底泥中磷释放的影响因素.doc

罗玉兰,徐颖河海大学环境科学与工程学院(210098)E-mail:loulan0624@摘要:综述了水体底泥中磷的化学形态以及磷素释放的影响因素。化学形态有水溶性磷、铝磷、铁磷、钙磷、还原态可溶性磷、闭蓄磷、有机磷等。磷素释放的影响因素有:溶解氧、温度、pH值、磷存在的形态、微生物作用、沉积物-水界面磷的浓度梯度、盐度以及扰动。这些因素具有关联性。关键词:底泥化学形态磷释放影响因素1引言P是造成湖泊水质富营养化的关键性的限制性因素之一[1]。·L-1以上时,对水体的富营养化就起明显的促进作用[2]。由于近年来大量未经处理的生活污水加上农业面源氮磷的大量流失,造成河流尤其是河口富营养化趋势的逐年加剧[3-4]。大量的磷在河流等水体中沉积下来,其在适宜的条件下会重新释放进入水体,从而延续水体的富营养化过程并加剧了水体的恶化[5-8]。沉积物-水界面是水体和沉积物之间物质交换和输送的重要途径,沉积物中的磷可能通过有机质的矿化分解作用、铁氧化物解吸作用和沉积物扰动等形式向水体释放。本文根据国内外研究富营养化水体磷释放的有关资料,综述了水体底泥中磷的化学形态以及底泥中磷释放的影响因素,对于今后研究水体中磷行为、抑制水体富营养化、改善水质具有深远的意义及参考价值。2沉积物中磷的含量和存在形态沉积物中磷形态通常分为水溶性磷(Psol)、铝磷(PAl)、铁磷(PFe)、钙磷(PCa)、还原态可溶性磷、闭蓄磷(Po-p)、有机磷(Porg)等7种化学形态[9]。闭蓄磷表面有一层不溶性的Fe(OH)3或Al(OH)3胶膜,包括一部分PAl和PFe,溶解度极小,含量较小,这部分磷被认为是生物不能利用的。水溶性磷和还原态可溶性磷可以通过物理溶解作用进入水体,在沉积物中的含量也不会太高,但它们是最先被释放出来的,可以很方便地被水生生物吸收利用[10]。沉积物中P的结合态及形态之间的相互转化是控制沉积物P迁移和释放的主要因素。P释放量是由不同的迁移和转化过程决定的,控制沉积物P迁移(释放和形态转化)的环境参数的相对重要性首先取决于沉积物中P的化学形态[11]。沉积物释P量的多少并不与沉积物中的总P量成比例关系,释放进入间隙水中的P大部分是无机可溶性P[12,13]。在厌氧释放过程中,存在着有机P向无机P转化,Fe-P、Al-P向Ca-P、O-P转化的趋势,沉积物中总P浓度不断减少,就是P形态迁移转化动态平衡的结果[14]。沉积物中释放的P与Fe-P关系密切相关,PFe是沉积物向水体释磷的主要形态。曾有人提出用沉积物中P:Fe比例作为表层沉积物P释放能力的一个参数,两者呈负相关关系[15]。(DO)底层水体中溶解氧含量(DO)对沉积物P的释放起着决定性的作用,底泥首先要消耗溶解氧,降低溶解氧浓度,加速水体进入厌氧状态。厌氧状态可大大促进P在沉积物的迁移和释放,而在好氧状态下释放速率远小于厌氧释放速率[16]。两者差一个数量级[17]。水中的溶解氧会影响沉积物的氧化还原电位,P释放对表层沉积物的氧化还原电位(Eh)的变化非常敏感。当表层沉积物Eh较高时(>350mv),Fe3+与磷酸盐结合成不溶的磷酸铁,可溶性P也被氢氧化铁吸附而逐渐沉降;而当Eh较低时(<200mv),有助于Fe3+向Fe2+转化,PFe表面