福建省山美水库入库河道沉积物磷释放风险

通过沉积物磷赋存形态,沉积物-水界面磷吸附平衡浓度(EPC0)值与上覆水体可溶性活性磷(SRP)的大小关系,沉积物磷吸附指数(PSI)、磷吸附饱和度(DPS)、以及其衍生出的磷释放风险指数(ERI)探讨了福建省山美水库入库河道沉积物磷的潜在释放风险.结果表明,入库河道沉积物总磷(TP)、无机磷(IP)、有机磷(OP)、非磷灰石磷(NAIP)及磷灰石磷(AP)的平均含量分别为837.12、665.94、167.19、497.63 mg·kg-1以及166.21 mg·kg-1,各形态磷占TP的比例分别为79.6%、20.0%、59.4%以及19.8%,其沉积物TP含量高于东昌湖,低于百花湖、海河及滇池.入库河道沉积物磷的主要赋存形态为NAIP,为沉积物较易释放且可被生物利用的磷;入库河道沉积物EPC0平均值为0.125 mg·L-1,显著高于上覆水体SRP(0.026 mg·L-1);入库河道沉积物PSI的平均含量为58.01(mg P/100g)·(μmol·L-1)-1,DPS的平均值为14.79%,其衍生指数(ERI)平均值为33,处于沉积物磷高释放风险的范畴.综上可见,山美水库入库河道沉积物磷存在潜在的高释放风险.

天鹅湖沉积物对磷的吸附动力学及等温吸附特征

以荣成天鹅湖这一天然泻湖为研究对象，研究了6个样点沉积物对磷的吸附动力学曲线和等温吸附方程，并分析了沉积物理化性质与磷吸附参数间的关系。结果表明，天鹅湖不同区域沉积物对磷的吸附动力学均符合二级动力学方程，吸附反应主要在前10h内完成，且0-2h内反应迅速。根据Langmuir模型，6个样点沉积物对磷的理论吸附容量（Qmax）的范围为294．12-1111．11mg／kg，其中湖区北部和中部沉积物的吸附能力高于南部。沉积物对水体中磷的吸附解吸平衡浓度（EPCo）的变幅为0．002-0．033mg／L，其与沉积物本底吸附态磷（NAP）呈较弱的正相关关系。本研究条件下，大部分样点的EPCo小于上覆水中磷的浓度，其中湖区西北部和东南部沉积物中磷具有向上覆水体释放的趋势。沉积物的NAP与总氮、有机质、活性铝和黏粒间均呈显著正相关，Qmax与铁铝结合态磷、有机质、活性铝和粉粒间呈显著的正相关关系。活性铝、有机质和粒度是影响沉积物磷吸附的主要因素。

固磷试剂强化湿地基质吸附磷的研究

湿地中基质的吸附与转化是磷去除的主要途径,强化湿地基质对磷的吸附能力是提高磷去除率的关键所在。研究以云南罗时江河口湿地的基质为实验对象,考察了三种固磷试剂(FeCl3、AlCl3、CaCl2)对基质磷吸附性能的强化效果。结果表明,FeCl3和AlCl3的施用比CaCl2更明显有效地增加了基质磷的吸附能、最大吸附容量、最大缓冲容量,同时更大幅度地降低了基质磷平衡浓度(EPC0),从而赋予基质更强的从水相中吸附磷的能力。在同处最低使用剂量时,投加FeCl3降低EPC0值的幅度大于AlCl3,而AlCl3对其他吸附参数的提升高于FeCl3。

在黄河水中空气飞尘对磷酸盐吸附行为的研究

本文采用呼和浩特市空气飞尘与黄河水反应的吸附等温线方法来研究其吸附作用的规律,并对EPC0值定量数值进行了分析。研究表明,随着磷酸盐浓度的升高,空气飞尘对磷酸盐的吸附量呈线形的增加,飞尘的零平衡时磷酸盐浓度(EPC0值)在0.02~0.35m g/L之间;随固体浓度的升高,吸附等温线有所不同。飞尘的等温线是与坐标轴交叉的河流新型等温线,线性吸附系数(K)值在0.05~0.13L/g之间。

黄河入河沙漠颗粒物对磷酸盐的吸附特征

研究了黄河入河沙漠颗粒物在天然水(河水和海水)中对磷酸盐的吸附行为,用改进的Langmuir和Freundlich等温吸附模型对实验数据进行了拟合.结果表明,①改进的Langmuir等温吸附模型更适用于描述黄河入河沙漠颗粒物对磷酸盐的吸附特征,其物理意义更明确,得到的拟合参数更合理;②颗粒物对磷的最大吸附容量Qmax变化范围为41.322～357.143mg.kg-1,其中居延海颗粒物Y2的Qmax最大.Qmax与颗粒物(Y1～Y5)的有机质有着极显著的正相关关系;③除巴丹吉林沙漠颗粒物Y1外,颗粒物的临界磷平衡浓度EPC0值均大于其相应水体的磷浓度.Y1在黄河水中吸附磷的EPC0小于相应水体的磷浓度0.010<0.053 mg.L-1,而在渤海海水中却大于相应水体的磷浓度0.109>0.074 mg.L-1,表明Y1吸附了黄河水中的磷,进入渤海后Y1原有吸附可交换态磷NAP转移到海水中.其它颗粒物与相应水体进行磷交换的过程中存在着解吸磷的现象,具有向相应水体释放磷的能力;④黄河入河沙漠颗粒物对磷酸盐的吸附等温线是过溶液浓度轴0.00的交叉型等温线,这种新型交叉型吸附-解吸模型较好地解释了其吸附特征和天然粒子的双重性作用.

城市新城区公园沟塘沉积物磷释放风险及影响因素分析

以合肥蜀峰湾体育公园5个水塘和3条沟渠为对象,采集表层沉积物及上覆水样,测算不同季节表层沉积物磷平衡浓度(EPC0),并解析其对外源碳或氮添加的响应,据此评估沉积物磷释放风险水平,识别主要环境影响因素.结果表明,该城市公园沟塘沉积物磷素污染处于轻-中度污染水平,总磷(TP)含量为209.28~713.51 mg·kg^(-1),生物有效磷含量占TP的质量分数为18.51%~36.21%;环境背景情形下水塘沉积物EPC0变化范围为0.012~0.142 mg·L^(-1)(均值0.057 mg·L^(-1)),沟渠EPC0变化范围为0.036~0.156 mg·L^(-1)(均值0.078 mg·L^(-1));外源碳的添加导致水塘1、3和沟渠1的EPC0值升高(其中水塘3上升约47.5%),提高了沉积物磷释放风险,其余沟塘沉积物EPC0值则出现下降(特别是水塘5下降约58.6%),意味着磷释放风险水平下降;而在外源氮添加情形下,所有沟塘沉积物EPC0值都出现了不同程度的下降(沟渠1、2的夏季情形除外),特别是水塘2表现尤为显著(下降约51.6%),表明沟塘沉积物磷吸收存在氮限制性;根据偏最小二乘回归分析(PLSR)结果,氮、磷对水塘和沟渠沉积物的EPC0值影响存在差异.

内蒙古西部沙漠颗粒物和黄河沉积物对磷的输运

黄河上游内蒙古西部沙漠的颗粒物作为磷"源"向黄河输送了大量的磷,乌兰布和沙漠每年向黄河输运约1.1万吨总磷,其中生物可利用磷约为492t。库布齐沙漠每年向黄河输送约为9200t总磷,其中生物可利用磷约为688t。黄河沉积物向海水中释放磷,黄河是海洋中磷元素的内源。研究了黄河沉积物对磷的吸附解吸的动力学和等温线,实验所得的等温线符合Langmuir方程,在自然粒度下黄河下游三个站位沉积物的EPC0值在0.005～0.08mg/L之间。

巢湖十五里河沉积物磷平衡浓度对外源碳的响应及释放风险

2017年7月至2018年5月,在巢湖十五里河干流的城乡梯度方向,按照每两个月采样1次的频率,采集5个点位的表层沉积物样,分析沉积物磷形态,解析磷平衡浓度及对外源碳(乙酸钠)的响应,并对沉积物磷释放风险进行评估.结果表明,十五里河水体磷素污染严重,沉积物总磷含量平均为915. 04～1 205. 31 mg·kg^(-1),且沿城乡梯度方向缓慢下降,而生物有效性磷含量则保持稳定;外源碳降低了沉积物EPC_0值(下降约29%),也改变了各采样点EPC_0值大小排序;上覆水SRP浓度高于EPC_0值所占比例为66. 7%,而且磷吸附解吸平衡饱和度EPC_(sat)<-20%所占比例约60. 0%,表明十五里河沉积物以磷吸附占优势,即沉积物总体上处于磷"汇"状态;外源碳的输入使得EPC_(sat)<-20%所占比例由60. 0%上升为73. 3%,降低了沉积物磷释放风险水平.

污水厂尾水受纳河段沉积物磷形态及释放风险效应

2018年10月~2019年4月,在合肥市板桥河的蔡田铺污水厂尾水排放口上、下游河道4个采样点位,按照每两个月采样一次的频率采集沉积物和上覆水样,分析尾水排放对河道沉积物磷形态及磷平衡浓度(EPC0)的影响,解析沉积物磷平衡浓度及磷释放风险的外源碳(乙酸钠)响应.结果表明,板桥河水体沉积物磷素受污水厂尾水影响较大,排放口上、下游沉积物总磷均值分别为789.39 mg·kg^-1和854.41 mg·kg^-1,生物有效性磷均值分别为157.19 mg·kg^-1和173.37 mg·kg^-1;4个采样点的EPC0值大小排序为:SP1>SP2>SP3>CP,表明尾水排入提高了河流EPC0,致使河流沉积物磷释放风险增加;外源碳的添加明显降低沉积物的EPC0值,特别是紧邻排放口的SP1下降最为显著,表明外源碳添加对降低沉积物磷释放风险有效.

三峡库区澎溪河底泥及消落区土壤磷的形态及吸附特性研究

沉积物是自然水域的重要生态组成部分,是形成湖泊、水库富营养化的关键因素之一.为研究三峡库区澎溪河流域沉积物中磷的赋存形态特征及迁移转化规律,采用连续提取法对澎溪河底泥3个断面及消落区3种土壤类型中磷赋存形态进行分析,并通过等温吸附实验研究了磷的吸附规律,确定了零净吸附磷浓度(EPC0).结果表明,澎溪河底泥中的总磷含量在0.80～1.45 g·kg-1之间,赋存形态以无机磷为主,其中钙结合磷和蓄闭态磷比例在80%以上,铁铝结合磷含量较低,该流域底泥受自然岩石状态及沉积环境的影响较大,而人为活动对其影响较小;消落区土壤总磷含量在0.65～1.16 g·kg-1之间,磷的赋存形态也以无机磷为主,冲积土和紫色土也以钙结合态磷和蓄闭态磷为主,水稻土中则以蓄闭态磷含量最高.澎溪河高阳、黄石和双江3个断面底泥的EPC0分别为0.08、0.13和0.11 mg·L-1,消落区冲积土、紫色土和水稻土的EPC0分别为0.08、0.09和0.04 mg·L-1.EPC0值与沉积物中总磷、pH、Ca-P、黏粒含量呈正相关性,其中与pH和Ca-P相关性显著.根据澎溪河上覆水中磷浓度的季节变化,初步判定底泥及消落区土壤在夏秋季节为磷的"汇",在冬春季节则成为其"源".EPC0高于水体富营养化临界值,底泥及消落区土壤中磷的释放依然是不可忽视的潜在问题.

沙尘粒子在天然水中对磷的吸附规律

文章研究了2008年5月呼和浩特沙尘暴期间收集的沙尘粒子在天然水中对磷酸盐的吸附行为,用Freundlich与Langmuir等温吸附模型对吸附实验数据进行了拟合。