南昌市象湖、前湖沉积物氮、磷形态分布及其污染评价

作     者：郭奔 

作者单位：南昌大学 

学位级别：硕士

导师姓名：王毛兰;赵方方

授予年度：2024年

学科分类：08[工学] 0815[工学-水利工程] 

主      题：城市湖泊 有机质 氮形态 磷形态 分布特征 

摘      要：城市湖泊是城市重要的水体形式,与人类生产生活密切相关。然而,随着湖泊资源的开发和利用,湖泊富营养化及其带来的生态环境问题日益严重,严重影响了城市里湖泊水体发挥其正常的功能作用。湖泊的富营养化问题的解决途径之一就是削减控制沉积物中的营养盐。因此,厘清沉积物中有机质和氮、磷赋存形态在湖泊中的空间分布特征,有利于恢复水生态环境的健康。本文以南昌市前湖和象湖为研究对象,采用分级提取的方法对其沉积物中氮磷形态进行了分析测定,探讨了两湖氮磷形态空间分布特征及差异性,通过相关性分析探究了不同形态间氮磷的转化规律,同时采用有机污染综合指数法、有机氮和有机指数法评价两湖的污染情况,并通过C/N和C/P值分析污染来源。主要结论如下: （1）前湖和象湖沉积物中p H在各自湖泊空间上均无明显差异,有机质则存在明显空间差异。前湖沉积物p H均值为6.93±0.10显著高于象湖的6.53±0.12,两湖沉积物偏中性弱酸性。前湖有机质含量变化范围为4.79%～8.80%、均值为6.83±1.38%,象湖的有机质含量变化范围为4.14%～9.05%,均值为6.83±1.38%,两湖的有机质含量并无明显差异。 （2）前湖和象湖沉积物中各种类氮形态的分布均未见明显空间差异。象湖强碱可浸取态氮（SAEF-N）含量0.212±0.011 mg/g低于前湖0.190±0.017 mg/g。两湖中沉积物可转化态的含量大小均表现为:弱酸可浸取态氮（WAEF-N）≈强氧化剂可浸取态氮（SOEF-N）强碱可浸取态氮（SAEF-N）离子交换态氮（IEF-N）中,WAEF-N和SOEF-N为两湖中可转化态无机氮的主要形态,其占比分别为32%和31%。前湖和象湖沉积物中总氮整体情况分别为2.49±0.17 mg/g和2.48±0.12 mg/g,STN分别为2.49和2.48,均大于2.0,属于重度污染。两湖各点位有机氮数值和有机指数也都超过了0.133%和0.5,说明前湖和象湖全湖区均存在有机氮污染以及有机污染。从C/N值结果来看,沉积物中氮含量高的原因与外源污染导致高有机质含量有关。 （3）前湖沉积物中总磷无明显空间差异,铁铝结合态磷（Fe Al-P）、钙结合态磷（Ca-P）、无机磷（IP）和有机磷（OP）存在较为明显空间差异;除OP以外,象湖沉积物其他形态磷均没有明显空间差异。相关性分析表明p H与Fe Al-P、Ca-P和IP存在显著正相关性,因此,前湖的高p H是前湖的Fe Al-P、Ca-P和IP显著高于象湖的原因之一。两湖中沉积物磷形态的含量大小均表现为IPFe Al-P≈OPCa-P。相关性显示OP与IP呈负相关关系,说明OP先通过矿化转化为IP,IP中Fe Al-P又占据了60%以上的比例,是两湖中的优势形态磷。前湖和象湖沉积物中总磷整体情况分别为0.808±0.092 mg/g和0.724±0.078 mg/g,STP分别为1.92和1.72,均大于1.5,属于重度污染。综合污染指数FF两湖的数值也均大于2.0,亦说明前湖和象湖沉积物氮磷污染严重。两湖C/P值亦表明沉积物中营养盐受外源有机质含量的影响较大。