月湖沉积物—水界面营养盐的时空分布特征研究

作     者：杨云梦 

作者单位：华中师范大学 

学位级别：硕士

导师姓名：姜艳

授予年度：2018年

学科分类：08[工学] 0815[工学-水利工程] 

主      题：月湖 沉积物-水界面 营养盐 时空分布 迁移 相关性 

摘      要：在以往富营养化湖泊的治理进程中,有研究发现,在受污染湖泊的外部污染源被有效控制后,内源即成为湖泊富营养化问题的主导因素,长时间维持着湖泊的营养状态。本文以武汉市典型浅水湖泊-月湖为研究对象,通过野外调查采样和室内实验测定,分析了月湖沉积物、间隙水和上覆水各形态营养盐的空间分布和季节变化特征,探讨了月湖沉积物-水界面的迁移过程,进而对不同介质中营养盐的相关性进行研究,以期为月湖治理提供参考。主要研究结论如下:(1)月湖沉积物总氮(TN)浓度为1.36-2.10g/kg,随着沉积深度的增加,浓度逐渐降低,春季TN浓度最低,冬季最高。沉积物氨氮(NH4+-N)浓度远高于硝态氮(NO3--N)浓度,随着深度的增加,NH4+-N的浓度升高,NO3--N浓度下降,季节变化不同。沉积物总磷(TP)有“表层富集特征,秋季TP浓度最高,此时沉积物是磷的“汇。TOC/TN表明月湖表层沉积物有机质的来源以外源为主,底层以内源为主。整体上,月湖西侧湖区沉积物营养盐负荷最高,湖心受到的污染较小。(2)月湖间隙水TN浓度为3.966-10.998mg/l,其空间分布和季节变化与沉积物TN相似。间隙水溶解态氮的比重为NH4+-NNO3--N亚硝态氮(N02--N),垂向分布表现为NH4+-N浓度随深度增加浓度升高,与NH4+-N相反,N03--N和NO2--N浓度下降,季节变化不一致。春季月湖间隙水TP“表层富集特征最明显,秋季TP含量最高,季节变化与沉积物TP相似。月湖间隙水各营养盐的时空分布受沉积物影响较大。(3)月湖间隙水TN浓度远高于上覆水,存在沉积物TN向月湖水体扩散的可能性。月湖NH4+-N和NO2--N主要是由沉积物向上覆水体扩散,而NO3--N主要是由上覆水向沉积物迁移,不同样点在各季节间隙水和上覆水TP的迁移释放方向不尽相同。来自沉积物的内源释放是影响月湖水环境的重要因素。(4)除沉积物NH4+-N外,月湖沉积物各形态碳氮磷之间均存在不同程度的显著相关,相互作用较强。月湖沉积物TN和TOC与间隙水TN相关性较强。间隙水NH4+-N与上覆水NH4+-N呈显著正相关,存在迁移扩散趋势。月湖沉积物-水界面间营养盐的迁移并不只是由浓度梯度的扩散来决定的,不同介质各营养盐的具体情况还受到内外因素的共同影响。