梅州文化公园景观湖底泥释磷影响因素研究

第32卷第5期20l4年5月嘉应学院学报(自然科学)JOURNALOFJIAYINGUNIVERSITY(NaturalScience)Vo1．32N0．5Mav．20I4梅州文化公园景观湖底泥释磷影响因素研究王春英，赖梦琪(嘉应学院化学与环境学院，广东梅州514015)摘要：以梅州文化公园景观湖的底泥为研究对象，考察了水体扰动、上覆水初始磷浓度、水温、溶解氧浓度、铝盐浓度等因素对底泥磷释放的影响．结果表明，水体扰动、水温升高会增加底泥中磷的释放量；水中的溶解氧对底泥释磷有显著影响，较高的溶解氧浓度抑制磷的释放，较低的溶解氧则有利于底泥中磷释放；水中铝盐浓度大于1．00mg／L时能够抑制底泥中磷的释放．底泥释磷存在一个临界浓度(0．55mg／L)，当上覆水中磷浓度高于0．55mg／L时，底泥从水中吸附磷；当水中的磷低于0．55mg／L时，底泥向水中释放磷．关键词：底泥；释磷；影响因素中图分类号：X524文献标识码：A文章编号：1006—642x(2014)05—0066—04近年来，湖泊富营养化现象呈多发状态，虽然投入大量资金进行治理，但收效并不理想，尤其是夏季水华和赤潮频发．磷是引起水体富营养化的限制因子．水体中的总磷浓度在0．015mg／L以上时，易引发富营养化现象⋯．水体中的磷来源分为外源性磷和内源性磷I3J，外源性磷包括降水、人为排放等磷的输人；内源性磷则是来自水体内部的磷，作为沉积物的底泥是湖泊中重要的内源污染物，其磷的释放对湖泊富营养化的影响不可忽视．因此，研究底泥中磷释放的影响因素具有重要意义．目前已有学者对底泥释磷的机理进行了研究，也有学者考察了溶解氧、pH、水温等对某些水体底泥释磷的影响因素]，但鲜有报道上覆水磷浓度、铝盐浓度对底泥释磷的影响．本文选取梅州市文化公园景观湖的底泥为研究对象，考察了上覆水初始磷浓度、铝盐浓度、水温、pH、溶解氧浓度、水体扰动等因素对底泥磷释放的影响，对底泥释磷情况进行分析，旨在为控制水体中内源磷的释放提供理论依据，为水体富营养化的治理与控制提供技术支持．收稿日期：2014一O3一o6作者简介：王春英(1976一)，女，河北饶阳人，高级实验师，硕士，主要研究方向：污水处理．1材料与方法1．1底泥来源本研究所用底泥取自梅州文化公园景观湖，采集的底泥在室内自然风干，研磨成粉末后过60目筛，置于干燥器中待用．1．2实验方法磷释放实验：将定量称取的底泥与一定体积的去离子水或其他水样在锥形瓶中混合，置于气浴恒温振荡器(国华，ZD一85)上振荡一定时问，经泥水分离后测定上清液中总磷浓度．除温度影响实验外，释磷实验均在室温25~C下进行．1．3取样分析振荡吸附所得混合液，经离心机在4000r／min离心分离5min，上层清液用钼酸铵分光光度法测定总磷浓度，考察释磷情况．2结果与讨论2．1水温对底泥磷释放的影响水体温度会随着环境温度的变化发生改变，为了考察水温高低对磷释放的影响，进行如下实验：将等量称取的1．000g底泥投入装有100mL去离子水的碘量瓶，然后置于气浴恒温震荡器，分别于10％、20~C、3Occ、40℃、50％恒温震荡1h，泥水分离后测定第32卷第5期王春英，赖梦琪海州文化公园景观湖底泥释磷影响因素研究67上清液中总磷的浓度．实验结果如图l所示．0．5()0．400．3()0．2001()0．Of)O1O2030405060T(C)图1温度对磷释放的影响从图1来看，上清液中总磷浓度随着温度的升高逐渐升高，5OcC时上清液总磷浓度较10℃时上清液总磷浓度升高了0．23mg／L．出现这种现象的原因可能有：温度影响磷酸盐的溶解度，温度升高使磷酸盐的溶解度增大，破坏了磷在泥一水两相中的平衡，底泥中的磷向水中释放；温度升高使微生物活性增强，加速了有机质的分解从而促进了有机磷的释放，同时有机质分解消耗氧气，导致氧化还原电位降低，促进了Fe／A1一P的释放．这也可以解释水体在温度高的夏季容易出现富营养化现象．2．2pH对底泥磷释放的影响pH直接影响氧化还原电位，影响铁盐和铝盐的存在形态，进行如下实验考察水样pH对底泥释磷的影响．将准确称取的底泥1．000g分别投入不同pH的100mL去离子水中(用NaOH和盐酸溶液调节去离子水不同pH)，25cc震荡1h，泥水分离后测定上清液中总磷的浓度．实验结果如图2所示．2．502．0O1．50巴D1．00u0．500．003456789lOlll2l3pFI图2pH对磷释放的影响从图2来看，水溶液pH低于11时，上清液中磷的浓度低于0．32mg／L，磷释放的变化较小，并且水体在pH5一lO范围内磷浓度低于0．22mg／L；当pH大于11时，上清液中总磷浓度迅速增大，pH12时上清液中磷浓度达到】．70rag／L．出现这种现象是因为：当pH值较低时，钙结合态