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东昌湖表层沉积物磷的形态及其释放过程研究

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1.绪论

1.1磷的限制性作用的确立

1.2湖泊生态系统中的磷循环

1.3上覆水及沉积物中磷的赋存形态研究

1.4湖泊沉积物中磷的释放

2. 研究内容及技术路线

2.1研究课题的来源

2.2研究内容

2.3研究意义

2.4技术路线

3.实验材料和方法

3.1实验材料

3.2 实验方法

4.东昌湖概况

4.1东昌湖流域自然环境概况

4.2 东昌湖流域社会经济概况

4.3 东昌湖水源及周边水系概况

5.东昌湖现场调查

5.1 调查时间与站位分布

5.2 东昌湖地形、水文调查

5.3东昌湖上覆水水质结果

5.4东昌湖表层沉积物粒度特征

6.东昌湖表层沉积物磷赋存形态研究

6.1东昌湖表层沉积物总磷含量及分布特征

6.2东昌湖表层沉积物不同赋存形态磷的含量与分布

6.3 磷的生物有效性分析

6.4不同赋存形态磷之间的相关关系

6.5沉积物中TP和总氮、总有机碳的相关性分析

6.6本章小结

7. 东昌湖表层沉积物磷释放研究

7.1水体pH值对沉积物中磷释放的影响

7.2温度对沉积物中磷释放的影响

7.3本章小结

8.结果与展望

8.1结果

8.2展望

参考文献

致谢

个人简介

攻读硕士学位期间发表论文

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摘要

湖泊富营养化是我国大多数湖泊面临的环境问题之一。磷通常被认为是湖泊富营养化的限制性因子,近年来人们改善和恢复水质的措施主要集中在减少外源磷的输入,但是当外源输入得到控制后,沉积物中的磷在一定条件下会作为内源逐步释放到水体中,延缓和抵消这些措施的实际效应并加剧富营养化的程度。
  因此,在国家重点水专项的支持下,本文以聊城市东昌湖为研究对象,应用Ruban等在欧洲标准委员会框架下发展的淡水沉积物磷形态分离法-SMT法对东昌湖表层沉积物进行磷形态分析,探讨了表层沉积物的形态特征及释放潜力。并通过实验模拟研究pH值和温度对东昌湖表层沉积物磷释放的影响规律,通过研究发现:
  (1)采用SMT法对东昌湖沉积物中各形态磷进行测定,该方法将沉积物中的磷分为铁铝结合态磷(Fe/Al-P)、钙结合态磷(Ca-P)、无机磷(IP)、有机磷(OP)和总磷(TP),TP含量在428.67~933.95mg·kg-1之间,平均含量为597.78mg·kg-1,与国内其他研究较多的湖泊表层沉积物相比磷含量不高。
  (2)沉积物的磷以IP为主,占TP的70.06%~91.08%,以OP为辅,占TP含量的12.31%~26.40%。IP中以Ca-P为主,以Fe/Al-P为辅,从各形态磷占TP的百分比来看,Ca-P>OP>Fe/Al-P。
  (3)东昌湖沉积物中的Fe/Al-P平均值为35.22mg·kg-1,比我国其他湖泊小1~2个数量级;Ca-P平均值为479.11mg·kg-1,占TP平均值的80.15%,较国内其它湖泊的Ca-P含量高,这与我国北方石灰性土壤Ca-P含量很高有关。
  (4)东昌湖表层沉积物中磷以惰性磷为主,活性较低,向上覆水体释放的潜力不大,以Fe/Al-P+60%3OP作为生物有效磷发现其与TP极显著性正相关,并且TP与TN、TOC之间呈极显著正相关关系。
  (5)磷的释放量随上覆水的pH的增加呈“U”型变化,在中性的时候释放量最低;温度对磷的影响显著,高温能够加快磷的释放,在其他条件不变时,磷的最高释放量与温度呈正相关。

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