巢湖十五里河沉积物磷吸收潜力及对外源碳的响应

发布时间：2020-11-18 06:10

　　十五里河贯穿合肥市西南城区与郊区,是生活污水和农业污水的汇集、传输和净化场所;并且该河流氮、磷等营养负荷数量较大,沉积物氮、磷可能会通过水-沉积物界面交换作用进入上覆水,使该河流污染情况更加严重以致影响巢湖西半湖水质,因此该河流兼具“源”与“汇”的特征。本文从2017年7月至2018年5月,以十五里河干流的城乡梯度方向,按照每两个月采样1次的频率,采集5个点位的表层沉积物及对应的上覆水样,开展河流水质评价和沉积物磷赋存形态分析;利用实验室培养法,测算沉积物磷的生物与非生物吸收潜力,分析沉积物磷吸收对3种不同外源碳(乙酸钠、葡萄糖、乙酸钠和葡萄糖混合液)的响应水平;解析沉积物磷平衡浓度,并通过定量分析外源碳(乙酸钠)对磷平衡浓度的影响,评估外源碳添加导致的沉积物磷释放风险水平变化,主要研究成果如下:(1)十五里河水体处于弱氧化性状态,并且基本呈现弱碱性;上覆水中总磷均值含量为1.05mg·L~(-1),SRP均值含量为0.61mg·L~(-1),且两者都沿城乡梯度方向先增加,在SP3达到最高值,然后逐渐降低;5个采样点的水体黑臭程度评价均不达标,且都是劣V类黑臭水平。(2)十五里河沉积物TP均值含量为1091.61mg·kg~(-1),并且各点位总磷污染评价基本都为重度污染状况,污染指数均值高达2.599,比该沉积物TN的污染状况更严重;IP含量占总磷的48%~96%,Ca-P在无机磷中的占比最高(均值为42%);除TP与IP、Ex-P与pH之间极显著正相关外,其余大部分理化指标之间相关性不显著。(3)十五里河沉积物SPU_(live)存在时空差异性,且表现为SPU_(kill)高于SPU_(biotic),生物与非生物贡献率均值分别为15.45%、84.55%;未添加碳源时,生物吸收潜力沿城乡梯度方向有逐渐降低的趋势,均值为0.536μg×(g×h)~(-1),而非生物吸收潜力在SP1~SP4相差较小,但显著高于SP5,均值3.380μg×(g×h)~(-1);5个采样点大体都在2017年7月和9月SPU_(biotic)最高,而非生物吸收潜力在2017年11月达到最高值,说明温度对生物和非生物的影响有差别;添加外源碳后,不仅SPU_(biotic)有了较大幅度的提升,生物因素在沉积物磷吸收中的贡献率水平也有了明显提高,且两者均表现为添加乙酸钠效果最显著,添加葡萄糖效果次之,混合碳源的效果相对较弱,分别增加了19%、12%、6%。(4)未添加碳源时,十五里河沉积物的EPC_0值的范围为0.008~0.570mg·L~(-1),均值为0.356mg·L~(-1);外源碳降低了EPC_0值(下降约29%),也改变了各采样点EPC_0值大小排序;上覆水SRP浓度高于EPC_0值所占比例为66.7%,而且磷吸附解吸平衡饱和度EPC_(sat)-20%所占比例约60.0%,表明十五里河沉积物以磷吸附占优势,即沉积物总体上处于磷“汇”状态;外源碳的输入使得EPC_(sat)-20%所占比增加了13.3%,降低了沉积物磷释放风险水平。
【学位单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：X524
【部分图文】：