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水体富营养化问题是全球关注的环境问题之一。随着城市化的发展,承担着容纳城市生活污水任务的城区湖泊水质迅速恶化。南湖是湖北省武汉市中心城区第二大湖泊。近年来,随着武汉市城市化的推进,南湖周边地区居住人口数量猛增,大量经过一定程度处理或未经处理的生活污水排入南湖,导致南湖水体富营养化。本文以南湖为研究对象,对南湖水体、沉积物和间隙水中的氮磷营养盐动态,表层沉积物磷的释放,降雨和地表径流氮磷的输入状况,沉积物中有机质,沉积物中重金属的污染状况等进行研究。主要研究结果如下：1.水体中TN的平均浓度为12.66 mg/L,采样期间随着时间推移呈上升趋势。DIN中,NO3--N的平均浓度为1.076 mg/L,NH4+-N为0.832 mg/L,NO2--N为0.238 mg/L；DIN的季节变化上,NH4+-N的最高值、NO3--N和NO2--N的最低值均出现在8月。水体TP和PO43--P的平均浓度分别为0.240 mg/L和0.033 mg/L。TP和PO43--P均在11月浓度最高,但TP浓度的最低值出现在2月,PO43--P则是8月最低。2.沉积物中,TN的平均浓度为3.3922 mg/g(DW),季节变化趋势与湖水TN一致；垂直变化上,在0-25 cm深度范围内,TN浓度随深度增加逐渐降低。NH4+-N的平均浓度为0.0882 mg/g(DW),占总DIN的70%-96%；季节变化和垂直分布趋势与TN一致。NO3--N的浓度则很低。沉积物中TP的平均浓度为1.005mg/g(DW).季节变化上,4月～11月呈上升的趋势,11月～2月趋于稳定；垂直分布则随沉积深度增加逐渐降低。柱状沉积物中的不同形态磷以无机磷为主,占TP的61.4%-77.1%。沉积物中活性磷的浓度很高,但活性磷随沉积深度增加显著降低。此外,对沉积物不同形态磷和间隙水PO43--p的相关性分析结果表明,沉积物主要以活性磷和自生钙磷的释放来供给水体磷。3.间隙水中,NH4+-N的平均浓度为11.59 mg/L,占总DIN的90%以上；采样期间随着时间推移呈明显上升趋势；垂直分布上,最大值出现在5-15 cm。NO3--N和NO2--N的平均浓度分别为0.212 mg/L和0.025 mg/L；NO3--N的最大值出现在5-10 cm；NO2--N则随深度增加而降低。间隙水PO43--P的平均浓度为0.209 mg/L,11月时浓度最高,2月最低；垂直分布规律与沉积物TP一致。4.水体、沉积物和间隙水中氮磷水平分布的规律是,靠近南湖最大的点污染源的点Ⅳ,各测定指标的浓度最高且季节变化和垂直梯度最显著；周围没有较大点污染源的点Ⅲ和点Ⅴ,各指标的浓度相对较低且季节变化和垂直梯度较小。5.南湖表层沉积物中磷的释放量随pH变化呈“U”形曲线变化,即在中性(pH=7.1)磷释放量最小(0.017 mg/L),而pH=4.6时磷的释放量最大(0.073 mg/L)。在酸性条件下,pH的改变对磷的释放量的影响更显著。不同pH条件下磷的饱和度也有差异,在pH=4.6时磷的饱和度最大,为0.696 mg/L,中性条件下磷的饱和度最小,为0.412 mg/L。好氧和厌氧条件均能造成磷的释放,但是释放量和释放速率有显著差异。厌氧条件下的释放量和释放速率是好氧条件下的近10倍。6.南湖沉积物含水率的平均浓度为72.4%。季节变化不大,垂直分布呈显著的随沉积深度增加而降低的变化趋势。沉积物LOI的平均浓度为10.20%。季节变化上,LOI的最大值出现在11月,2月的浓度稍降,但2月的表层和次表层间浓度差异最小。垂直分布与含水率的分布一致,即随着沉积深度的增加,LOI显著下降。沉积物中TN、TP、LOI两两间均呈极显著相关,反映了南湖沉积物中氮、磷和有机质的同步积累趋势。在0-15 cm的沉积层,各测次间LOI的浓度差异较大；而在15～25cm的沉积层,各测次间的浓度差异不大,表明南湖沉积物中有机质的分解矿化主要发生在0-15 cm的沉积层,较深沉积层的分解矿化较弱,有机质处于相对稳定的状态。7.丘陵植被地表径流中TN、TP的浓度均高于降雨和城市地表径流。降雨、城市地表径流和丘陵植被地表径流中的DIN以NH4+-N为主,其次是N03--N；降雨中的NH4+-N浓度远大于径流中的浓度。溶解态PO43--p的浓度,城市地表和丘陵植被地表径流的浓度均低于降雨的浓度。2005年4月至2006年3月间,降雨和径流中的各形态氮、磷浓度,除NH4+-N呈逐渐递减的趋势,其余指标均呈波动性变化,且没有明显的季节性差异。8.南湖柱状沉积物中各种重金属的平均浓度(mg/kg, DW)分别为Cd:0.155, Cu:47.0, Cr:147.8, Mn:1026.5, Pb:55.7, Zn:132.1。水平分布上,重金属的最大值出现在点Ⅳ和点Ⅰ,且平均浓度也高于其他的点；垂直分布,最大值出现在表层或次表层,随沉积深度的增加而降低。而且,在各种重金属之间以及重金属与有机质之间存在显著的正相关,表明外源污染对沉积物中重金属的负荷具有重要影响。应用地质累积指数Igeo值对重金属污染状况进行评价,结果表明,重金属的污染主要是Cr和Cd,其中Cr的最高浓度为231.9(mg/kg,DW),Cd为0.348(mg/kg, DW)。但是重金属的污染程度较轻。