一. 研究背景
巢湖是我国五大淡水湖之一,属于河成型湖泊。近年来,随着流域内工农业的高速发展和人口的快速增长,大量工农业废水和生活污水排入湖泊,巢湖及其流域生态环境受到严重破坏,湖盆淤积,水质恶化,巢湖内污染层沉积物较厚,底部淤泥分布广泛,目前已成为长江下游地区典型的富营养化湖泊。[1]
王旭伟、薛纪萍等[2]对巢湖沉积物总磷含量的分布以及磷的无机形态进行了研究,研究表明,巢湖表层沉积物中的总磷含量范围在0.3-1.1mg/kg之间,平均为0.55mg/kg。总磷含量的水平分布由北向南呈递减的趋势。无机形态的磷主要是Fe-P和Ca-P,两者之和占有80%以上,但是Fe-P和Ca-P的空间分布特征有一定的差异。
王旭伟、刘慧兰等[3]沉积物总磷含量的水平、垂直分布研究表明,巢湖北部河流入湖口处沉积物中总磷含量高于其他的河流入湖口处,这是由于发源于北部地区的水系带来大量的磷质,导致巢湖中磷的来源更为丰富。
温胜芳等[4]分析巢湖表层沉积物磷形态、有机质及粒径分布特征,与沉积物总磷历史数据进行对比,总结出不同形态磷的变化,探讨了内源磷释放风险。结果表明,巢湖表层沉积物总磷自西向东呈递减趋势,平均含量为790mg/kg,相对于80年代平均增长了55%,其中东半湖增加了211mg/kg,西半湖增加了386mg/kg。表层沉积物磷形态含量和分布存在较大的区别:铁铝结合磷和活性有机磷含量占42%,范围分别在55-648mg/kg和27-468mg/kg。相对而言,钙镁结合磷和惰性磷含量在东西部湖区之间并没有显著的差别,分别占18%和40%。西半湖高活性磷、高有机质和多砂质粉砂的共同特征作用极大地增加了沉积物中磷向上覆水中释放的风险。
通过近几年对巢湖的入湖河流水质状况监测发现,入湖河流水质严重超标,巢湖主要环湖河流中,南淝河、十五里河、派河和双桥河入湖常年水质为劣V类。其中南淝河是污染量最大的河流。
南淝河的水质在50年代仍旧处于良好的状态,从60年代开始逐渐受到污染,到了70年代,随着工农业生产的发展,城市化进程的加快和人民生活水平的提高,工业废水、生活污水以及化肥、农药的排放量迅速增加,南淝河的水质日趋恶化。[5]现在的南淝河几乎成为了合肥市的排污河道,合肥市大部分工矿业集中在南淝河中下游两岸,尤其是合肥电厂、化工厂、电镀厂、安纺总厂、马钢(合肥)公司等污染贡献更大。因此,研究南淝河底泥磷的含量、分布以及磷的形态不仅为南淝河流域富营养化的成因提供科学依据和参考,还能够为其综合治理提出可行性建议,对揭示湖泊营养化发生机制更具有重要的意义。
二.研究方法
沉积物中磷的形态研究中目前最成熟、最理想的方法为化学连续提取法。其基本原理是采用不同类型的选择性提取剂连续地对沉积物样品进行提取,根据各级提取剂提出的磷的量间接反映出沉积物磷的释放潜力。根据提取剂的种类和连续提取方案的不同,化学连续提取法又具体分为很多种方法,如Hieltjes等1980年提出的被广泛应用的4步连续提取法[6],de Groot 等1990年提出的3步法[7],Olila等1993年提出的5步法[8],Jensen 等1993年提出的5步法[9],Ruttenberg 1992年提出的针对海洋沉积物的6步法[10]等。本实验所采取的方法是在李悦等[11]方法的基础上进行的改进,如下图2 所示:
每个样品做3次平行实验,取平均值为最终的实验结果。每次取适量上清液保存于冰箱备用,若是所测的实验数据误差较大,可以重新测量验证结果。做完实验立即处理实验数据,有问题的即可处理。
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