高磷含量湖泊表层沉积物对磷吸附特征研究

该文以黄石市青山湖为研究对象,对表层沉积物进行磷的吸附动力学与等温吸附实验,分析了表层沉积物对磷的吸附特征及其影响因素,以此探究城市小型浅水湖泊沉积物的“汇”“源”性质,为同类型湖泊的生态环境治理提供参考依据。结果表明:(1)青山湖沉积物对磷吸附的动力学拟合符合Lagergren准一级动力学模型,30 min内沉积物对磷酸盐的吸附速率最快,在15 min时各样点吸附速率达到最大值,为17.31~26.99 mg/(kg·h),48 h时基本达到动态平衡。(2)低磷浓度(0~0.5 mg/L)下,表层沉积物对磷的吸附符合Linear模型,沉积物对磷的吸附(解吸)平衡浓度为0.153~0.167 mg/L,青山湖沉积物处于释放状态,是上覆水体营养盐的“源”;高磷浓度(0~20 mg/L),表层沉积物对磷的吸附更符合Langmuir模型,对磷的最大吸附量为606.60~647.44 mg/kg。(3)沉积物总磷的含量范围为1838.28~2260.66 mg/kg,以无机磷为主,沉积物不同形态磷含量为TP>IP>NaOH-P>OP>HCl-P,IP占TP含量的83.26%~96.08%,IP以NaOH-P为主(48.78%~64.32%)。各样点磷的单因子评价指数均>1,说明沉积物总磷释放风险较大;沉积物风险评价指数ERI在11.99%~12.77%之间,3个采样点的ERI均在10%以上,表明青山湖沉积物呈现中等营养化风险。