河道沉积物中磷的分布

北极星环保网讯:1近年来，随着工农业的快速发展，由人类活动所产生的大量生活和工业废水进入河流，引起水体富营养化及周期性缺氧现象.沉积物是磷的重要源与汇，更是吸附/解析和迁移转化的重要发生地，进而影响其生物地球化学过程.沉积物中磷的赋存形态影响其相互转化、释放速率、生物有效性以及沉积物-水界面间交换，进而影响着水体中磷含量水平.侯立军等(2006)研究长江口沙洲表层沉积物，发现弱吸附态磷、NaOH-P和OP具有潜在的生物有效性.沉积物-水界面磷的交换通量不仅受沉积物组分影响，还受水体中pH、溶解氧和盐度影响.近年来，关于沉积物-水界面磷的交换通量的研究主要集中在河口地区，且交换通量具有空间差异性.Clavero等(2000)利用Fick′s第一定律和现场观测法研究西班牙Palmones河口磷的界面扩散通量，发现该通量随温度的升高而增加.张斌亮等(2003)也用Fick′s第一定律估算了上海潮滩沉积物-水界面间营养物质的扩散通量，无机磷的平均扩散通量为-0.53  μg˙cm-2˙d-1.张亚昆等(2013)研究了黄河下游沉积物-水界面间磷酸盐的交换通量，发现上覆水磷主要来自沉积物.沉积物在吸附外源磷的同时也伴随着内源磷的释放，且内源磷负荷对入库总量的贡献率占27.9%.因此，研究沉积物中磷的赋存形态及空间分布对分析磷的来源及评估水体环境质量具有重要意义.

河口区作为海陆交互地带，在物质、能量输入及转换过程中扮演着重要的角色.有研究表明，90%以上的磷通过河流携带进入河口环境中.目前，国外已对河口沉积物中磷的赋存形态进行了大量研究，均取得了较好的研究成果.Van  der  Zee等(2007)报道不同磷形态由淡水潮区到靠岸带发生变化，以及颗粒态磷影响着磷酸盐通量.Monbet等(2009)研究得出Tamar河口沉积物中可酶解磷含量为1.1~15  μg˙L-1，其含量变化受盐度影响较小，而主要决定于河口物质来源.Coelho等(2004)研究了沉积物中NaOH-P、HCl-P和OP的赋存形态及其相互转化，并揭示了盐度梯度和盐沼植被对磷形态的影响.国内对沉积物中磷形态的研究多集中河口、海洋和湖泊河流).纵观长江口关于磷的研究，主要集中于潮滩或沙洲沉积物，且以OP、HCl-P和IP为主，而对长江口及其邻近海域沉积物磷的赋存形态及其影响因子的研究鲜有报道.因此，本文研究长江口及其邻近海域沉积物磷形态、含量及空间分布，并探讨了各形态磷的含量分布的影响因子，以期为河口地区水体富营养化认识提供理论依据.

2 材料与方法

2.1 研究区简况

长江口位于北纬30.87°~31.77°，东经121.08°~122.58°，水深5.60~22.60  m.该地区属于典型的亚热带季风气候，年平均温度15.2~16.0 ℃，年平均降水量1030  mm.该区流系被长江淡水和黄海沿岸流、东海沿岸流以及台湾暖流所控制，水流强弱不同导致夏季沿东南方向输送营养盐和和颗粒物，冬季沉积物悬浮向南输移(杨作升和陈晓辉，2007).水体输送的营养盐中，以硝态氮为主，且洪季含量高于枯季;磷酸盐浓度接近国家一类标准，二者枯洪季含量均是由口内向口外近海处降低(周俊丽等，2006).长江口为中等强度潮汐型河口，地形地貌复杂，三级分汊四口入海，对河口入海泥沙的空间分布影响很大，年入海径流量约为9.0  x 1011 m3，年输沙总量4.86×108  t，季节分配较为集中，洪季输沙量占全年的87.2%(陈吉余和张重乐，1987)，同时给入海沿岸处带来了丰富的营养盐和有机质.盐度变化由于分汉道入海径流量不同而有所差异(陈吉余和张重乐，1987).

2.2 样品采集

沉积物样品采自长江口及其邻近海域.根据其自然环境状况差异性，选取所示16个采样点(如图  1)，其中S1、S3、S4、S5、S8位于河口区，其余点S2、S6、S7、S9、S10、S11、S12、S13、S14、S15和S16选于近海区，采样点经纬度采用GPS确定.于2013年7月和2014年1月分别在各站点处利用箱式采泥器采集，然后用有机玻璃柱采集表层(0~5  cm)沉积物放入干净的密封聚乙烯袋中，每个样点均采集3个平行样混合后作为该样点的代表样，于4  ℃冰箱保存带回实验室.沉积物样品一部分立即测定碱性磷酸酶活性，另一部分将其冷冻干燥后研磨过100目筛，装于密封袋中用于磷形态与理化性质的测定.采用气密型水体采样器采集沉积物上覆水，用于水体环境指标分析.

图 1

图 1 长江口及其邻近海域沉积物采样点分布图