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摘要：采用Hieltjes和Lijklema的連續(xù)浸提法，對用石灰作底質(zhì)改良后的景觀表流濕地表層沉積物進行磷形態(tài)特征的分析。結(jié)果表明：景觀表流濕地表層沉積物磷的賦存形態(tài)主要為無機磷（IP），其含量占總磷（TP）含量比例的90％以上。無機磷（IP）的主要形態(tài)之一是鈣鎂結(jié)合磷，其含量占總磷（TP）含量比例的50％以上。主要磷形態(tài)含量排序為：Ca－P＞Res－P＞NaOH－P＞KCl－P＞NaOH－Po。石灰用作濕地底質(zhì)改良劑，可以增加沉積物中鈣結(jié)合磷的含量，鈣結(jié)合磷短期內(nèi)不參與磷循環(huán)，從而可以減少磷向上覆水的釋放。

關(guān)鍵詞：景觀濕地；沉積物；連續(xù)浸提法；磷形態(tài)

1引言

近年來景觀水體黑臭問題已經(jīng)引起人們的高度重視。由于景觀水體與外界水體交流少，水體自凈能力相對較弱，且流速緩慢容易造成底泥淤積等特點，致使景觀水體富營養(yǎng)化嚴重，有機污染物厭氧使水體發(fā)生黑臭現(xiàn)象［1～3］。景觀黑臭水體不僅損害了城市人居環(huán)境，也嚴重影響城市形象。表流型景觀濕地除了能給人以視覺享受外，還常作為修復(fù)技術(shù)用于城市景觀水體［4］。濕地除磷原理是水體中的可溶性磷酸鹽經(jīng)過物理作用使磷儲存于濕地內(nèi)部的過程，因此沉積物是濕地中磷的主要匯，但并非磷的長期有效匯［5］。當(dāng)水體中發(fā)生生態(tài)環(huán)境變化時，例如：生物作用、水體營養(yǎng)鹽負荷改變、溫度改變、pH值改變等，沉積物中的氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)會再次釋放，引起水體的二次污染［6～8］。因此修復(fù)景觀濕地水體黑臭問題，必須采取有效措施控制底泥造成的內(nèi)源污染。

2材料與方法

2．1研究區(qū)概況本實驗樣品采至某公園表流型景觀人工濕地，濕地是在原有人工湖的基礎(chǔ)上建立而成，占地面積為5000m2，湖區(qū)水深1m左右。濕地建立經(jīng)過湖底晾曬，底質(zhì)改良（改良劑為石灰，用量約為0．1kg／m2），種植沉水植物伊樂藻、狐尾藻、眼子菜、輪葉黑藻、苦草等，以及挺水植物荷花。補給水為該市污水廠出水，水質(zhì)達到污水排放一級A標(biāo)準。投入的菌劑和水生動物包含微生物、魚卵、螺類幼卵等。通過研究該公園景觀濕地沉積物的磷賦存形態(tài)，以及隨著時間推移沉積物各磷形態(tài)含量的變化，進而解決景觀水體內(nèi)源污染問題。

2．2樣品采集與處理在景觀濕地湖區(qū)上下左右均勻布四點分別為1－4號，用柱狀采泥器于采樣點采集表層沉積物5cm厚度，各采樣點均采集6個平行樣并除去植物等殘體現(xiàn)場混合，帶回時樣品用潔凈的聚乙烯塑料袋存放在4℃冰箱內(nèi)保存。將帶回的樣品冷凍干燥，同時用格瑞德曼－MG100臼式研磨儀進行研磨，然后用100目格瑞德曼－SS200震動篩分儀篩分，將制備的樣品放置在潔凈的聚乙烯塑料袋中備用。為了防止水分產(chǎn)生的誤差，分析測定前要將樣品放置在烘箱中烘干至恒重。2．3沉積物測定方法本實驗沉積物磷的測定項為：活性有機磷（NaOH－Po）、易解析磷（KCl－P）、鈣鎂結(jié)合磷（Ca－P）、鐵鋁結(jié)合磷（NaOH－P）和惰性磷（Res－P）。提取方法是在Hieltjes和Lijklema1980年發(fā)表的連續(xù)浸提法基礎(chǔ)上做了更改，提取時將KCl替代NH4Cl作為對易交換態(tài)磷的提取劑。此方法較Ruttenberg法更為實用簡便，而且能通過降低提取過程中的再吸附效應(yīng)使易解析磷更充分的提取出來［9］。測量分級提取液所用儀器為Agilent8543紫外可見分光光度計。具體步驟見圖1。

3數(shù)據(jù)分析及討論

3．1沉積物磷賦存形態(tài)分析將景觀濕地建立時的沉積物進行磷分級提取，各采樣點磷形態(tài)含量如表1所示。各采樣點的磷形態(tài)含量所占總磷含量的比例見圖2。測定結(jié)果表明：景觀濕地表層沉積物總磷（TP）的含量在504．97～893．05mg／kg之間，易解析磷（KCl－P）含量在22．81～30．94mg／kg之間，鐵鋁結(jié)合磷（NaOH－P）含量在30．58～100．30mg／kg之間，鈣鎂結(jié)合磷（Ca－P）含量在306．83～506．92mg／kg之間，惰性磷（Res－P）含量在112．20～244．12mg／kg之間，活性有機磷（NaOH－P0）的含量在5．60～18．02mg／kg之間。其中KCl－P、NaOH－P、Ca－P、Res－P、NaOH－P0的含量所占總磷含量的比例分別為：3．70％～5．21％、6．06％～11．23％、60．76％～68．55％、17．35％～27．56％、1．01％～2．02％。主要磷形態(tài)含量排序為：Ca－P＞Res－P＞NaOH－P＞KCl－P＞NaOH－P0。公園景觀濕地的表層沉積物中無機磷（IP）的形態(tài)為主要磷形態(tài)，其含量所占總磷含量的比例超過90％。無機磷（IP）的主要形態(tài)之一是鈣鎂結(jié)合磷，其含量所占總磷（TP）含量比例超過50％。鈣鎂結(jié)合態(tài)磷（Ca－P）被認為是除惰性磷（Res－P）以外較穩(wěn)定的磷形態(tài)，短時間內(nèi)不會參與磷循環(huán)。

3．2改良劑對其特征形態(tài)的影響景觀濕地建設(shè)使用了石灰為改良劑，用量約為0．1kg／m2，從濕地建立起隔月采集沉積物進行磷形態(tài)含量分析至冬季濕地植物進入越冬期，監(jiān)測時間為5個月。經(jīng)連續(xù)浸提法測得沉積物中各形態(tài)的磷含量見表2。各形態(tài)磷所占總磷含量的比例見圖3。結(jié)果表明：表層沉積物總磷（TP）的含量在704．18～833．04mg／kg之間，易解析磷（KCl－P）含量在33．19～53．25mg／kg之間，鐵鋁結(jié)合磷（NaOH－P）含量在104．87～133．81mg／kg之間，鈣鎂結(jié)合磷（Ca－P）含量在210．12～489．36mg／kg之間，惰性磷（Res－P）含量在111．03～327．06mg／kg之間，活性有機磷（NaOH－P0）的含量在5．609．35～27．28mg／kg之間。其中KCl－P、NaOH－P、Ca－P、Res－P、NaOH－P0的含量所占總磷含量的比例分別為4．71～7．78％、14．54％～16．16％、56．51％～63．30％、15．40％～19．29％、4．71％～7．78％。主要磷形態(tài)含量排序為：Ca－P＞Res－P＞NaOH－P＞KCl－P＞NaOH－Po。沉積物中總磷含量在第70的時候達到最值787．16mg／kg，可能是初期水中顆粒物的沉降作用所致。870d～90d的時候溫度適宜，是動植物、微生物生長活躍期，沉積物總磷含量降為775．10mg／kg。90d后，隨著外界溫度的降低，植物開始進入越冬期，沉積物總磷含量上升為833．04mg／kg，可能由于冬季植物大量死亡，打撈不及時植物殘體腐爛淤積造成的。通過比較各時間段磷形態(tài)含量發(fā)現(xiàn)：隨著時間推移沉積物磷形態(tài)含量分布中惰性磷和有機磷含量范圍變化較小，但易解析磷所占總磷含量的比例明顯降低，鈣鎂結(jié)合磷所占總磷含量的比例明顯升高。可能因為景觀濕地建造時投加了改良劑生石灰，石灰可以通過改變pH來改變沉積物的酸性環(huán)境，使沉積物表層處于氧化狀態(tài)，氧化沉積物中富含磷的有機物，形成難溶的磷石灰礦化物。

4結(jié)論

景觀濕地表層沉積物磷的賦存形態(tài)主要為無機磷（IP），其含量占總磷（TP）比例的90％以上。無機磷（IP）的主要形態(tài)之一是鈣鎂結(jié)合磷，其含量所占總磷含量比例超過50％。主要磷形態(tài)含量排序為：Ca－P＞Res－P＞NaOH－P＞KCl－P＞NaOH－Po。水中顆粒物的沉降作用會增加沉積物中總磷的含量。越冬期，未及時打撈的植物殘體會以有機磷的形式沉降到底泥中，增加沉積物總磷的含量。在沉積物中按0．1kg／m2的量添加石灰作改良劑，能增加鈣結(jié)合磷的含量。因為鈣結(jié)合磷短時間內(nèi)不參與磷循環(huán)，從而在一定程度上減少磷的內(nèi)源污染問題。

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作者：王葉姣 田在鋒 吳亦紅 李橙 王月鋒 朱靜 單位：河北省環(huán)境科學(xué)研究院