光照对底泥中氮-磷动态变化的影响研究

书光照对底泥中氮、磷动态变化的影响研究＊刘国1，2何娟1，2李兵1，2程香菊3裴昭君1，2许文来1，2(1．成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室成都610059;2．四川省环境保护地下水污染防治与资源安全重点实验室成都610059;3．华南理工大学广州510640)摘要采集大亚湾底泥，在室内模拟0～23W不同光照条件，研究其对沉积物中氮、磷释放的影响，得出如下结论:光照主要是通过浮游植物和藻类的光合作用来影响上覆水pH及其他物理化学性质，从而影响上覆水中氮、磷的赋存形态。当水体中营养盐的浓度充足时，光照能够明显加强水体富营养化的程度。关键词水体富营养化底泥氮磷光照水动力StudyontheInfluencesoftheLightontheDynamicsofN＆PintheSedimentLIUGuo1，2HEJuan1，2LIBing1，2CHENGXiangju3PEIZhaojun1，2XUWenlai1，2(1．LaboratoryofGeohazardPreventionandGeoenvironmentProtection，ChengduUniversityofTechnologyChengdu610059)AbstractInthisstudy，thesedimentsamplesintheDayaBayarecultivatedtostudytheinfluencesoflightonN＆Preleaseinthesedimentindifferentlightconditionsrangedfrom0～23Windoor．ThefollowingconclusionsaredrawnthatlightmainlyaffectspHandphysicochemicalpropertiesthroughphotosynthesisoffloatingplantsandalgae，soastoaffecttheexistenceofN＆P．Whenitisfullofnutrientsinwaterbody，lightcanevidentlystrengthenwaterbodyeutrophication．KeyWordseutrophicationsedimentnitrogenphosphoruslighthydrodynamics0引言氮、磷是引起水体富营养化的主要营养元素，以往的观点认为只要控制营养盐的外源性输入便能很好地抑制水体的富营养化，然而研究表明在营养盐的外源性输入得到有效控制的情况下，水体富营养化仍时有发生［1－2］。这引起人们开始关注水体富营养化的另一重要原因，即营养盐的内源性输入。在氮、磷的外源输入得到有效控制的情况下，底泥中的氮、磷的再释放是导致水体富营养化的一个重要原因，因此有必要对底泥中影响氮、磷释放的因素开展研究，过往的研究主要集中于DO、pH、温度等对氮、磷营养盐动态变化的影响，而对光照和水流对底泥中氮、磷动态变化影响的研究较少。本研究在室内模拟了不同光照和水动力条件，研究它们对沉积物中氮、磷释放的影响，对完善沉积物中氮、磷动态变化理论做出了一定的贡献，并且对水体富营养化防治、水体初级生产力的调控、水产养殖等具有一定的现实指导意义。1材料与方法1．1试验材料本次研究采集的是大亚湾底泥样品，分别从澳头、深水港、虎头门3个采样点的表层沉积物样品，采样深度为20～30cm，沉积物上预留空管用以采集上覆水。弃去较大石块、有机碎屑、底栖生物、垃圾等，然后充分混和均匀。1．2试验设计室内培养温度设定为25±1℃，每个反应器充入空气使水中氧浓度达到饱和。其中1个反应器以铝箔包裹来模拟黑暗条件;以人造光作为光照条件，选择6W的冷光灯模拟不同光照强度。取样周期为1次/d，每次取样量为300mL，然后根据取走的量，将原样海水加入到培养装置中并更换新的氨氮收集瓶。对采集的水样用0．45μm的滤膜过滤，测定其中的氨氮、溶解性磷酸盐、总氮、DO。待上覆水中的各项测量指标没有显著变化后，停止培养。1．3分析测试沉积物中氨氮、凯氏氮、总磷按照《湖泊富营养化调查规范》的方法测定［3］。沉积物中各形态无机磷按照分级浸取的方法测定［4］。孔隙水和上覆水中的氨氮、亚硝酸盐、总氮根据国标测定［5］。DＲP用磷钼蓝分光光度法测定。2结果与分析*基金项目:国家自然科学基金(41272266)。·05·工业安全与环保IndustrialSafetyandEnvironmentalProtection2015年第41卷第8期August20152．1光照对底泥中氮、磷释放的影响2．1．1光照对上覆水pH的影响不同光照条件下，pH的变化见图1，由图1可知，黑暗条件下，沉积物上覆水pH值先降低，培养17d左右趋于稳定