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东洞庭湖弱透水层沉积物磷形态及吸附特性

安全与环境工程 2023年第2期30卷 147-155页

作者：姜倩倩马腾武显仓刘文辉中国地质大学(武汉)环境学院湖北武汉430078

湖底弱透水层是湖水-地下水交互的重要场所,其对磷的吸附和释放深刻影响着沉积物与湖水和地下水之间的磷交换。近年来,洞庭湖水体和沉积物中的磷含量呈上升趋势,湖水呈现出轻度富营养化现象,因此以东洞庭湖为研究区,分别采集坝内(J1)、... 详细信息

湖底弱透水层是湖水-地下水交互的重要场所,其对磷的吸附和释放深刻影响着沉积物与湖水和地下水之间的磷交换。近年来,洞庭湖水体和沉积物中的磷含量呈上升趋势,湖水呈现出轻度富营养化现象,因此以东洞庭湖为研究区,分别采集坝内(J1)、外(J2)钻孔弱透水层沉积物样品,通过连续提取法对沉积物中磷的形态进行分析,并以J2钻孔沉积物为例,通过沉积物对磷的吸附动力学和热力学试验探究弱透水层沉积物对磷的吸附特性。结果表明:J1、J2钻孔沉积物中总磷含量分别为584.59~879 mg/kg、642.94~1482.76 mg/kg,并均以钙结合态磷和闭蓄态磷为主,其含量占总磷含量的百分比均为70%左右;J2钻孔沉积物中平衡吸附磷浓度(EPC0)的范围在0.056~0.252 mg/L之间,通过对弱透水层沉积物中EPC0值与湖水、地下水中溶解性反应磷(SRP)浓度的比较,可以初步判断当地下水补给湖水时,弱透水层沉积物表现为“汇”,而当湖水下渗时,弱透水层沉积物作为“源”,从而对湖水和地下水水质产生一定的影响。

关键词：弱透水层沉积物磷形态吸附动力学吸附热力学平衡吸附磷浓度东洞庭湖

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山东沂河橡胶坝蓄水段沉积物磷形态分布

环境科学与技术 2023年第9期46卷 188-196页

作者：房垠婧解晓敏李宝临沂大学资源环境学院山东省水土保持与环境保育重点实验室山东临沂276005 临沂市生态环境局沂水县环境监控中心山东临沂276400 山东大学环境科学与工程学院山东青岛266237

橡胶坝促进河流颗粒物沉积,坝前蓄水段沉积物磷形态分布及其相关性分析对河流水环境保护与橡胶坝建设等具有重要指导意义。该文以沂河岜山橡胶坝蓄水段为例,在分析沉积物磷形态分布特征及其污染风险的基础上,探讨其相互关系。结果表明:... 详细信息

橡胶坝促进河流颗粒物沉积,坝前蓄水段沉积物磷形态分布及其相关性分析对河流水环境保护与橡胶坝建设等具有重要指导意义。该文以沂河岜山橡胶坝蓄水段为例,在分析沉积物磷形态分布特征及其污染风险的基础上,探讨其相互关系。结果表明:蓄水段表层沉积物(0~5 cm)Fe/Al-P、Ca-P和TP含量分别为526.03~4371.49 mg/kg、457.36~4462.6 mg/kg和983.39~8792.43 mg/kg,Fe/Al-P是TP的主要赋存形态,占TP的比例为20.23%~65.34%,含量较高点位主要集中在距离左岸50~100 m的滞留区域。垂向上,磷形态分布较为复杂,波动性大,但总体呈现出上层(0~20 cm)含量低于下层(>20 cm)的趋势。单因子污染指数和生物有效性指数评价均显示,蓄水段沉积物磷污染处于严重水平,橡胶坝建设促进沉积物对磷的富集。相关性分析表明,Fe/Al-P、IP、BAP、TP之间呈显著正相关关系,蓄水段沉积物磷主要来源为沂水县周边工业废水和城镇生活污水,且具有较高潜在生态风险。

关键词：沉积物磷形态分布特征污染评价相关性分析橡胶坝沂河

含铁秸秆腐熟物对砂姜黑土和潮土磷形态及有效性的影响

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土壤通报 2023年第3期54卷 662-672页

作者：蔡成王擎运王慧曹维齐永波章力干农田生态保育与污染防控安徽省重点实验室安徽农业大学资源与环境学院安徽合肥230036 安徽省农业科学院土壤肥料研究所安徽合肥230031

【目的】外源有机物输入对土壤磷素转化有重要影响,通过研究两种石灰性土壤(砂姜黑土和潮土)磷素有效性及磷形态对不同铁氧化物与秸秆混合腐熟物施用的响应特征,为含铁秸秆腐熟物的合理农用提供科学依据。【方法】采用土培试验,设置空... 详细信息

【目的】外源有机物输入对土壤磷素转化有重要影响,通过研究两种石灰性土壤(砂姜黑土和潮土)磷素有效性及磷形态对不同铁氧化物与秸秆混合腐熟物施用的响应特征,为含铁秸秆腐熟物的合理农用提供科学依据。【方法】采用土培试验,设置空白对照(CK)、施秸秆腐熟物(S)、施含水铁矿秸秆腐熟物(SF)、施含针铁矿秸秆腐熟物(SG)和施含赤铁矿秸秆腐熟物(SH)5个处理,分析土壤磷有效性和形态变化及其与土壤性质的关系。【结果】施用秸秆腐熟物均能显著提高两种土壤有效磷含量(P磷含量分别增加10.2%~14.8%和24.7%~35.0%,秸秆腐熟物处理对砂姜黑土和潮土有效磷提升效果高低顺序分别依次为S>SG>SH>SF和SF>S>SG>SH。施用秸秆腐熟物,砂姜黑土活性磷库和中稳性磷库相对含量增加,而稳定性磷库相对含量降低;培养60 d后,SG处理活性形态磷累积量显著高于其他处理(P磷库相对含量增加,而中稳性磷库(除SG处理外)和稳定性磷库(除S和SH处理外)相对含量降低;培养60 d后,SF处理活性形态磷累积量显著高于其他处理(P磷含量与土壤有机质含量显著正相关,土壤pH是影响砂姜黑土磷素组分变化的显著因子,土壤碱性磷酸酶活性是影响潮土磷素组分变化的显著因子。【结论】综上,施用秸秆腐熟物均可促进砂姜黑土和潮土中非活性磷向活性磷转化,进而显著提升磷有效性,砂姜黑土中施用含针铁矿秸秆腐熟物效果较好,而潮土中施用含水铁矿秸秆腐熟物效果较好。

关键词：秸秆腐熟物铁砂姜黑土潮土磷形态磷有效性

鄂东南湖群表层沉积物磷的赋存形态与生物有效性

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地球与环境 2023年第5期51卷 505-515页

作者：张文刘小欢尹刚姚书春郑和松柯华桂智凡湖北师范大学城市与环境学院湖北黄石435002 湖北师范大学资源枯竭城市转型发展研究中心湖北黄石435002 中国科学院南京地理与湖泊研究所湖泊与环境国家重点实验室南京210008 黄石市网湖湿地自然保护区管理局湖北黄石435002

沉积物内源磷释放往往对湖泊富营养化有着重要影响。运用SMT分级提取法提取鄂东南湖群(网湖、大冶湖、磁湖、梁子湖、保安湖、朱婆湖)表层沉积物的不同形态磷,探究了6个湖泊中磷的赋存特征、影响因素及生物有效性。结果表明:1)鄂东南湖... 详细信息

沉积物内源磷释放往往对湖泊富营养化有着重要影响。运用SMT分级提取法提取鄂东南湖群(网湖、大冶湖、磁湖、梁子湖、保安湖、朱婆湖)表层沉积物的不同形态磷,探究了6个湖泊中磷的赋存特征、影响因素及生物有效性。结果表明:1)鄂东南湖泊总磷(TP)含量为395.81~1404.64 mg/kg,各湖泊TP平均含量大小顺序为网湖>大冶湖>磁湖>梁子湖>朱婆湖>保安湖。2)TP含量以无机磷(IP)为主,IP占TP含量的50%~90%,钙结合态磷(Ca-P)、铁铝结合态磷(Fe/Al-P)、有机磷(OP)次之,Ca-P为94.53~542.85 mg/kg、Fe/Al-P为44.04~461.90 mg/kg、OP为22.59~171.27 mg/kg。3)相关性分析显示TP含量与Fe/Al-P、Ca-P呈显著正相关,多重比较结果表明湖泊间各形态磷含量均存在显著差异,流域内的地质背景、人类活动、水生植物分布以及水动力条件是影响湖泊不同形态磷分布的主要因素。4)生物有效磷(BAP)含量为68.26~717.3 mg/kg,比同区域华阳湖群低,但其分布与Fe/Al-P分布一致。基于岩芯Fe/Al-P垂向变化趋势和沉积物磷的赋存特征,外源工农业污水输入和养殖活动是内源磷积累的主要原因。

关键词：鄂东南湖泊沉积物磷形态生物有效性

哈尼梯田湿地土壤中不同形态磷的时空分布特征

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生态学报 2023年

作者：夏欣宋维峰彭正耀云南省高原湿地保护修复与生态服务重点实验室滇池湖泊生态系统云南省野外科学观测研究站西南林业大学国家高原湿地研究中心/湿地学院

磷是湿地和农业生态系统中的重要元素之一,其中土壤磷形态的迁移转化广受关注。以哈尼梯田湿地为例,分别在哈尼梯田湿地的水稻生长期、收获期和休闲期,采集湿地不同海拔(梯田区上部、中部和下部)和不同深度的土壤(0—20 cm,20—40cm,40... 详细信息

磷是湿地和农业生态系统中的重要元素之一,其中土壤磷形态的迁移转化广受关注。以哈尼梯田湿地为例,分别在哈尼梯田湿地的水稻生长期、收获期和休闲期,采集湿地不同海拔(梯田区上部、中部和下部)和不同深度的土壤(0—20 cm,20—40cm,40—60 cm,60—80 cm)进行磷形态分析,研究了哈尼梯田湿地土壤中不同形态磷的时空分布规律和影响因素。结果表明:(1)哈尼梯田湿地土壤中总磷(TP)含量均值为318.74 mg/kg,在水稻收获期含量最高,无机磷(IP)含量均值在水稻休闲期最高(85.95 mg/kg),湿地土壤磷总体呈缺乏状态。(2)受外源磷输入影响,铁铝结合态磷(NaOH-P)占无机磷比重最大,且季节差异性显著(P磷(HCl-P)在各季节无显著差异(P>0.05),这与湿地生态环境和地质背景有关。(3)哈尼梯田湿地对磷的迁移有截留作用,表现为各形态磷含量总体呈现在上部梯田湿地较高,并随海拔的降低而降低;不同形态磷含量在20—40 cm土层富集。(4)除HCl-P外,其余形态磷与土壤粒径在不同土层表现为负相关;不同土层TP和有机磷(OP)与pH值呈正相关;土壤总有机碳(TOC)与不同形态磷在收获期呈显著负相关(P磷的分布与迁移循环,该结论可为梯田湿地的可持续发展提供参考。

关键词：哈尼梯田湿地土壤磷形态时空分布

闽江福州段湿地沉积物中各形态磷的分布特征及其影响因素

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湿地科学 2023年第6期21卷 807-819页

作者：厉彦哲孙志高李亚瑾毛立福建师范大学福建省亚热带资源与环境重点实验室福建福州350007 福建师范大学湿润亚热带生态地理过程教育部重点实验室福建福州350007 福建师范大学地理研究所福建福州350007

为了明确闽江福州段湿地沉积物中磷赋存形态的变化特征及其影响因素,于2019年10月18日,在闽江福州段河岸带和河口区不同类型的湿地中,采集0~10 cm深度的沉积物样品,测定不同形态磷含量并分析其分布特征,采用相关分析法,分析影响不同形... 详细信息

为了明确闽江福州段湿地沉积物中磷赋存形态的变化特征及其影响因素,于2019年10月18日,在闽江福州段河岸带和河口区不同类型的湿地中,采集0~10 cm深度的沉积物样品,测定不同形态磷含量并分析其分布特征,采用相关分析法,分析影响不同形态磷分布的因素。研究结果表明,闽江福州段河口区沉积物中铁铝磷、钙磷、无机磷和全磷含量相对最大,城市河段和淡水河段沉积物中各形态磷含量依次减小;河口区[(152.19±100.34)mg/kg]和淡水河段[(152.32±177.29)mg/kg]有机磷含量相对较大,而城市河段[(132.49±113.77)mg/kg]的较小;水产养殖塘沉积物中的铁铝磷[(417.65±328.38)mg/kg]、无机磷[(562.52±361.40)mg/kg]、有机磷[(196.04±101.26)mg/kg]和全磷[(758.56±421.91)mg/kg]含量相对最大,而淤泥质海滩[(213.70±79.24)mg/kg]、水产养殖塘[(183.48±94.34)mg/kg]和潮间盐水沼泽[(167.10±30.74)mg/kg]的钙磷含量相对较大。沉积物颗粒组成、全碳和全氮含量是影响闽江福州段湿地沉积物中各形态磷分布的主要因素,但是铁铝磷含量还受pH和频率磁化率的影响,钙磷含量还受总无机硫含量和电导率的影响;人类活动以及河流和海洋水动力也在一定程度上影响沉积物中各形态磷的分布。

关键词：磷形态分布沉积物福州段闽江

云南安宁磷矿区水系沉积物磷赋存形态及分布特征

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岩矿测试 2023年

作者：刘崴胡俊栋范晨子刘永兵赵文博刘成海中国地质调查局微区与元素形态重点实验室国家地质实验测试中心自然资源部国土整治中心

磷污染是水污染的重要组成部分,因其可造成水体富营养化、水质下降,从而引起人们的广泛关注。研究沉积物中不同磷赋存形态及其分布特征有助于了解沉积物中磷的行为特征及迁移能力,从而为水体富营养化防治提供支撑。磷矿的开采、冶炼对... 详细信息

磷污染是水污染的重要组成部分,因其可造成水体富营养化、水质下降,从而引起人们的广泛关注。研究沉积物中不同磷赋存形态及其分布特征有助于了解沉积物中磷的行为特征及迁移能力,从而为水体富营养化防治提供支撑。磷矿的开采、冶炼对矿区内水资源环境可能产生严重影响,本文以安宁磷矿区内河流、水库为研究区域,分析了不同水系沉积物磷元素赋存形态及分布特征,并对其生态风险进行评估。采用X射线荧光光谱法测定研究区水系沉积物总磷(TP)含量,并基于顺序提取及Hupfer改进的磷形态分析方法,将研究区各水系沉积物中磷分为弱吸附态磷(NH4Cl-P)、可还原态磷(BD-P)、金属氧化物结合态磷(NaOH-P)、钙结合态磷(Ca-P)、残渣态磷(Res-P)五种形态,采用单因子污染指数法对其进行生态风险评估。结果表明:研究区水系沉积物样品中TP含量范围为567.6～48115.5mg/kg,NH4Cl-P含量范围为0.07～115.2mg/kg,BD-P含量范围为8.84～802.5mg/kg,NaOH-P含量范围为21.3～3129.5mg/kg,Ca-P含量范围为12～45098mg/kg,Res-P含量范围为28.5～515.4mg/kg。研究区各水系沉积物样品磷形态具有相似的分布特征,即磷主要以Ca-P和NaOH-P形态存在,其他磷形态的相对含量大小顺序为NH4Cl-P磷以重度污染为主。生物有效磷(BAP)污染评价结果表明,各水系沉积物中磷污染程度有所降低,但河流沉积物中磷仍以重度污染为主,磷释放风险较大,建议加强对磷矿区河流磷污染的监测与评估。

关键词：磷形态沉积物分布特征安宁磷矿区 X射线荧光光谱法顺序提取法

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不同磷形态对水稻根系细菌群落特征的影响

中国土壤与肥料 2022年第3期 173-181页

作者：王萌范分良易可可徐磊徐壮张佳音孟莉王赛李旭宋阿琳中国农业科学院农业资源与农业区划研究所/农业农村部植物营养与肥料重点实验室北京100081 中国富硒产业研究院陕西安康725000

为了探索不同磷形态处理下土壤、水稻根际和根内环境中细菌群落组成、结构、多样性,从而挖掘不同磷形态下水稻根际中介导植物-微生物相互作用的细菌群落特征。以籼稻(kasalath)为试验材料,采集南京的低磷土壤进行为期8周的水稻盆栽试验... 详细信息

为了探索不同磷形态处理下土壤、水稻根际和根内环境中细菌群落组成、结构、多样性,从而挖掘不同磷形态下水稻根际中介导植物-微生物相互作用的细菌群落特征。以籼稻(kasalath)为试验材料,采集南京的低磷土壤进行为期8周的水稻盆栽试验,采用高通量测序方法(16S rDNA Illumina测序),并结合土壤有效磷浓度和水稻生物学指标,分别比较不同磷形态处理下水稻生长和根际土、根内细菌微生物群落结构组成和多样性。研究发现,有机磷和无机磷处理显著提高了土壤有效磷含量和磷酸酶活性,其中与不加磷对照相比,无机磷处理显著提高了植株全磷含量,有机磷处理与无机磷处理无显著性差异;在根际土和根内细菌中,有机磷和对照处理植株细菌多样性均显著高于无机磷处理;不同磷形态下水稻的根系细菌多样性和丰富度均显著(P磷处理与对照、有机磷处理相比较,在根际土壤和根内细菌中微杆菌科(Microbacteriaceae)、链霉菌科(Streptomycetaceae)相对丰度较低,高温放线菌科(Thermoactinomycetaceae)、Ignavibacteriaceae显著高于对照和有机磷处理,其中芽孢杆菌科(Bacillaceae)在根际、非根际土壤及根系相对丰度均低于对照和有机磷处理。根际土细菌多样性与植株全磷呈极显著负相关;根系细菌多样性与地上部生物量呈极显著负相关(P磷和磷酸酶活性呈显著负相关(P磷呈显著负相关:非根际土壤细菌多样性与有效磷呈极显著负相关,与磷酸酶活性和植株全磷呈显著负相关;非根际土壤细菌多样性和丰富度均与有效磷呈极显著负相关,与磷酸酶活性和植株全磷呈显著负相关。本研究结果表明,不同磷形态对水稻根系微生物存在显著差异,无机磷比有机磷的作用更强,为理解磷形态-植物-微生物的相互关系提供了科学依据。

关键词：磷形态根际微生物群落水稻高通量测序微生物多样性

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湛江湾表层沉积物不同形态磷的变化特征

海洋环境科学 2022年第4期41卷 509-518页

作者：周凤霞袁柳婷陆旋陈法锦朱庆梅孟亚飞广东海洋大学海洋与气象学院广东湛江524088 广东海洋大学广东省高等学校陆架及深远海气候、资源与环境重点实验室广东湛江524088 广东海洋大学海洋与气象学院近海海洋变化与灾害预警实验室广东湛江524088

湛江湾是典型的口小腹大型海湾,早期研究表明,湛江湾呈中等磷限制潜在性富营养化。沉积物磷释放能增加水体富营养化的风险。本研究对春季和夏季湛江湾表层沉积物中的无机磷(IP)、有机磷(OP)和总磷(TP)进行了测定和分析,探讨了不同形态... 详细信息

湛江湾是典型的口小腹大型海湾,早期研究表明,湛江湾呈中等磷限制潜在性富营养化。沉积物磷释放能增加水体富营养化的风险。本研究对春季和夏季湛江湾表层沉积物中的无机磷(IP)、有机磷(OP)和总磷(TP)进行了测定和分析,探讨了不同形态磷的空间分布特征和季节变化情况,并对其时空变化的影响因素进行了分析,研究结果可为湛江湾的环境保护提供科学依据和数据支持。主要研究结果如下:春季,湛江湾表层沉积物中IP、OP和TP的含量分别为236.2μg/g、111.3μg/g和347.5μg/g,夏季,IP、OP和TP的含量分别为168.8μg/g、92.4μg/g和261.2μg/g,3种形态磷的含量均为春季高、夏季低;两个季节的IP、OP和TP含量均在湛江湾支湾最高,沿岸海域次之,中部海域最低;IP占TP的比例在湛江湾沿岸海域和中部海域较高,OP占TP的比例在支湾较高。湛江湾表层沉积物中不同形态磷具有明显的空间分布和季节变化特征。有机质降解、河流输入、沿岸废水排放、水产养殖、沉积物粒度组成、水动力条件等是造成湛江湾表层沉积物中不同形态磷含量空间和季节变化的重要原因。

关键词：磷形态分布特征季节变化影响因素湛江湾