论文摘要
底泥再悬浮对磷在底泥-水界面的迁移转化有重要的影响,但目前对底泥再悬浮状态下,磷的迁移转化规律以及水体富营养化的发展进程不甚了解。因而研究底泥再悬浮状态下磷的迁移转化规律,对解释扰动在水体富营养化发展进程中的作用机制具有重要的意义。本文探讨了底泥再悬浮状态下,富营养化水体中,上覆水中磷的迁移规律、底泥中不同形态磷的转化规律,并分析了不同形态磷间相互转化的可能性,初步探讨了不同形态磷间的转化机理,为了解底泥中磷形态的演化进程以及了解扰动在水体富营养化进程中的作用提供了一定的理论依据。本研究对以往研究中常用的上覆水进行了改变,并延长了试验时间,试图了解底泥再悬浮对实际水体中磷的迁移转化的长期环境效应。结果表明,底泥再悬浮方式、再悬浮频率、再悬浮时间、环境因素等对上覆水中磷的迁移有显著的影响。采用曝气和搅拌等不同方式促使底泥再悬浮,均能促进上覆水中溶解性磷酸盐向底泥迁移。底泥再悬浮频率越高,则对上覆水中磷向底泥迁移的促进作用越大。持续扰动和间歇扰动均可促进上覆水中溶解性磷酸盐向底泥迁移,持续扰动促进了颗粒态磷的释放,但间歇扰动仅在扰动初期的12h内发生颗粒态磷的释放,随后显著下降,并低于初始状态。底泥再悬浮条件下,随着pH值的升高,上覆水磷向底泥迁移的促进作用逐渐减弱;冬季水温时,上覆水中溶解性磷酸盐向底泥迁移的促进作用略高于夏季水温时。而夏季水温时则有助于总磷向底泥迁移;底泥再悬浮状态下,蒸馏水为上覆水时,底泥释放磷的量大于河水为上覆水时。上覆水磷酸盐初始浓度不同对磷酸盐的迁移具有显著的影响。研究发现,底泥经再悬浮后,对磷的吸附容量均显著高于初始状态。曝气底泥对磷的最大吸附量（Smax）是初始状态时的1.121.29倍。曝气底泥对磷的吸附效果显著优于搅拌底泥,并强化了底泥对磷的持留能力。与初始状态相比,曝气底泥中潜在活性磷含量明显降低,并低于对照试验。底泥再悬浮后,磷平衡浓度（EPC0）显著下降。EPC0与总磷（TP）、生物有效磷（BAP）、铁结合态磷（BD-P）呈显著负相关。而对照试验底泥的EPC0与此恰好相反,这可能与底泥再悬浮状态下形成的形态磷的性质有所改变有关。研究揭示了底泥再悬浮状态下底泥中不同形态磷之间的转化过程。底泥再悬浮有助于潜在活性磷向难释放态磷转化以及生物有效磷向难被生物利用态磷转化。与初始状态相比,底泥静止状态下,潜在活性磷在总磷中所占比重显著增加,说明上覆水中磷向底泥迁移时会优先形成潜在活性磷。底泥再悬浮状态下,随着底泥再悬浮频率增加,潜在活性磷向难释放态磷的转化以及生物有效磷向难被生物利用态磷的转化的促进作用得到强化;随着底泥再悬浮时间的延长,铁结合态磷（BD-P）、铝结合态磷（Al-P）、钙结合态磷（Ca-P）含量显著增加,而弱吸附态磷（NH4Cl-P）则有所减少;并且底泥再悬浮状态下形成的BD-P与底泥静止状态下形成的BD-P的性质有所不同。底泥再悬浮后,生物有效磷含量显著降低。藻类可利用磷（AAP）和NaHCO3可提取磷（Olsen-P）的形成机制相似。当上覆水中磷被结合到沉积物中时,沉积物中形态磷的变化以潜在活性磷为主,难释放态磷基本保持不变,潜在活性磷的形成机制以物理、化学转化机制为主,而且潜在活性磷的含量和性质对生物有效磷的形成具有显著的影响。本文初步认为,底泥再悬浮可以降低上覆水中磷浓度,并提高底泥对磷的持留能力,进而延缓水体富营养化的发展进程。