星云湖水体及表层沉积物中磷的空间分布特征及差异性分析

生化与农业研究星云湖水体及表层沉积物中磷的空间分布特征及差异性分析①吴献花秦洁彭廷纯（玉溪师范学院玉溪高原湖泊生态环境研究中心，云南玉溪６５３１００）［关键词］星云湖；水体；表层沉积物；磷形态；差异性分析［摘要］通过现场调查和实验室分析方法对星云湖水体及表层沉积物各形态磷的空间分布特征及差异性进行分析．结果表明，星云湖表层水体各形态磷在空间上表现出明显的分异性，磷的浓度总体呈现从北向南逐渐升高的趋势．而底层水体各形态磷空间差异较小，全湖无明显变化趋势．表层沉积物中总磷以无机磷为主，占总磷的６４．６１％～９０．７９％，呈现从北向南逐渐递减的趋势，有机磷含量相对较低．无机磷中各形态磷的含量由高到低依次是Ｃａ－Ｐ＞Ｆｅ／Ａｌ－Ｐ＞ＮＨ４Ｃｌ－Ｐ．［作者简介］吴献花，硕士，教授，研究方向：湖泊生态保护与修复．［中图分类号］Ｘ５２４［文献标识码］Ａ［文章编号］１００９－９５０６（２０１３）０８－００１２－０６星云湖是云南省九大高原湖泊之一，位于滇中腹地，玉溪江川县境内，地理位置介于１０２°４４′２０″～１０２°４７′４０″Ｅ，２４°１７′２０″～２４°２３′０３″Ｎ之间，属珠江流域南盘江水系的源头湖泊，为半封闭高原断陷型浅水湖．星云湖主要入湖河流有东西大河、螺蛳铺河、大龙潭河、渔村河、小街河、大街河等１２条，多年平均入湖径流量６２００万ｍ３，占总径流量的７６％．星云湖１２条主要入湖河流中有１１条河流水质为劣Ｖ类，超标因子主要是ＴＮ和ＴＰ［１］．１２条主要入湖河流中西南部有７条，年径流量占入湖河流总流量的４８％；北部有４条，年径流量占入湖河流总流量的３７％；东部有１条，年径流量占入湖河流总流量的１５％．星云湖流域磷矿开采及加工已有２０多年的历史，在此期间星云湖的水质也在逐年恶化，ＴＰ浓度的变化最为显著．星云湖水质综合类别在２０００年前为Ⅲ类，２００１年降为Ⅳ类，２００２年降为Ⅴ类，２００３年至今为劣Ⅴ类（其中ＴＮ为Ⅴ类，ＴＰ为劣Ⅴ类），湖泊营养状态为中度富营养［１］．磷作为湖泊生态系统的主要限制因子，不但与湖泊系统中初级生产力密切相关，而且被认为是水体富营养化的主要原因之一［２，３］．测定湖泊水体和沉积物中不同化学形态磷的含量及其分布，有助于研究湖泊水体中磷的形态、动态循环以及磷在水－沉积物界面的迁移转化过程，对湖泊内源治理及富营养化的防治具有十分重要的意义．云南省为中国第二大磷矿资源储存地区，丰富的磷矿为当地带来经济效益的同时，磷矿的开采及加工对于云南省高原湖泊水环境产生了巨大的影响．本文选择云南九大高原湖泊中磷污染最为严重的星云湖２１玉溪师范学院学报（第２９卷）２０１３年第８期ＪｏｕｒｎａｌｏｆＹｕｘｉＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＶｏｌ．２９Ｎｏ．８Ａｕｇ．２０１３①国家水体污染控制与治理科技重大专项，编号：２００９ＺＸ０７１０６－００１．为研究对象，对星云湖水体和表层沉积物磷形态特征及分布进行全面调查及分析，为星云湖水环境保护提供参考．１材料与方法１．１样品采集图１星云湖采样点布设示意根据湖泊调查规范［４］，２０１０年９月对星云湖设置８个采样点，各采样点名称：１号陈家湾、２号河咀、３号东岸、４号北部湖心、５号南部湖心、６号周官河附近、７号螺狮铺、８号大庄河附近．采样点设置见图１．水样采集：用分层采样器于水面下０．５ｍ和湖底上０．５ｍ处采集水样．用哈希ＨＱ３０ｄ便携式溶氧仪现场检测水温（ＷＴ）、溶解氧（ＤＯ），用德国哈那多参数水质监测仪现场监测ｐＨ值，用塞氏盘法监测透明度（ＳＤ）．水样采集后放入保温箱中低温避光保存，运回实验室后，立即进行处理．沉积物采集：用彼得森采样器在每个采样点采集１０ｃｍ的表层沉积物，为确保所取样品具有代表性，每个采样位置均取３个平行样品，并混合均匀．样品采集后冷藏保存带回实验室处理．１．２监测方法水体磷的形态分析方法参照文献［５］，总磷（ＴＰ）和总溶解态磷的（ＴＤＰ）的测定采用碱性过硫酸钾消解－钼锑钪光度法．可溶活性态磷（ＳＲＰ）测定直接采用钼锑钪光度法．颗粒态磷（ＰＰ）和可溶态有机磷（ＤＯＰ）由下式计算而得：ＰＰ＝ＴＰ－ＴＤＰＤＯＰ＝ＴＤＰ－ＳＲＰ沉积物中的磷用欧洲标准测量和测试方法，即ＳＭＴ法［６］．弱吸附态磷（ＮＨ４Ｃｌ－Ｐ）用文献［７］中的方法提取．１．３数据质量控制、结果统计及分析为了保证研究数据准确可比，通过空白值实验、平行样及盲样测定、回收率实验对本研究数据质量进行控制．实验数据采用Ｅｘｃｅｌ２００３和Ａｒｃｇｉｓ统计分析软件分析处理．２结果与讨论２．１湖泊水体环境因子图２各采样点水环境因子变化趋势根据图２，星云湖水环境因子各指标呈现出如下变化趋势：采样期间，水温为２４℃左右，全湖波动较小，此温度比较适合藻类的生长繁殖；ｐＨ值测定结果显示星云湖水体偏碱性，介于９．４３～９．９０之间，利于底