外源硫酸鹽對武漢南湖沉積物磷遷移特性的作用.pdf

1、湖泊富營養(yǎng)化是突出的水環(huán)境問題,水.沉積物界面是水和沉積物之間的轉換區(qū),是水環(huán)境的一個特殊而重要的區(qū)域。一方面,當湖泊的外源污染得到控制后,作為內源的沉積物成為水體磷的重要來源。另一方面,硫酸鹽輸入湖泊日益加劇,這種情況將會對湖泊內源磷具體的遷移轉化產生影響。本課題以水一沉積物界面為研究對象,選取南湖沉積物及相應上覆水,通過實驗室模擬,進行了外源硫酸鹽對沉積物磷循環(huán)影響的研究,主要結論如下:
　　 (1)硫酸鹽還原作用顯著改變了

2、南湖沉積物的理化性質,對影響沉積物磷釋放的因素pH和Eh產生了重要影響,硫酸鹽還原菌(Sulfate reduction bacteria,SRB)在還原硫酸鹽過程中,表層沉積物pH值顯著升高。Eh和pH存在一個負相關關系,硫酸鹽輸入使表層沉積物的Eh顯著降低。
　　 (2)SO2-4還原產物主要是酸可揮發(fā)性硫(Acid volatile sulfide,AVS)(主要為H2S、FeS)和鉻還原態(tài)硫,這些物質通常以沉淀形式滯留在

3、沉積物中。實驗初期,AVS是主要存在形式,后期由于FeS+S0→FeS2的發(fā)生,AVS轉化為更穩(wěn)定的FeS2。AVS含量與沉積物Eh有顯著相關性,在本研究中,實驗后3周,pH降低,Eh值升高時,AVS含量下降。
　　 (3)硫酸鹽還原指數(Sulfate reduction index,SRI)隨著SO2-4輸入濃度的增大而增大,即硫酸鹽還原作用越來越強烈,同時,厭氧條件下SRB對有機質的降解加強,二者呈負相關關系,隨著硫酸鹽還

4、原作用的進行,沉積物有機質被消耗,含量逐漸降低。
　　 (4)在硫酸鹽還原作用下,顯著促進了活性有機磷(Labile organic pbosphorus,LOP)礦化；隨著Eh降低,沉積物中鐵發(fā)生Fe(Ⅲ)→Fe(Ⅱ)的化學反應,Fe/P下降,鐵結合態(tài)磷得以釋放,同時,沉積物中AVS和FeS2的生成使與Fe結合的PO3-4弘發(fā)生釋放,增加了水-沉積物界面的磷含量；另外,硫酸鹽還原作用還使得沉積物pH值升高,OH-與磷酸鹽陰離子

5、競爭吸附位點,導致磷多以PO3-4形態(tài)存在,而不易被底泥吸附固定,使得溶解到水中的磷含量增加。實驗中Ca2-P含量增加,可能是由于有機磷中的肌醇六磷酸鈣發(fā)生礦化轉化為Ca2-P。
　　 (5)利用31P核磁共振(31P-NMR)測定了沉積物NaOH-EDTA萃取物中各種磷化合物的分子形態(tài)及相對含量。結果表明,南湖沉積物中的磷組分主要有正磷酸鹽、磷酸單酯、磷酸二酯和焦磷酸鹽組成,且正磷酸鹽含量占絕對優(yōu)勢,含量高達84.1-95.5