经济作物种植对排水沟渠底泥属性及磷吸附能力的影响

发布时间：2017-11-01 01:11

  本文关键词：经济作物种植对排水沟渠底泥属性及磷吸附能力的影响

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【摘要】：当前,农业面源污染已成为水体富营养化的主要原因,其中种植业排放的磷素对其贡献很大。而浙江省农业产业结构的改变使得花卉、苗木、茶叶等经济作物种植面积及氮素、磷肥使用量增加,农田土壤磷素的流失情况也随之发生变化。农业排水沟渠在水污染防治等方面的作用越来越受到重视,因此分析不同排水沟渠底泥的理化属性以及底泥对磷的吸附能力,为沟渠的生态化改造提供一定的理论依据,对有效利用沟渠削减农业面源磷素污染具有重要的意义。本研究以南方丘陵茶园集水区稻田排水沟渠底泥、观赏苗木种植基地盆栽花卉和苗木排水沟渠底泥为研究对象,分析了不同作物种植对排水沟渠底泥理化属性以及底泥磷吸附能力的影响,并进一步明确了底泥理化性质与磷吸附能力之间的关系；同时,研究了排水距离对稻田排水沟渠底泥理化性质及磷吸附能力的影响,得出以下结论：稻田排水沟渠底泥pH值为5.87,存在酸化现象；盆栽花卉和苗木排水沟渠底泥pH值分别为7.37、7.21。稻田排水沟渠底泥总磷(TP)、有效磷(Olsen-P)、草酸铵提取态磷(Pox)含量最低,分别为402.07 mg/kg、16.91 mg/kg、166.93 mg/kg;盆栽花卉排水沟渠底泥磷素含量丰富,TP、Olsen-P、Pox分别为2140.23mg/kg、 105.95mg/kg、1693.11mg/kg。稻田排水沟渠底泥磷饱和度(DPSOX)为4.0%,显著低于磷释放的风险值；盆栽花卉和苗木排水沟渠DPSox值相似,约为28%左右,底泥磷释放的风险比较高,很有可能成为“源”。等温吸附实验中,同等条件下,稻田排水沟渠底泥吸附的磷量最高,盆栽花卉的次之,苗木的最低。本研究中底泥对磷的吸附都能很好地用朗格缪尔(Langmiur)和弗罗因德利奇(Freundlich)方程表达,各底泥样最大磷吸附量(Smax)的范围在399.51-853.30mg/kg,磷吸附能参数(Kf)的取值范围为77.1～338.74 L/kg,对磷素均有较高的吸附潜能；综合磷吸附参数可得底泥对磷的吸附能力为稻田盆栽花卉苗木。本研究底泥中草酸铵提取态铝(Alox)的含量是底泥磷吸附能力的决定性因素,Alox含量越高,底泥对磷的吸附能力越强；Feox对土壤中磷素的积累有贡献作用,但与底泥磷吸附参数之间没有显著相关关系。底泥磷吸附解吸平衡浓度(EPC0)主要受草酸铵提取态铁(Feox)和pH的影响,其值随Feox含量的增加而增大；底泥磷的释放风险主要与pH有关,pH升高,磷释放风险增大；,此外底泥中磷素含量越高,底泥磷释放的风险也越大。对南方茶园集水区中稻田排水沟渠不同取样点的研究发现,排水距离会对沟渠底泥属性产生显著性影响。随着排水距离的增加,底泥TP、Pox、Feox、Alox含量都在增加。底泥中磷素的积累主要与Alox以及TOC的含量有关；同时,底泥中有机质还增强了底泥磷的有效性。等温吸附实验中,稻田排水沟渠底泥对磷的吸附量随着排水距离的增加有升高的趋势,但它们之间没有显著性差异,即同一沟渠中底泥对磷的吸附能力比较稳定。综上所述,苗木种植基地排水沟渠底泥磷素含量较高且底泥磷释放风险较大,很可能成为磷释放的“源”,有必要对此沟渠进行生态改造。可以通过减少底泥磷素含量,或增加底泥中活性铝的含量、增加腐殖质等大分子有机质、降低底泥pH等措施增强底泥对磷的吸附能力,降低磷素释放风险,这些措施包括补种植物以及设置基质型过滤拦截闸、坝等。
【关键词】：排水沟渠 底泥 稻田 花卉苗木基地 磷
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X52;X712
【目录】：

• 致谢6-7
• 摘要7-9
• Abstract9-14
• 1 绪论14-30
• 1.1 引言14-15
• 1.2 农业面源污染中磷污染的现状15-22
• 1.2.1 农业土壤磷素状况15-18
• 1.2.2 农业土壤磷循环及损失18-20
• 1.2.3 农业产业结构的变化及带来的影响20-22
• 1.3 农业面源磷污染控制22-23
• 1.4 磷在底泥等介质中的吸附机理及影响因素23-28
• 1.4.1 磷在底泥等介质的吸附机理23-24
• 1.4.2 影响磷在底泥等介质中吸附的因素24-26
• 1.4.3 底泥磷吸附能力表达26-28
• 1.5 研究目的和意义28
• 1.6 研究内容和技术路线28-30
• 2 不同作物种植排水沟渠底泥属性及磷吸附能力研究30-45
• 2.1 研究区概况30-31
• 2.2 材料与方法31-34
• 2.2.1 底泥中理化指标的测定31-33
• 2.2.2 底泥的等温吸附实验33
• 2.2.3 数据分析33-34
• 2.3 结果与讨论34-44
• 2.3.1 沟渠底泥理化性质分析34-39
• 2.3.2 沟渠底泥磷吸附参数39-42
• 2.3.3 沟渠底泥磷吸附能力与底泥属性之间的相关性分析42-44
• 2.4 本章小结44-45
• 3 排水距离对底泥属性及磷吸附能力研究45-55
• 3.1 前言45-46
• 3.2 材料与方法46-47
• 3.3 结果与讨论47-53
• 3.3.1 排水距离对沟渠底泥属性影响47-50
• 3.3.2 沟渠底泥属性之间的相关性分析50-51
• 3.3.3 沟渠底泥对磷的等温吸附51-53
• 3.4 本章小结53-55
• 4 沟渠生态改造55-60
• 4.1 引言55
• 4.2 沟渠改造55-57
• 4.2.1 植物筛选55-56
• 4.2.2 工程选择56-57
• 4.3 设计建议57-60
• 5 研究结论与展望60-63
• 5.1 全文结论60-62
• 5.2 不足与展望62-63
• 参考文献63-70
• 作者简历70

【参考文献】

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