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南四湖消落带底泥磷形态分布特征、影响因素及释放风险

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湖泊科学 2022年第6期34卷 1912-1922页

作者：张志斌徐国栋张晓蕊鞠颂林建伟张彦浩孙杰王书义张向阳时延锋山东建筑大学市政与环境工程学院济南250101 山东省环境保护科学研究设计院有限公司济南250100 上海海洋大学海洋生态与环境学院上海201306 山东金膜再生水资源有限公司济南250100

南四湖是南水北调东线最大的调蓄湖泊,周期性水位涨落会形成大面积消落带,认知消落带底泥磷形态赋存特征、影响因素及释放潜能,对于保障东线调水水质具有重要的科学意义.本研究分析了南四湖消落带底泥磷形态分布特征,探讨了各形态磷与... 详细信息

南四湖是南水北调东线最大的调蓄湖泊,周期性水位涨落会形成大面积消落带,认知消落带底泥磷形态赋存特征、影响因素及释放潜能,对于保障东线调水水质具有重要的科学意义.本研究分析了南四湖消落带底泥磷形态分布特征,探讨了各形态磷与土地利用、母质类型及底泥理化因素之间的关系,评价了南四湖消落带底泥磷的污染程度并分析了其释放风险.结果发现,消落带底泥中总磷(TP)、无机磷(IP)、NaOH提取态磷(NaOH-P)、HCl提取态磷(HCl-P)和有机磷(OP)含量的平均值分别为745.37、510.51、50.42、460.09和234.86 mg/kg,以HCl-P为主的IP占比较高.南四湖消落带底泥各形态磷含量具有较高的空间异质性,TP、IP、OP、HCl-P和NaOH-P含量的变异系数分别为30.7%、36.9%、29.6%、37.6%和51.2%.自然湿地、乔木林地和水浇地等土地利用方式下的底泥NaOH-P、HCl-P、IP、OP和TP含量差异不显著.土壤类型对消落带底泥OP含量影响明显,但对TP、IP、NaOH-P和HCl-P含量则影响不大.NaOH-P含量与HCl-P含量具有显著正相关,与OP含量则具有极显著正相关.南四湖周边30多km^(2)消落带底泥磷污染程度相对较高,轻度、中度和重度污染底泥分别占5.9%、76.5%和17.6%,部分区域底泥磷释放潜能较高.研究结果可为南四湖消落带内源磷释放控制以及水质保障提供科技支撑.

关键词：南四湖消落带底泥磷形态影响因素污染评价释放风险

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澜沧江梯级水库沉积物磷形态特征及释放风险

中国环境科学 2023年第7期43卷 3634-3643页

作者：孙猛包宇飞王雨春胡明明李姗泽温洁张迪中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室北京100038 中国地质大学(北京) 北京100083

为阐明深水水库沉积物磷赋存形态的空间分布特征和潜在的释放风险,对澜沧江中下游4座梯级水库(功果桥、小湾、漫湾和糯扎渡)的沉积物和上覆水理化性质进行了研究.结果表明,各水库沉积物总磷(TP)含量变化范围在266.66~842.87mg/kg之间,... 详细信息

为阐明深水水库沉积物磷赋存形态的空间分布特征和潜在的释放风险,对澜沧江中下游4座梯级水库(功果桥、小湾、漫湾和糯扎渡)的沉积物和上覆水理化性质进行了研究.结果表明,各水库沉积物总磷(TP)含量变化范围在266.66~842.87mg/kg之间,平均为533.18mg/kg.各水库沉积物有机磷(OP)变化特征表现为功果桥水库沉积物OP以生物可利用OP为主过渡到其他水库以残渣磷为主.各水库沉积物无机磷(IP)分布特征表现为生物可利用IP由上游到下游逐渐增加,环境条件有利于下游水库生物可利用IP的形成.相关性分析表明,有机质和上覆水体环境因子是影响沉积物磷形态分布的重要因素.通过对各水库沉积物-水界面正磷酸盐(PO_(4)^(3-)-P)浓度分析得知,孔隙水PO_(4)^(3-)-P浓度范围在0.017~0.258mg/L之间,上覆水PO_(4)^(3-)-P浓度范围在0.015~0.055mg/L之间,PO_(4)^(3-)-P均是由孔隙水向上覆水进行扩散,其释放通量范围为0.010~0.116mg/(m^(2)·d).季节性缺氧和区域沉积作用使下游水库存在较大的PO_(4)^(3-)-P释放风险.

关键词：澜沧江沉积物磷形态释放风险

反硝化细菌、硝酸钙和锆改性沸石联用对底泥中氮磷迁移转化的影响及硝态氮释放风险评估

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环境科学 2021年第4期42卷 1847-1860页

作者：辛慧敏林建伟詹艳慧上海海洋大学海洋生态与环境学院上海201306

本文考察了基于反硝化细菌、硝酸钙和锆改性沸石的组合技术(CN+DB+ZZ)对底泥中氮磷迁移转化的影响,并探讨了该技术的硝态氮释放风险.结果发现,单一的硝酸钙处理(CN)虽然可以有效地抑制底泥中磷的释放,但是会造成上覆水体的氨氮和硝态氮... 详细信息

本文考察了基于反硝化细菌、硝酸钙和锆改性沸石的组合技术(CN+DB+ZZ)对底泥中氮磷迁移转化的影响,并探讨了该技术的硝态氮释放风险.结果发现,单一的硝酸钙处理(CN)虽然可以有效地抑制底泥中磷的释放,但是会造成上覆水体的氨氮和硝态氮污染.硝酸钙和反硝化细菌联合处理(CN+DB)尽管可以有效地抑制底泥中磷的释放,并降低上覆水体的硝态氮二次污染风险,可是却无法有效地控制底泥中氨氮的释放.硝酸钙和锆改性沸石联合处理(CN+ZZ)虽然可以有效地抑制底泥中磷和氨氮向上覆水体的释放,但却会造成上覆水体硝态氮的二次污染.CN+DB+ZZ组合处理技术不仅可以有效地控制底泥中磷的释放,而且可有效降低底泥中氨氮的释放速率,并且与CN和CN+ZZ技术相比还可降低上覆水的硝态氮二次污染风险.CN+DB+ZZ组合技术对底泥中磷与铁同步释放的抑制、对底泥中氧化还原敏感态磷的削减、以及对底泥吸附磷酸盐和氨氮能力的增强,对于其控制底泥中磷和氨氮的释放是至关重要的.以上结果说明,CN+DB+ZZ组合技术是一种非常有希望的用于控制水体底泥中磷和氨氮释放的方法.

关键词：底泥反硝化细菌(DB) 硝酸钙(CN) 锆改性沸石(ZZ) 氮磷迁移转化释放风险

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滇池沉积物内源氮释放风险及控制分区

中国环境科学 2016年第3期36卷 798-807页

作者：汪淼王圣瑞焦立新汪本洋严红刘文斌中国环境科学研究院环境基准与风险评估国家重点实验室北京100012 中国环境科学研究院国家环境保护湖泊污染控制重点实验室湖泊生态环境创新基地北京100012 大连大学环境与化学工程学院辽宁大连116622 云南省高原湖泊流域污染过程与管理重点实验室云南昆明650504

采用淹水培养法测定了滇池20cm沉积物可释放态氮(EN)、潜在可释放态氮(MN)及稳定态氮(FN)含量,并分析了其空间分布特征,结合沉积物定年数据计算了不同形态氮蓄积量.依据沉积物-水界面氮释放通量、EN蓄积量及MN蓄积量对滇池沉积物内源氮... 详细信息

采用淹水培养法测定了滇池20cm沉积物可释放态氮(EN)、潜在可释放态氮(MN)及稳定态氮(FN)含量,并分析了其空间分布特征,结合沉积物定年数据计算了不同形态氮蓄积量.依据沉积物-水界面氮释放通量、EN蓄积量及MN蓄积量对滇池沉积物内源氮污染状况进行分区,评估了不同区域滇池沉积物内源氮释放风险,并对不同分区提出了污染控制措施.结果表明,滇池沉积物内源氮释放风险:外海南部>外海北部>外海中部>草海,潜在释放风险:外海南部>外海中部>草海>外海北部;滇池沉积物氮污染有由北向南转移趋势;滇池全湖20cm沉积物蓄积TN5757.90t,EN637.72t,MN1320.76t,FN3799.42t.根据沉积物氮污染滇池可划分为高污染区、中度污染区、低污染区及安全区,分别占全湖面积的13.51%、15.02%、46.06%、25.42%,其中高污染区主要分布在草海、外海北部盘龙江附近;中度污染区主要分布在高污染区以下从宝象河到观音山区域及滇池出水口海口等区域;低污染区主要分布在中度污染区以下从广谱大沟到整个外海南部区域.高污染区可采取底泥环保疏浚技术,中度污染区可采取安全生态性高的原位控制技术,低污染区可采取覆盖技术,配合水生植被修复技术.

关键词：可释放态氮潜在可释放态氮释放风险控制分区

江湖关系变化对鄱阳湖沉积物氨氮释放风险的影响

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中国环境科学 2014年第5期34卷 1277-1284页

作者：何宗健吴志强倪兆奎刘婉清王圣瑞南昌大学环境与化学工程学院江西南昌330031 中国环境科学研究院环境基准与风险评估国家重点实验室北京100012 中国环境科学研究院国家环境保护湖泊污染控制重点实验室湖泊生态环境创新基地北京100012 湖南农业大学资源环境学院湖南长沙410128

选取了鄱阳湖北部湖区、“五河”入湖尾闾区、湖心区共14个不同高程的表层出露沉积物样品,通过研究其总氮（TN）含量和氨氮（NH4＋-N）释放热力学及动力学特征,试图揭示江湖关系变化导致的水位变化对鄱阳湖沉积物氨氮释放风险的影响.结... 详细信息

选取了鄱阳湖北部湖区、“五河”入湖尾闾区、湖心区共14个不同高程的表层出露沉积物样品,通过研究其总氮（TN）含量和氨氮（NH4＋-N）释放热力学及动力学特征,试图揭示江湖关系变化导致的水位变化对鄱阳湖沉积物氨氮释放风险的影响.结果表明,鄱阳湖沉积物 TN 含量在377～3875mg/kg 之间；NH4＋-N 吸附/解吸平衡浓度（EC0）在1.49～2.99mg/L 之间；单位沉积物 NH4＋-N 的最大释放量在17.00～140.97mg/kg 之间,NH4＋-N释放主要集中在0～5min时段,占最大释放量的50.84%～73.34%,TN含量、EC0浓度、NH4＋-N的最大释放量及初始释放速率均随沉积物所处高程的增高而增大,由此可见近年来由于长江来水量减少,鄱阳湖与长江之间江湖关系的改变,引起鄱阳湖枯水期提前及低枯水位持续时间增加,导致沉积物出露时间延长,进而促使沉积物TN含量、EC0浓度、单位沉积物NH4＋-N最大释放量及0～5min时段NH4＋-N释放速率升高,进而引起沉积物 NH4＋-N 释放风险增大,是导致鄱阳湖水质恶化的重要机制之一.如果此江湖关系变化持续,枯水期低枯水位持续,势必引起沉积物出露面积进一步增大及出露时间的延长,最终可导致来年丰水期鄱阳湖沉积物NH4＋-N释放风险增大.

关键词：江湖关系沉积物氨氮释放风险鄱阳湖

鄱阳湖流域赣江(南昌段)沉积物磷赋存形态特征及释放风险分析

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湖泊科学 2024年第4期36卷 1121-1130页

作者：向速林楚明航刘丽贞朱林吴永明梁培瑜华东交通大学土木建筑学院南昌330013 江西省科学院微生物研究所南昌330096

本研究采用化学连续提取法,分析赣江南昌段表层沉积物磷赋存形态特征及其生物有效性,并通过等温吸附实验探讨了沉积物磷释放风险。结果显示:赣江南昌段表层沉积物总磷(TP)含量范围为235.21~702.24 mg/kg,均值为522.93 mg/kg,具有较高的... 详细信息

本研究采用化学连续提取法,分析赣江南昌段表层沉积物磷赋存形态特征及其生物有效性,并通过等温吸附实验探讨了沉积物磷释放风险。结果显示:赣江南昌段表层沉积物总磷(TP)含量范围为235.21~702.24 mg/kg,均值为522.93 mg/kg,具有较高的空间异质性。所有采样点位中无机磷(IP)均以闭蓄态磷(Oc-P)为主要赋存形态,各形态无机磷含量特征表现为:Oc-P>铁结合态磷(Fe-P)>碎屑钙磷(De-P)>自生钙磷(ACa-P)>可交换态磷(Ex-P)>铝结合态磷(Al-P);有机磷(OP)以残渣态有机磷(Res-P_(o))为主要赋存形态,按活性划分表现为:非活性有机磷(NOP)>中活性有机磷(MLOP)>活性有机磷(LOP)。生物有效磷(BAP)含量范围为61.59~218.27 mg/kg,占TP含量的比例为27.07%。BAP总量及占TP的比例均处于较低水平,沉积物内源磷释放风险较低。BAP中Fe-P平均占比为56.72%,表明沉积物磷潜在释放风险主要来源于Fe-P。TP、Fe-P和De-P之间均存在显著相关关系,表明外源输入可能是赣江沉积物磷的主要来源。采样期间赣江南昌段沉积物磷平衡浓度(EPC 0)高于上覆水溶解性活性磷(SRP)浓度,磷吸附饱和度(DPS)均低于沉积物磷大量流失的临界值25%,表明此阶段沉积物磷虽作为上覆水的“磷源”,但出现大量释磷的可能性不高。因此,沉积物内源磷释放引起赣江水体富营养化的风险不高,这意味着赣江水体应更多关注外源输入问题。本研究结果为赣江南昌段水环境的科学管理提供了数据支撑和科学依据。

关键词：鄱阳湖流域赣江沉积物磷形态生物有效磷释放风险

洞庭湖沉积物不同形态氮赋存特征及其释放风险

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环境科学研究 2013年第6期26卷 598-605页

作者：王雯雯王书航姜霞王岩王金枝中国环境科学研究院环境基准与风险评估国家重点实验室北京100012 东北林业大学林学院黑龙江哈尔滨150040

为了揭示湖泊沉积物中氮的空间分布特征及其释放风险,采用连续分级提取法研究了洞庭湖表层沉积物中EN(可交换态氮)、HN(酸解态氮)及NHN(非酸解态氮)的赋存特征;同时,结合BN(生物可利用态氮)的含量和释放通量的大小,探讨了各形态氮对BN... 详细信息

为了揭示湖泊沉积物中氮的空间分布特征及其释放风险,采用连续分级提取法研究了洞庭湖表层沉积物中EN(可交换态氮)、HN(酸解态氮)及NHN(非酸解态氮)的赋存特征;同时,结合BN(生物可利用态氮)的含量和释放通量的大小,探讨了各形态氮对BN的贡献及与释放通量的相关关系.结果表明,受水动力和湖盆地形的影响,沉积物中各形态氮含量空间差异较大.全湖w(TN)在735.91～2 846.51 mgkg之间,平均值为1 371.85 mgkg,东洞庭湖、西洞庭湖、南洞庭湖、洞庭湖出口w(TN)的平均值分别为1 513.43、1 173.14、1 262.76和1 363.31 mgkg.从各形态氮含量占w(TN)的比例来看,w(HN)最高,平均占66.74%;其次是w(NHN),平均占21.46%;w(EN)最小,仅占11.80%.东洞庭湖、西洞庭湖、南洞庭湖、洞庭湖出口w(BN)的平均值分别为189.31、170.16、152.87和139.51 mgkg,其值大小主要受w(EN)和w(HN)的影响.东洞庭湖、西洞庭湖、南洞庭湖、洞庭湖出口沉积物中NH4+-N释放通量的平均值分别为6.32、7.03、7.78和146.96 mg(m2.d),沉积物中NH4+-N释放通量主要受EN控制,其中尤其受可交换态NH4+-N的控制,而沉积物中的HN和TN尚不是影响沉积物氮释放的主要因素.

关键词：连续提取氮形态沉积物释放风险洞庭湖

秸秆还田对黑土中磷素吸附特性及释放风险研究

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中国环境科学 2024年第8期44卷 4475-4483页

作者：温芳悦张羽陈尚才王玉军吉林农业大学资源与环境学院吉林长春130118 吉林省征地事务中心吉林长春130061 内蒙古牙克石市乡村振兴促进中心内蒙古牙克石022150

通过分析秸秆离田免耕(MG)、秸秆覆盖还田(FG)、秸秆深翻还田(SF)对土壤理化性质及土壤磷素的吸附特性的影响,研究由于土壤理化性质的改变对于磷吸附特性的影响,并进一步分析磷素在土壤中的释放风险.结果表明,秸秆还田后,土壤有机质、... 详细信息

通过分析秸秆离田免耕(MG)、秸秆覆盖还田(FG)、秸秆深翻还田(SF)对土壤理化性质及土壤磷素的吸附特性的影响,研究由于土壤理化性质的改变对于磷吸附特性的影响,并进一步分析磷素在土壤中的释放风险.结果表明,秸秆还田后,土壤有机质、有效磷含量增大,土壤容重降低.与秸秆离田免耕相比,秸秆覆盖还田后土壤磷的吸附量减少20.1%,秸秆深翻还田后的土壤磷的吸附量减少35.0%.3种不同耕作模式下黑土中DPS(磷饱和度)分别为MG:0.3%,FG:4.0%,SF:10.2%,PSI(磷吸持指数)分别为MG:41.14,FG:40.04,SF:36.09(mg P/(100g))/(μmol/L),ERI(磷释放风险指数)分别为MG:0.7%,FG:9.9%,SF:28.3%.综上所述,秸秆覆盖还田及秸秆深翻还田均可显著增加土壤有机质,降低土壤对磷的吸附能力,提高土壤磷的有效性,但同时也提高了土壤磷吸附饱和度,易引起磷素流失的风险.

关键词：黑土秸秆还田磷吸附释放风险

洪湖国际重要湿地沉积物磷空间分布特征及释放风险

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环境科学 2021年第7期42卷 3198-3205页

作者：刘永九黄素珍张璐彭雪张心怡葛芳杰刘碧云吴振斌武汉理工大学资源与环境工程学院武汉430070 中国科学院水生生物研究所淡水生态和生物技术国家重点实验室武汉430072 中国科学院大学北京100049

洪湖国际重要湿地沉积物磷不同空间分布研究发现,洪湖入湖口沉积物TP含量范围为781.31~1955.84 mg·kg^(-1),平均值为(1287.21±437.28)mg·kg^(-1);湖区沉积物TP含量范围为438.33~1554.04 mg·kg^(-1),平均值(718.10±238.15)mg·kg^(-1).入湖口沉积物TP含量显著高于湖区沉积物(P0.05).湖区西北和东北区域沉积物TP含量高于西南区域,四湖总干渠入湖口沉积物TP显著高于螺山干渠入湖口(P释放风险,BAP/TP为39.8%~69%,均值为(56.5±7.23)%,存在较高的磷释放风险.OP和BAP与上覆水TP显著相关(P释放有关.

关键词：洪湖湿地沉积物磷形态生物有效磷释放风险