水生植物对底泥磷的释放与吸附特性的影响

论文摘要

本文分析了太湖的富营养化现状，并利用太湖梅梁湾的五种底泥：芦苇（Vallisneria spiralis），苦草（Phragmites communis），茭白（Zizania latifolia（Griseb））等植物的根部底泥，种植有菱角（Water Chestnut）的底泥及对照（无草底泥），在不同的实验条件下进行底泥对营养盐磷的释放与吸附模拟试验，探讨底泥对磷的释放规律、吸附能力及其影响因子，以及水生植物对底泥磷释放和吸附特性的影响。对湖泊底泥的理化性质分析表明，底泥总磷：苦草样为951.8mg.kg-1，芦苇样为982.7 mg.kg-1，茭白样为825.5 mg.kg-1，对照样为1021.3 mg.kg-1。有机质含量分别如下：苦草样为35.81 mg.kg-1，芦苇样为29.379 mg.kg-1，茭白样为34.426 mg.kg-1，对照样为36.305 mg.kg-1。本文研究取得以下主要研究结果：（1）对太湖四种表层底泥进行磷的等温吸附实验、吸附动力学实验，并分析了底泥理化性质等对磷吸附特征的影响。等温吸附实验表明，随着上覆水磷浓度的增大，底泥吸附磷酸盐的量增大。不同沉积物的磷吸附动力学曲线有较大差异，同一时间段，无草底泥对可溶性磷的吸附量小于有草底泥。太湖底泥对磷的吸附动力学平衡浓度与沉积物中总磷、有效铁和有机质都有较好的正相关关系。说明底泥对磷的吸附量受到底泥中有机质、有效铁等因素的影响较大。（2）底泥磷释放受到很多环境条件的制约，本实验采用室内模拟方法，分析了不同条件（溶解氧，pH，温度，扰动等）对底泥磷释放强度的影响。结果表明：温度升高、厌氧状态、扰动都能提高底泥磷的释放磷强度。溶液pH值在弱酸至中性范围内，底泥释磷量较小，酸性和碱性条件磷释放强度大些。（3）在不同温度和微生物的条件下，对有无水生植物（菱角）的底泥进行模拟实验。实验结果表明，温度升高、微生物都能促进底泥磷的释放。种植大型水生植物芦苇、菱角等能在一定程度上降低底泥磷释放，这就为太湖的富营养化和生态修复问题提供一定的参考。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 太湖富营养化状况及底泥磷在水生生态系统中的重要性
• 1.1 水体富营养化与底泥的关系
• 1.1.1 水体富营养化概况
• 1.1.2 底泥磷释放是影响湖泊富营养化的重要原因之一
• 1.2 太湖水质和底泥现状分析
• 1.2.1 太湖水质现状分析
• 1.2.2 太湖底泥现状分析
• 1.3 太湖富营养化成因分析
• 1.3.1 当地的自然条件是产生太湖水体富营养化的自然因素
• 1.3.2 营养物质的大量输入是导致太湖水体富营养化的根本原因
• 1.3.3 污染源的治理与管理不善是水体富营养化形成的重要因素
• 1.3.4 太湖水体污染源的控制
• 1.4 底泥生物修复机理及应用
• 1.5 底泥在水生生态系统中的重要性
• 1.5.1 底泥中的主要营养盐含量及分布
• 1.5.2 底泥对营养盐的吸附作用
• 1.5.3 底泥中营养盐的释放
• 第二章 底泥对磷的吸附试验
• 2.1 材料与方法
• 2.1.1 样品的采集
• 2.1.2 样品的处理
• 2.2 实验设计
• 2.2.1 等温吸附实验
• 2.2.2 底泥有效磷（Olsen-P）的测定
• 2.2.3 磷吸持指数（PSI）
• 2.2.4 吸附动力学实验（加适量抑菌剂）
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 大型水生植物对吸附容量的影响
• 2.3.2 水生植物对底泥的等温吸附动力学的影响
• 2.4 吸附特性与底泥理化性质关系的分析
• 2.5 结论
• 第三章 环境因子对太湖底泥磷释放的影响
• 3.1 影响湖泊底泥磷的释放与吸附的环境因子
• 3.1.1 湖泊内在因素对底泥磷释放的影响
• 3.1.2 湖泊外部环境对底泥磷释放的影响
• 3.2 材料与方法
• 3.2.1 实验材料
• 3.2.2 实验装置和方法
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 溶解氧对底泥可溶性磷释放的影响
• 3.3.2 pH对底泥可溶性磷释放的影响
• 3.3.3 温度对底泥可溶性磷释放的影响
• 3.3.4 微生物对底泥可溶性磷释放的影响
• 3.3.5 扰动对底泥可溶性磷释放的影响
• 3.4 结论
• 第四章 水生植物控制湖泊底泥营养盐释放的效果与机理
• 4.1 大型水生植物对底泥理化因子的影响
• 4.1.1 水生植物对pH、溶解氧和氧化还原电位的影响
• 4.1.2 大型水生植物对磷的吸收与释放
• 4.1.3 大型水生植物修复富营养化湖泊的应用
• 4.2 不同环境因子下菱角对底泥磷释放的影响
• 4.2.1 样品的采集
• 4.2.2 样品的处理
• 4.2.3 模拟实验方法
• 4.2.4 模拟实验步骤
• 4.3 结果和讨论
• 4.3.1 水生植物在不同温度下对底泥磷释放的影响
• 4.3.2 水生植物在有无微生物时对底泥磷释放的影响
• 第五章 结论和展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢