类等浮游生物吸收利用,因而当水体中磷元素过剩时就会促使藻类大量生长,破坏水体生态系统平衡,导致水体富营养化。磷元素进入湖泊后除去被生物体利用和流失损失,多数会沉降蓄积在湖泊沉积物内。在外源输入湖泊的磷得到控制后,湖泊沉积物中磷元素的内源污染性备受关注。沉积物中的磷可与金属离子及有机物等相结合形成不同形态,这些形态在环境条件改变时会相互迁移转化。不同磷形态化学特性及生物有效性不同,研究沉积物内磷形态含量和空间分布特征对蓝藻水华治理具有重要参考价值。本文以巢湖为研究对象,全湖共设置23个定位采样点,于2013年11月采集水体及沉积物样品。采用传统化学方法和梯度扩散膜技术(DGT),分析了巢湖水体和沉积物磷形态的空间分布特征,同时分析了生物有效性磷与其它各磷形态间的相关性。通过室内模拟试验研究了不同湖区沉积物对磷的吸附特性,同时模拟分析了pH、温度及扰动等环境因素变化对巢湖不同湖区沉积物磷释放的影响。主要结果如下：1、巢湖水体磷污染状况严重,水体中总磷(TP)和可溶性无机磷(DIP)浓度西部湖区高于中、东部湖区,处于富营养化水平,入湖河流河口区域水体磷含量较高,外源污染是导致巢湖水体磷高含量的主要原因。DIP可直接被藻类吸收利用,西部湖区中DIP占TP比例较大,可能为巢湖西部湖区蓝藻暴发频繁的原因之一。2、利用欧洲标准测试测量组织(The Standards of Measurements and Testing Programme of The European Commission)建立的连续提取SMT协议,即SMT化学提取法,分析了巢湖沉积物TP、有机磷(OP)、无机磷(IP)含量及空间分布特征,其中IP包括铁/铝结合态磷(Fe/Al-P)和钙结合态磷(Ca-P)。巢湖沉积物的TP含量范围为272-1574mg·kg-1,西部湖区高于东、中部湖区。IP占沉积物TP的比例较大,为其主要存在形态,其中Fe/Al-P西部湖区含量远高于中、东部湖区,为西部湖区沉积物主要磷形态。Ca-P含量全湖分布较均匀,在东、中部湖区是沉积物中磷的主要存在形态。OP含量由大到小依次为东部、西部和中部湖区,OP占TP的比例较小,但OP与DGT-P、藻可利用磷(AAP)、Fe/Al-P等生物有效性高的形态磷具有良好的正相关性,因而OP的生物有效性可进一步研究,不可忽略其对湖泊富营养化的作用。3、生物有效性磷形态分析中AAP含量在整个湖区由西往东逐渐降低,而DGT-P湖区内含量空间分布差异较小,河口附近波动较大,受河流携带污染影响较大,因而生物有效性磷受外源污染影响严重。沉积物中DGT-P与高活性AAP、Fe/Al-P、OP和DIP相关系数R分别为0.541、0.547、0.731(P<0.01)和0.438(P<0.05),因此可考虑将DGT作为生物有效性磷监测手段。4、巢湖各湖区沉积物对磷元素的吸附过程符合Langmuir模型,等温吸附实验表明东、西部湖区沉积物对磷酸盐具有较高吸附潜能,中部湖区较低,但东、西部湖区沉积物磷释放风险较大,吸附磷量越多,释放的危害性越大。等温吸附试验各湖区样品平衡溶液中的生物有效性磷(DGT-P)存在较大差异,最大平衡浓度西部湖区9号样点(0.62 mg·L-1)约为东部湖区3号样点(0.07 mg·L-1)的10倍,说明沉积物对上覆水磷的生物有效性存在较大影响,可进一步探索沉积物中活性较大OP、Fe/Al-P及AAP含量是否对其存在影响。5、弱碱性上覆水环境、温度升高、扰动加强均可促进巢湖表层沉积物磷释放。弱碱性环境下(pH=8左右)各湖区沉积物TP和DIP释放量较大,目前巢湖现阶段水体呈弱碱性利于沉积物中磷的释放,巢湖沉积物磷的内源释放风险较高。巢湖各湖区沉积物均可随着温度升高向水体中释放磷元素,沉积物中DIP释放受温度变化影响较小,而其TP受温度变化影响较大,温度升高(35℃)TP释放量增大。试验选取的各湖区代表样点中,东部湖区4号样点环境条件pH、温度及扰动三因素的变化均可相对较好的促进其沉积物中磷的释放,中部湖区8号样点对扰动因素的改变敏感度较高,而西部湖区9号样点沉积物磷释放受pH和温度条件变化影响较大。