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我国是一个发展中国家,地域辽阔,湖泊众多,随着人类对湖泊的开发利用力度的加大,人类对湖泊的影响也愈来愈大。近年来湖泊富营养化现象日趋严重,这引起广大学者及专家研究与探索。引起水体富营养化的原因有很多,其中营养盐的富集是最重要的原因之一。磷作为重要的营养盐因子,在水体富营养化中扮演着至关重要的作用。 沉积物作为湖泊生态环境中重要的参与者,是物质与能量重要的交换场所,它不仅仅为生物体提供了重要的生存环境,同时还提供了重要的营养元素,而磷是其中重要元素之一。沉积物中的磷,作为一种内源磷,尤其是当外源磷得到有效控制时,当外界环境中的磷减少时沉积物中的磷可以释放到水体供藻类利用。研究沉积物中磷的释放与吸附,可以为水体富营养化过程提供坚实的理论基础。 本文于2010年7月,选取东湖、汤逊湖和梁子湖共计11个采样点,对上覆水中理化性质、沉积物磷形态分布、pH对沉积物中磷释放的影响以及沉积物等温吸附、吸附/释放动力学进行研究,得到如下结果: (1)上覆水中TP呈现以城市为中心递减趋势,东湖水体TP平均含量最高,为0.20mg·L-1,其次为汤逊湖0.17mg·L-1,梁子湖水体TP平均含量最低,为0.049mg·L-1,这在某种程度上表明人为因素可能是引起上覆水中TP增加的主要因素之一。 (2)东湖沉积物总磷含量最高,平均值为1.232mg·g-1,其次为汤逊湖(0.762mg·g-1),梁子湖沉积物总磷含量最低(0.572mg·g-1);东湖和梁子湖沉积物总磷中无机磷和有机磷所占比例较接近,汤逊湖无机磷所占比例远低于有机磷。当pH为2.0~7.0时,三个湖泊沉积物中溶解性活性磷(SRP)释放量均呈先增加后减小的趋势;当pH为7.0~12.0时,SRP释放量呈增加趋势。相关分析结果表明,不同pH条件下,SRP释放量与沉积物总磷含量显著正相关;酸性环境下,SRP释放量与酸式磷(HCl-P)的相关性优于碱式磷(NaOH-P),碱性环境下则刚好相反。 (3)采用Langmuir方程和Freundlich方程模型对沉积物磷的等温吸附曲线进行拟合,结果表明,拟合相关性均达到显著水平,同时也发现Langmuir方程的拟合程度要优越于Freundlich方程。但是最大吸附量和实际操作所得到的数据有稍微偏差,这有可能是由于在数据拟合过程中某些点数据偏差并非完全符合拟合公式所造成的。 (4)沉积物磷吸附/释放,在前5h内表现出随着时间吸附量增加较快,曲线较陡,呈现为快速吸附/释放状态;在8h之后,随着时间的增加沉积物吸附/释放磷的含量逐渐趋于平衡,吸附/释放量逐渐减小,曲线较为平缓,呈现为慢速吸附/释放。