底泥中磷釋放的影響因素

1、底泥中磷釋放的影響因素-污泥處置簡介：綜述了水體底泥中磷的化學(xué)形態(tài)以及磷素釋放的影響因素?；瘜W(xué)形態(tài)有水溶性磷、鋁磷、鐵磷、鈣磷、還原態(tài)可溶性磷、閉蓄磷、 有機磷等。磷素釋放的影響因素有：溶解氧、溫度、pH值、磷存在的形態(tài)、微生物作用、沉積物-水界面磷的濃度梯度、鹽度以及擾動。 這些因素具有關(guān)聯(lián)性。關(guān)鍵字：底泥 化學(xué)形態(tài) 磷釋放 影響因素1引言 P是造成湖泊水質(zhì)富營養(yǎng)化的關(guān)鍵性的限制性因素之一 1。一般認為當水體中磷濃度在 0.02 mg L- 1以上時，對水體的富營 養(yǎng)化就起明顯的促進作用2 。由于近年來大量未經(jīng)處理的生活污水 加上農(nóng)業(yè)面源氮磷的大量流失，造成河流尤其是河口富營養(yǎng)化趨勢的 逐年

2、加劇3 -4 。大量的磷在河流等水體中沉積下來，其在適宜的條 件下會重新釋放進入水體，從而延續(xù)水體的富營養(yǎng)化過程并加劇了水 體的惡化5 - 8 。沉積物-水界面是水體和沉積物之間物質(zhì)交換和輸送的重要途徑，沉積物中的磷可能通過有機質(zhì)的礦化分解作用、 鐵氧化物解吸作用和沉積物擾動等形式向水體釋放。本文根據(jù)國內(nèi)外研究富營養(yǎng)化水體磷釋放的有關(guān)資料，綜述了水體底泥中磷的化學(xué)形 態(tài)以及底泥中磷釋放的影響因素，對于今后研究水體中磷行為、抑制 水體富營養(yǎng)化、改善水質(zhì)具有深遠的意義及參考價值。2沉積物中磷的含量和存在形態(tài)沉積物中磷形態(tài)通常分為水溶性磷(Psol)、鋁磷(PAI)、鐵磷(PFe)、鈣磷(PCa)、

3、還原態(tài)可溶性磷、 閉蓄磷(Po-p)、有機磷(Porg)等7種化學(xué)形態(tài)9 。閉蓄磷表面有一層不溶性的Fe (OH) 3或Al (OH) 3膠膜，包括一部分PAl和PFe ,溶解度極小，含量較小，這部分磷被認為是生物不能利用的。水溶性 磷和還原態(tài)可溶性磷可以通過物理溶解作用進入水體，在沉積物中的含量也不會太高，但它們是最先被釋放出來的，可以很方便地被水生 生物吸收利用10 。沉積物中P的結(jié)合態(tài)及形態(tài)之間的相互轉(zhuǎn)化是控制沉積物P遷移和釋放的主要因素。P釋放量是由不同的遷移 和轉(zhuǎn)化過程決定的，控制沉積物P遷移（釋放和形態(tài)轉(zhuǎn)化）的環(huán)境參 數(shù)的相對重要性首先取決于沉積物中P的化學(xué)形態(tài)11。沉積物釋P量的

4、多少并不與沉積物中的總 P量成比例關(guān)系，釋放進入間隙水中的 P大部分是無機可溶性P12, 13。在厭氧釋放過程中，存在著有機P 向無機P轉(zhuǎn)化，F(xiàn)e-P、Al-P向Ca-P、O-P轉(zhuǎn)化的趨勢，沉積物中總 P 濃度不斷減少，就是 P形態(tài)遷移轉(zhuǎn)化動態(tài)平衡的結(jié)果14。 沉 積物中釋放的P與Fe-P關(guān)系密切相關(guān)，PFe是沉積物向水體釋磷的 主要形態(tài)。曾有人提出用沉積物中 P： Fe比例作為表層沉積物 P釋 放能力的一個參數(shù)，兩者呈負相關(guān)關(guān)系 15。3水體磷釋放的影響因素 3.1溶解氧（DO）底層水體中溶解氧含量（DO）對沉積物P的釋放起著決定性的作用，底泥首先要消耗溶解氧，降低 溶解氧濃度，加速水體進入

5、厭氧狀態(tài)。厭氧狀態(tài)可大大促進P在沉積 物的遷移和釋放，而在好氧狀態(tài)下釋放速率遠小于厭氧釋放速率16。兩者差一個數(shù)量級17 。水中的溶解氧會影響沉積物的氧化還原電位，P釋放對表層沉積物的氧化還原電位（Eh）的變化非常敏感。當表層沉積物 Eh較高時（350mv），F(xiàn)e3+與磷酸鹽結(jié)合 成不溶的磷酸鐵，可溶性 P也被氫氧化鐵吸附而逐漸沉降；而當 Eh較低時（0.090.12 mg L- 1時，水中的磷會向沉積物遷移30 。 總之，磷的釋放與沉積物-水界面間的濃度差有關(guān)，濃度差越大，沉積 物釋磷越快。3.6鹽度大量研究結(jié)果證明，隨著加入 Al鹽量的增加，沉積物釋放P的量呈線形遞減31。從國內(nèi)外脫氮除磷

6、工 業(yè)中可以看出氮鹽的存在形態(tài)同樣具有影響，硝態(tài)氮包括硝酸鹽氮和亞硝酸鹽氮，它們會消耗有機基質(zhì)而抑制聚磷菌對磷的釋放，從而影響在好氧條件下聚磷菌對磷的吸收。另一方面硝態(tài)氮的存在會被部分 生物聚磷菌（氣單胞菌）利用作為電子受體進行反硝化，從而影響其以 發(fā)酵中間產(chǎn)物作為電子受體進行發(fā)酵產(chǎn)酸，從而抑制了聚磷菌的釋磷和攝磷能力31。3.7擾動對淺水湖泊來說擾動是影響沉積物-水界面反應(yīng)的重要物理因素。動態(tài)條件下P從沉積物的釋放量遠大于靜態(tài)條件的釋放量32、33。對于淺水湖泊而言，在一定條件 下，風(fēng)力和湖流引起湖泊底部沉積物的擾動使沉積物處于再懸浮狀 態(tài)，這種再懸浮狀態(tài)會強烈地影響P在沉積物-水界面間的再分配，部分營養(yǎng)元素可從沉積物中向上層水體釋放，使水體營養(yǎng)負荷增加 34。增加沉積物顆粒的反應(yīng)界面并促進沉積物中P的釋放，同時加速了沉積物間隙水中P的擴散。4展望綜觀國內(nèi)外學(xué)者的文章，氮素的存在狀態(tài)對磷釋放具有一定的影響，兩者應(yīng)具有某種關(guān)聯(lián)性，磷素釋放是十分復(fù)雜的多因素綜合作用的動態(tài)過程，且磷釋放的影響因素之間相互影響，相互錯雜。若將其影響因素割裂開來研究 存在很大不足，容易忽略各