环境科学  2017, Vol. 38 Issue (6): 2345-2354   PDF    
香溪河沉积物、间隙水的磷分布特征及释放通量估算
罗玉红1,2,3 , 聂小倩2,3 , 李晓玲2,3 , 戴泽龙2,3 , 胥焘2,3 , 黄应平1,2,3     
1. 三峡大学水利与环境学院, 宜昌 443002;
2. 三峡大学三峡地区地质灾害与生态环境湖北省协同创新中心, 宜昌 443002;
3. 三峡大学三峡库区生态环境教育部工程研究中心, 宜昌 443002
摘要: 采集香溪河沿程5个样点不同季节、不同深度的沉积物,用Hedley分级方法分析磷形态及垂向变化特征,同时研究上覆水和间隙水理化性质对沉积物中磷释放的影响.香溪河上覆水及间隙水pH值范围为4.72~8.55,夏季呈弱酸性,秋季、冬季及次年春季pH值呈弱碱性;沉积物处于较强还原性环境;上覆水及间隙水总磷质量浓度(TP)年变化范围为0.02~0.48 mg·L-1,沉积物TP含量为0.48~1.45 g·kg-1;沉积物中磷形态的含量为HCl-P(HCl提取态)>Res-P(残余磷)>NaOH-P(NaOH提取态磷)>NaHCO3-P(NaHCO3提取态磷)>H2O-P(水提取态磷).沉积物-上覆水体交界面还原性环境有利于沉积物中磷向上覆水中释放;春季水体的弱碱性、夏季的弱酸性有利于沉积物向上覆水释磷,从而增加了上覆水体富营养化的风险;间隙水TP与沉积物TP含量密切相关;5个样点中有4个样点的PO43--P由间隙水向上覆水扩散,释放通量为0.01~0.04 mg·(m2·d)-1.沉积物是底层水体营养盐的重要来源.
关键词: 香溪河      间隙水      沉积物      TP      磷形态      释放通量     
Distribution and Emission Flux Estimation of Phosphorus in the Sediment and Interstitial Water of Xiangxi River
LUO Yu-hong1,2,3 , NIE Xiao-qian2,3 , LI Xiao-ling2,3 , DAI Ze-long2,3 , XU Tao2,3 , HUANG Ying-ping1,2,3     
1. College of Hydraulic & Environmental Engineering, Three Gorges University, Yichang 443002, China;
2. Innovation Center for Geo-Hazards and Eco-Environment in Three Gorges Area, Yichang 443002, China;
3. Engineering Research Center of Eco-environment in Three Gorges Reservoir Region, Ministry of Education, Three Gorges University, Yichang 443002, China
Abstract: The distribution and vertical variation of phosphorus forms in sediments along Xiangxi River were analyzed with Hedley classification method, meanwhile the influences of physical and chemical properties of overlying and interstitial water on the release of phosphorus in sediment were discussed. The major findings showed that the pH values in the overlying and interstitial water increased from 4.72 to 8.55, and were slightly acidic in summer, while weak alkaline in other seasons. The redox potential of sediment was in the reduction state overall. The annual variation range of total phosphorus (TP) content in the overlying and interstitial water, and that in the sediment was 0.02-0.48 mg·L-1 and 0.48-1.45 g·kg-1, respectively. The distribution features of TP content in the sediment were the same with those in the interstitial water along the Xiangxi River. It was interesting that the content of TP in the interstitial water in spring and summer was higher than that in autumn and winter, but that in the sediment of Xiangxi River was opposite. The content of different phosphorus (P) forms decreased successively:HCl-P (HCl extracted phosphorus) > Res-P (residual phosphorus) > NaOH-P (NaOH extracted phosphorus) > NaHCO3-P (NaHCO3 extracted phosphorus) > H2O-P (water-soluable phosphorus). The reductive environment of the interface between sediment and overlying water, and pH of water in spring (weak alkaline) and summer (slightly acidic), were conducive to phosphorus release from sediment into overlying water, increasing the eutrophication risk. TP content in the interstitial water was closely related to that in sediment. The PO43--P in 4 sampling areas diffused from the interstitial water into the overlying water with diffusive fluxes in the range of 0.01-0.04 mg·(m2·d)-1. All of these findings indicated that sediments is an important source of nutrient for the overlying water.
Key words: Xiangxi River      interstitial water      sediment      TP      phosphorus forms      emission flux     

磷元素作为动植物生长发育所必需的营养元素之一, 是大多数水体富营养化的主要限制性因子[1, 2].沉积物作为地球环境中的三相物质循环中的一项重要环节, 既是污染的汇, 更是污染的源.当外源污染逐步得到有效控制后, 如何有效控制来自沉积物的内源氮磷污染就成为了湖库治理的关键[3].沉积物-水界面平衡浓度EPC0(沉积物对磷的吸附/解吸平衡浓度, equilibrium phosphate concentration)高于上覆水体中相应的磷浓度, 沉积物呈现释放状态, 影响水体磷浓度[4].沉积物中能参与界面交换及生物可利用的磷含量取决于沉积物中磷的赋存形态, 其含量直接决定着沉积物向上覆水释放磷的总量[5].在沉积物内源营养盐的释放过程中, 沉积物间隙水是沉积物与水界面营养盐交换的重要介质, 当间隙水中磷浓度超过上覆水中磷浓度时, 溶解的磷就可以释放到上覆水体[6, 7].磷的赋存形态决定了沉积物磷的吸附和释放特性及其稳定矿化程度[8], 沉积物所释放的溶解性正磷酸盐, 也是水生生物最易吸收的形式.沉积物中磷形态的含量不仅受水体pH、氧化还原条件、营养状态等影响[8~11], 而且与沉积物的组成密切相关[12, 13].一般来说, 上覆水体的酸碱性会影响磷的赋存形态, 从而改变磷在沉积物-水界面的迁移过程[14].

香溪河是三峡库区库首的第一条一级支流[2], 水环境状况将直接影响到三峡库区的水环境质量和水质安全, 其富营养化程度日趋加重, 并多年连续暴发水华事件[2, 15].三峡水库建成以来, 逐步控制外源磷的汇入, 沉积物中富集的磷已经成为香溪河水体富营养化的主要来源之一[3].

本文通过在香溪河库湾布点, 沿垂向深度采集水和沉积物样品, 进行季节性变化特征分析, 比较垂向分布上的不同, 并结合Fick第一定律对沉积物-水界面磷的扩散通量进行估算, 分析磷在水-沉积物界面上的迁移与转化、磷的来源, 估算沉积物释放对水体磷营养盐的超标及富营养化形成的贡献, 对如何控制水体富营养化提供数据参考.

1 材料与方法 1.1 样品采集和处理

根据三峡水库175 m蓄水的回水范围和香溪河的地形地貌特征、水体的富营养化时空特性, 确定本次主要调查范围为库区支流香溪河河口至回水末端昭君镇约30 km水域, 沿香溪河下游(香溪河与长江交汇处)至上游(平邑口)共设置5个样带, 依次为长江与香溪河交汇处(CJXX)与香溪河交汇的水库干流, 三岔沟(XX01) 接近支流与干流交汇处, 消落带主要为荒地, 上缘有住户, 这两个样点位于流域下游, 主要的污染来源来自于生活废水与柑橘加工打蜡场; 贾家店(XX04) 为采样流域中段, 消落带有农业种植, 上缘为林地, 无住户, 上游峡口镇又是磷矿开采与加工的主要地区, 大部分开采, 炼矿技术相对落后, 污水经尾矿沉淀池后直接排入香溪河中; 峡口(XX06), 紧靠峡口镇, 居民集中, 平邑口(XX08) 上游有黄磷厂, 两个样点之间设有一运矿码头与高速口, 船行量与车流量较大.样点布置如图 1.分别于2013年6月(夏季)、2013年10月(秋季)、2014年01月(冬季)和2014年03月(春季)这4个季节采集沉积物及上覆水样品, 沉积物及上覆水采用柱状采样器采集, 按3 cm一层将沉积物及上覆水分层.上覆水Eh和pH值现场测量, 装瓶保存带回实验室测量; 沉积物现场测量Eh值后, 分装在带刻度的50mL聚乙烯离心管内, 密封带回实验室测量.所有样品均在24 h内处理.

图 1 香溪河沉积物采样点分布示意 Fig. 1 Sampling sites in Xiangxi River

底泥样品自然风干, 剔除石头、植物根茎等杂物.研磨、过200目筛, 装袋保存备用.

1.2 样品测量指标和测量方法

Eh值:用奥立龙便携式多参现场测量上覆水及沉积物Eh值. pH值:沉积物运回实验室后立即离心过滤, 收集上清液, 即间隙水; 立即用pH计测量上覆水及间隙水pH值并记录.上覆水及间隙水P营养盐含量:过滤并收集上覆水及间隙水, 采用钼锑抗分光光度法测量TP含量[16].沉积物总磷(TP)含量:采用碱熔-钼锑抗比色法测定[17].

磷形态:采用文献[18]中Tiessen等修正的Hedley分级方法[19].土壤磷形态分为水可提取态磷(H2O-P)、NaHCO3提取态磷(NaHCO3-P)、NaOH提取态磷(NaOH-P)、HCl提取态磷(HCl-P)和残余磷(Res-P).连续分步提取的H2O-P、NaHCO3-P、NaOH-P及HCl-P用过硫酸钾消解后用钼锑抗分光光度法测定[16].最后残渣中的磷为Res-P, 用测定沉积物总磷的方法测得.

1.3 数据处理

采用Excel 2010、Origin 8.0和SPSS 20.0数据分析软件对试验结果进行图表绘制和统计分析.时间变化差异和空间变化差异用单因素方差分析(One-way ANOVA, Duncan's multiple range test多重比较); 总磷土层间的差异采用配对T检验.

2 结果与讨论 2.1 香溪河库湾间隙水及上覆水理化性质

沿河段沉积物Eh各样点均值如表 1, 香溪河沉积物氧化还原电位范围在-95.7~-214.7 mV之间, 上覆水氧化还原电位范围在10.6~150.8 mV之间, 沉积物氧化还原电位总体处于还原性环境, 还原特性表现为XX01>XX08>XX04>CJXX>XX06, 支流的还原性强于干流.垂向上, 沉积物及上覆水氧化还原特性变化随深度的增加变化不大, 基本上处于稳定状态, 下层沉积物比表层还原性略强.氧化还原特性主要受沉积物中铁锰氧化物和硫化氢体系的影响, NaOH-P在强还原条件下容易释放, 具有被利用的潜力.

表 1 香溪河上覆水和间隙水基本理化性质1) Table 1 Basic physical and chemical properties of overlying and interstitial water along the Xiangxi River

库湾上覆水及间隙水的pH值在空间和季节上存在着较大的差异.上覆水pH值范围在4.70~8.46之间, 间隙水pH值范围在5.05~8.47之间. pH值变化在季节间存在较大的差异, 夏季间隙水及上覆水pH值在整体上呈弱酸性, 上覆水均值为5.33, 间隙水均值为4.85;秋季、冬季及次年春季间隙水(均值分别为7.99、8.33、8.23) 及其上覆水(均值分别为7.76、7.88、8.05) pH值在整体上呈弱碱性.上覆水pH值均值在4个季节间呈春季>冬季>秋季>夏季的规律; 间隙水pH值均值在4个季节间呈冬季>春季>秋季>夏季的规律.在垂向空间上, 间隙水pH值酸性强度和碱性强度均大于上覆水.上覆水体酸碱度的变化对沉积物中磷的释放会有明显影响[20].金相灿等[21]通过研究pH对各种形态的磷的影响得出, 在碱性条件下, 促进NaOH-P(主要是铝、铁、锰的氧化物和水化物结合的磷)的释放, 而在酸性条件下, 促进HCl-P(主要是钙磷)的释放.

2.2 间隙水及上覆水TP变化特征

香溪河库湾水体TP年变化范围为0.02~0.30 mg·L-1, 年均值为0.17 mg·L-1.其水体总磷的质量浓度远远超过国际上规定的富营养化TP浓度阈值(0.02 mg·L-1).间隙水TP由大到小为XX04>XX08>XX06>XX01>CJXX, 间隙水TP干流比支流低, 与Eh值的趋势基本一致, 说明沉积物的还原性环境影响沉积物TP向上的释放.在垂向上如图 2所示, 间隙水TP浓度随深度的增加变化波动较大, 整体上有随着深度的增加先减小后增大的趋势.上覆水TP质量浓度明显低于间隙水TP, 有向上释放的可能.

图 2 香溪河上覆水及间隙水TP质量浓度变化特征 Fig. 2 Total phosphorus content variation of water and interstitial water along the Xiangxi River

间隙水TP在4个季节均值分别为0.24、0.20、0.15和0.13 mg·L-1, 呈春季>夏季>秋季>冬季的规律; 上覆水TP均值分别为0.24、0.18、0.11和0.14 mg·L-1, 呈春季>夏季>冬季>秋季.上覆水及间隙水TP质量浓度在季节上呈春季高、秋冬低的规律.从pH值的季节变化来看, 2014年10月间隙水和上覆水的pH值接近于中性, 而从图 2的结果可以看到这个季节的上覆水和间隙水的TP相对来说是最低的.同一采样点同一深度的上覆水和间隙水的TP值在不同季节的变化上是符合王颖[20]的观点, 偏酸和偏碱性条件下都有利于沉积物中P的释放, 且在偏酸性条件下P释放强度大于偏碱性条件, 在中性条件下P的释放量最低.

2.3 香溪河库湾沉积物TP含量变化特征

沉积物TP含量对上覆水富营养化有着不容忽视的影响, 是反映香溪河流域水体营养水平的重要指标之一.本文对香溪河流域沉积物进行了为期1 a的时空动态监测, 具体变化规律如图 3所示.

图 3 香溪河沉积物TP含量时空分布 Fig. 3 Spatial and temporal distribution variation of total phosphorus content in sediments along the Xiangxi River

沉积物TP全年含量范围为0.48~1.65 g·kg-1, 年均值为0.96 g·kg-1.沿香溪河上游至河口, 沉积物TP均值含量分别为0.98、0.94、1.08、0.91和0.87 g·kg-1.沉积物含量沿程分布与间隙水TP含量的沿程分布规律一致, 即XX04>XX08>XX06>XX01>CJXX, 间接说明间隙水TP含量与沉积物TP含量息息相关.总体上, 沉积物TP含量沿香溪河呈“中间高, 两头低”的规律, 干流低于支流.沉积物样品中总磷含量与长江其他支流(寸江、小滩、大宁)、中下游湖泊(太湖)、水库(河口水库)表层沉积物总磷含量[4, 20, 21]相比属于中等水平.

图 3所示, 垂直分布变化规律波动较大.将沉积物中表层TP含量与垂向均值含量做比较, 夏季与秋季的表层沉积物TP含量高于垂向均值含量, 至冬季和春季, 表层沉积物TP含量低于垂向均值含量.在夏季沉积物中TP含量所表现出的“表层富集”是一种普遍存在的现象, 黄清辉认为主要是外源污染严重而导致沉积物表层磷含量的增加[22]; 朱广伟认为这可能是由于沉积物中磷的地球生物化学作用而导致其向表层迁移所致[23], 在本次研究中夏季的雨水丰富, 更倾向于“表层富集”主要是外源污染而导致.沉积物TP含量在四季的均值含量分别为0.88、0.92、1.01和1.02 g·kg-1, 分布规律为冬季>秋季>夏季>春季, 与间隙水TP含量在季节间的变化规律正好相反, 可能是因为夏季的间歇水和上覆水pH值偏酸性, 春季的pH值是偏碱性中较大的, 这样会促进沉积物中的P向间歇水和上覆水的释放[21], 说明间歇水和上覆水的TP与沉积物中TP含量密切相关.

2.4 沉积物磷赋存形态分布特征

沉积物磷的赋存形态决定了磷在沉积物-水界面的迁移、转化、沉积的规律, 其不同形态将直接影响磷在沉积物-水界面的交换作用.香溪河6月和10月沉积物P赋存形态分布情况见表 2, 各样点不同形态的磷在底泥中垂直方向分布具体见图 4图 5.

表 2 不同季节沉积物磷形态分布比较/% Table 2 Comparison of the percentage of phosphorus forms in the sediment/%

图 4 香溪河6月沉积物磷赋存形态 Fig. 4 Variation of Phosphorus forms in sediments along Xiangxi River in June

图 5 香溪河10月沉积物磷赋存形态 Fig. 5 Variation of Phosphorus forms in sediments along Xiangxi River in October

沉积物中, H2O-P最容易与上覆水发生交换, 发生吸附或解吸, 能被植物直接吸收利用. H2O-P在沉积物中的含量最低, 均值结果表明, 6月沉积物中H2O-P(0.91%)整体上高于10月沉积物中H2O-P含量(0.80%). H2O-P在香溪河流域沉积物中是从上游至河口沿程递增的.垂向上, H2O-P的含量随深度的增加而逐渐降低.这也说明了H2O-P来源于面源污染, 更容易在沉积物表面富集.

NaHCO3-P是有效性较高的P库, 可通过水中的阴离子交换或微生物矿化而释放[24], 它能在短时间之内补充H2O-P, 因此和H2O-P一样被认为对植物有效性较强.香溪河6月沉积物中NaHCO3-P含量略高于10月沉积物中NaHCO3-P含量, 可能与沿岸农业种植有关, 春天正是施肥的季节, 而且春夏季的雨水丰富, 垂向上, NaHCO3-P的含量随深度的增加逐渐降低, 也说明主要来源于面源污染[25].整体上香溪河沉积物NaHCO3-P含量高于长江干流NaHCO3-P含量.

NaOH-P主要包含被Fe、Al氧化物及有机质表面吸附的无机磷和与土壤中腐殖酸结合的有机磷, 具有中等程度的有效性[26], 在强还原条件下容易释放, 具有被利用的潜力, 是沉积物中主要活性磷组分, 对沉积物-水界面磷的循环起到主要作用[27].香溪河沉积物的还原性环境有利于NaOH-P向上释放.沿香溪河上游至河口, 沉积物NaOH-P含量在沿程上与NaHCO3-P含量在沿程上的变化规律一致, 香溪河支流沉积物NaOH-P含量高于长江干流沉积物NaOH-P含量, 说明支流富营养化较干流高.这部分磷的来源与人类活动有关, 主要来源于生活污水和工业废水, 所以可以反映出区域磷污染的情况[28, 29].由图 45可看出NaOH-P含量随深度变化波动较大, 样点XX04、XX06、XX08沉积物的NaOH-P含量明显比样点XX01、CJXX高, 因为样点XX04有农田种植, 上游峡口镇恰好又是磷矿开采与加工的主要地, XX06为峡口镇人口集中区域, XX08附近有黄铁矿, 这些均说明NaOH-P含量受人类活动影响较显著[30].整体上来看, 表层含量最高, 在较深部位的沉积物层, 有机质降解不断消耗溶解氧, 使环境条件变得相对还原, 铁磷矿物还原溶解, 释放出的溶解磷酸盐通过孔隙水向上迁移.在上部沉积物中, 由于氧化还原电位较高, 重新形成矿物而沉淀下来, 造成铁磷矿物在沉积物表层富集[31].

HCl-P主要为与钙紧密结合的土壤P部分, 由于磷酸钙的溶度积KSP为116×10-44, 一般很难被溶解, 其在酸性条件下的磷释放量大于碱性条件下的磷释放量[20, 21, 24].香溪河沉积物中HCl-P含量范围为0.33~0.84 g·kg-1, 是沉积物TP的主要成分, 因此香溪河夏季的偏酸性条件会导致磷释放的增加. 6月和10月沉积物HCl-P均值含量分别为0.50 g·kg-1和0.57 g·kg-1, 6月沉积物中HCl-P含量与10月沉积物中HCl-P含量相差不大, 说明香溪河沉积物HCl-P较稳定, 这也说明了HCl-P主要是由地质环境决定的; 6月沉积物HCl-P均值含量比10月略低一些, 可能6月水体偏酸性, 会促进HCl-P的释放[21].随着沉积深度增加, 10月HCl-P含量(XX01、XX04、XX08) 在垂直剖面上表现出上升的趋势, 说明沉积历史内, 钙磷的转化是沉积磷早期成岩作用的优势过程, 这与已有的一些研究结论相同[21]; 6月各样点HCl-P含量在垂直剖面上表现出下降的趋势, 可能是由于河流两岸以居民聚居区和农田为主, 春夏季的农业面源中含有大量的磷肥和未利用的农药, 随着丰富的降雨径流带入河流, 使得河流表层沉积物HCl-P含量相对较高[25, 32].

Res-P是需要破坏土壤晶格结构后才能浸提出的磷形态, 通常认为对作物有效性很差甚至无效, 一般条件下极难被植物利用[33].香溪河沉积物Res-P含量与长江干流沉积物Res-P含量相差不大, 沉积物Res-P较稳定.

2.5 磷释放通量估算

本研究中的5个采样点上覆水与沉积物间隙水中氮磷营养盐的分布特征表明, 沉积物中的营养盐可能会在浓度梯度作用下, 由间隙水向上覆水扩散进而影响水库上层水体水质.沉积物-水界面磷营养盐的扩散通量可以通过Fick第一定律[34]估算得到:

式中, Φ为沉积物孔隙度; D为实际扩散系数; 为沉积物-水界面处浓度梯度[mg·(L·cm)-1], 在实际应用中可用线性浓度梯度表示, 此处采用夏季沉积物4~6 cm深处间隙水与沉积物-水界面处上覆水中TP浓度差值估算[34]. D可由经验公式计算得到[35]:

式中, Φ为沉积物孔隙度; D0为无限稀释溶液中的理想扩散系数.不同温度下营养盐的理想扩散系数D0, 可由25℃时的理想扩散系数换算得到(上覆水中温度)[36], 其中, PO43--P在25℃时的理想扩散系数为6.12×10-6 cm2·s-1.结果见表 3(其中自沉积物向上覆水扩散时F为正值, 自上覆水向沉积物扩散时F为负值).在夏季, 除了上游样点XX08(附近有黄磷厂)表现为“汇”, 其他4个样点均表现为“源”, 间隙水向上覆水释放磷, 沉积物作为内源向水体释放磷, 对水体的富营养化产生了一定贡献, 且下游释放通量更高.

表 3 5个采样点沉积物-水界面磷的扩散通量1) Table 3 Diffusion flux of phosphorus in the sediment-water interface of five sampling locations

通过与近年国内相关研究的湖库磷扩散通量比较发现, 香溪河沉积物磷的扩散通量[-0.02~0.04 mg·(m2·d)-1]比长江上游其他支流高[37][冬季-0.60~2.47 mg·(m2·a)-1)], 比滇池[38][0.90~2.06 mg·(m2·d)-1]、太湖[39] [1.09 mg·(m2·d)-1]的要低.香溪河内源释放对水体磷的超标及水体富营养化形成的影响不可忽略, 而造成营养盐扩散通量高的原因包括沉积物类型、孔隙度、溶解氧渗透深度、季节因素等等[40].

3 结论

(1) 香溪河上覆水及间隙水夏季呈弱酸性, 春季呈弱碱性, 在春夏水温升高的情况下, 沉积物活性磷更容易向上覆水体释放; 夏季沉积物氧化还原电位处于较强还原性环境, 沉积物中的NaOH-P容易释放.上覆水及间隙水TP含量在季节上呈现出春夏季含量高、秋冬含量低的规律, 增加了富营养化的风险.

(2) 香溪河沉积物磷形态中H2O-P的含量最低, H2O-P、NaHCO3-P和NaOH-P为活性态磷, 占TP不到18%;非活性磷主要成分HCl-P质量分数均值为49.6%, Res-P质量分数均值为33.22%, 香溪河沉积物各形态磷的含量顺序为HCl-P>Res-P>NaOH-P>NaHCO3-P>H2O-P; 间隙水和上覆水的Eh和pH主要影响沉积物中活性磷的释放; 垂直方向上随深度增加各形态磷含量变化并无一定规律.

(3) 夏季香溪河中下游样点沉积物中的磷表现为“源”, 释放通量范围为0.01~0.04 mg·m-2·d-1, 下游释放通量更高.

参考文献
[1] Zeng L, Li X M, Liu J D. Adsorptive removal of phosphate from aqueous solutions using iron oxide tailings[J]. Water Research, 2004, 38(5): 1318–1326. DOI: 10.1016/j.watres.2003.12.009
[2] 姚绪姣, 刘德富, 杨正健, 等. 三峡水库香溪河库湾冬季甲藻水华生消机理初探[J]. 环境科学研究, 2012, 25(6): 645–651. Yao X J, Liu D F, Yang Z J, et al. Preliminary studies on the mechanism of winter dinoflagellate bloom in Xiangxi Bay of the Three Gorges Reservoir[J]. Research of Environmental Sciences, 2012, 25(6): 645–651.
[3] Søndergaard M, Bjerring R, Jeppesen E. Persistent internal phosphorus loading during summer in shallow eutrophic lakes[J]. Hydrobiologia, 2013, 710(1): 95–107. DOI: 10.1007/s10750-012-1091-3
[4] 金晓丹, 吴昊, 陈志明, 等. 长江河口水库沉积物磷形态、吸附和释放特性[J]. 环境科学, 2015, 36(2): 448–456. Jin X D, Wu H, Chen Z M, et al. Phosphorus fractions, sorption characteristics and its release in the sediments of Yangtze Estuary Reservoir, China[J]. Environmental Science, 2015, 36(2): 448–456.
[5] 孙文彬, 杜斌, 赵秀兰, 等. 三峡库区澎溪河底泥及消落区土壤磷的形态及吸附特性研究[J]. 环境科学, 2013, 34(3): 1107–1113. Sun W B, Du B, Zhao X L, et al. Fractions and adsorption characteristics of phosphorus on sediments and soils in water level fluctuating zone of the Pengxi River, a tributary of the Three Gorges Reservoir[J]. Environmental Science, 2013, 34(3): 1107–1113.
[6] 何佳, 陈春瑜, 邓伟明, 等. 滇池水-沉积物界面磷形态分布及潜在释放特征[J]. 湖泊科学, 2015, 27(5): 799–810. He J, Chen C Y, Deng W M, et al. Distribution and release characteristics of phosphorus in water-sediment interface of Lake Dianchi[J]. Journal of Lake Sciences, 2015, 27(5): 799–810. DOI: 10.18307/2015.0506
[7] 王志齐, 李宝, 梁仁君, 等. 南四湖沉积物磷形态及其与间隙水磷的相关性分析[J]. 环境科学学报, 2013, 33(1): 139–146. Wang Z Q, Li B, Liang R J, et al. Correlation analyses of sediment phosphorus forms and soluble phosphorus concentrations in the interstitial water of Nansi Lake, China[J]. Acta Scientiae Circumstantiae, 2013, 33(1): 139–146.
[8] 马利民, 张明, 滕衍行, 等. 三峡库区消落区周期性干湿交替环境对土壤磷释放的影响[J]. 环境科学, 2008, 29(4): 1035–1039. Ma L M, Zhang M, Teng Y H, et al. Characteristics of phosphorous release from soil in periodic alternately waterlogged and drained environments at WFZ of the Three Gorges Reservoir[J]. Environmental Science, 2008, 29(4): 1035–1039.
[9] Gomez E, Durillon C, Rofes G, et al. Phosphate adsorption and release from sediments of brackish lagoons:pH, O2 and loading influence[J]. Water Research, 1999, 33(10): 2437–2447. DOI: 10.1016/S0043-1354(98)00468-0
[10] Jalali M, Peikam E N. Phosphorus sorption-desorption behaviour of river bed sediments in the Abshineh river, Hamedan, Iran, related to their composition[J]. Environmental Monitoring and Assessment, 2013, 185(1): 537–552. DOI: 10.1007/s10661-012-2573-5
[11] Kim L H, Choi E, Stenstrom M K. Sediment characteristics, phosphorus types and phosphorus release rates between river and lake sediments[J]. Chemosphere, 2003, 50(1): 53–61. DOI: 10.1016/S0045-6535(02)00310-7
[12] Wang S R, Jin X C, Zhao H C, et al. Phosphorus release characteristics of different trophic lake sediments under simulative disturbing conditions[J]. Journal of Hazardous Materials, 2009, 161(2-3): 1551–1559. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2008.05.004
[13] 尹爱经, 吴鹏豹, 周慧平, 等. 秦淮河干流沉积物磷形态沿程分布特征[J]. 环境科学学报, 2015, 35(5): 1366–1373. Yin A J, Wu P B, Zhou H P, et al. Forms and distribution of phosphorus in Qinhuai River sediments along an urbanization gradient[J]. Acta Scientiae Circumstantiae, 2015, 35(5): 1366–1373.
[14] 梅裕, 毕永红, 胡征宇. 环境因子对香溪河库湾淹没土壤磷释放的影响[J]. 环境科学与技术, 2012, 35(3): 11–15. Mei Y, Bi Y H, Hu Z Y. Environmental factors on release of phosphorus from submerged soils in Xiangxi Bay[J]. Environmental Science & Technology, 2012, 35(3): 11–15.
[15] 李媛, 刘德富, 孔松, 等. 三峡水库蓄泄水过程对香溪河库湾水华影响的对比分析[J]. 环境科学学报, 2012, 32(8): 1882–1893. Li Y, Liu D F, Kong S, et al. Comparative analysis of the impact of discharging and impounding process of Three Gorges Reservoir on the algal bloom in the Xiangxi Bay[J]. Acta Scientiae Circumstantiae, 2012, 32(8): 1882–1893.
[16] 国家环境保护总局. 水和废水监测分析方法[M]. (第四版). 北京: 中国环境科学出版社, 2002: 243-247.
[17] HJ 632-2011土壤总磷的测定碱熔-钼锑抗分光光度法[S]. HJ 632-2011. Soil-determination of total phosphorus by alkali fusion-Mo-Sb Anti spectrophotometric method[S].
[18] Carter M R, Gregorich E G. Soil sampling and methods of analysis (2nd ed.)[M]. Florida: CRC Press, 2007: 75-86.
[19] Hedley M J, Stewart J W B, Chauhan B S. Changes in inorganic and organic soil phosphorus fractions induced by cultivation practices and by laboratory incubations[J]. Soil Science Society of America Journal, 1982, 46(5): 970–976. DOI: 10.2136/sssaj1982.03615995004600050017x
[20] 王颖, 沈珍瑶, 呼丽娟, 等. 三峡水库主要支流沉积物的磷吸附/释放特性[J]. 环境科学学报, 2008, 28(8): 1654–1661. Wang Y, Shen Z Y, Hu L J, et al. Adsorption and release of phosphorus from sediments from the main branches of the Three-Gorges Reservoir[J]. Acta Scientiae Circumstantiae, 2008, 28(8): 1654–1661.
[21] 金相灿, 王圣瑞, 庞燕. 太湖沉积物磷形态及pH值对磷释放的影响[J]. 中国环境科学, 2004, 24(6): 707–711. Jin X C, Wang S R, Pang Y. The influence of phosphorus forms and pH on release of phosphorus from sediments in Taihu Lake[J]. China Environmental Science, 2004, 24(6): 707–711.
[22] 黄清辉, 王东红, 王春霞, 等. 沉积物中磷形态与湖泊富营养化的关系[J]. 中国环境科学, 2003, 23(6): 583–586. Huang Q H, Wang D H, Wang C X, et al. Relation between phosphorus forms in the sediments and lake eutrophication[J]. China Environmental Science, 2003, 23(6): 583–586.
[23] 朱广伟, 高光, 秦伯强, 等. 浅水湖泊沉积物中磷的地球化学特征[J]. 水科学进展, 2003, 14(6): 714–719. Zhu G W. Gao G, Qin B Q, et al. Geochemical characteristics of phosphorus in sediments of a large shallow lake[J]. Advances in Water Science, 2003, 14(6): 714–719.
[24] 张宪伟, 潘纲, 陈灏, 等. 黄河沉积物磷形态沿程分布特征[J]. 环境科学学报, 2009, 29(1): 191–198. Zhang X W, Pan G, Chen H, et al. Phosphorus forms and distribution in the sediments from different reaches along the Yellow River[J]. Acta Scientiae Circumstantiae, 2009, 29(1): 191–198.
[25] 冀峰, 王国祥, 韩睿明, 等. 太湖流域农村黑臭河流沉积物中磷形态的垂向分布特征[J]. 环境科学学报, 2016, 36(1): 55–63. Ji F, Wang G X, Han R M, et al. Vertical distribution characteristics of phosphorus fractions in the sediments of a rural malodorous black River in Taihu Lake Area[J]. Acta Scientiae Circumstantiae, 2016, 36(1): 55–63.
[26] 张林, 吴彦, 吴宁, 等. 林线附近主要植被类型下土壤非生长季磷素形态[J]. 生态学报, 2010, 30(13): 3457–3464. Zhang L, Wu Y, Wu N, et al. The soil phosphorus forms under different vegetation types near timberline during non-growing season[J]. Acta Ecologica Sinica, 2010, 30(13): 3457–3464.
[27] 张志斌, 张学杨, 张波, 等. 南四湖微山湖区沉积物磷形态分布特征[J]. 环境科学, 2009, 30(5): 1345–1350. Zhang Z B, Zhang X Y, Zhang B, et al. Distribution of phosphorus species in the sediment from Weishanhu district in Lake Nansihu[J]. Environmental Science, 2009, 30(5): 1345–1350.
[28] Ruban V, López-Sánchez J F, Pardo P, et al. Harmonized protocol and certified reference material for the determination of extractable contents of phosphorus in freshwater sediments-a synthesis of recent works[J]. Fresenius' Journal of Analytical Chemistry, 2001, 370(2-3): 224–228. DOI: 10.1007/s002160100753
[29] 张雷, 秦延文, 贾静, 等. 三峡入库河流澎溪河回水区消落带与岸边土壤磷形态及其分布特征研究[J]. 环境科学学报, 2011, 31(9): 1999–2007. Zhang L, Qin Y W, Jia J, et al. Phosphorus forms and its distribution characteristics in soils of water-level-fluctuating zone of the backwater reach of the Pengxi River, input river of the Three Gorges Reservoir[J]. Acta Scientiae Circumstantiae, 2011, 31(9): 1999–2007.
[30] 宋媛媛, 冯慕华, 苏争光, 等. 抚仙湖不同来源沉积物磷形态垂向分布特征[J]. 环境科学学报, 2013, 33(9): 2579–2589. Song Y Y, Feng M H, Su Z G, et al. Vertical distribution of chemical speciation of phosphorus in sediments from different sources of Fuxian Lake[J]. Acta Scientiae Circumstantiae, 2013, 33(9): 2579–2589.
[31] 李乐, 王圣瑞, 焦立新, 等. 滇池柱状沉积物磷形态垂向变化及对释放的贡献[J]. 环境科学, 2016, 37(9): 3384–3393. Li L, Wang S R, Jiao L X, et al. Vertical variation of phosphorus forms in Lake Dianchi and contribution to release[J]. Environmental Science, 2016, 37(9): 3384–3393.
[32] 郭海涛, 张进忠, 魏世强, 等. 长寿湖沉积物中磷形态的季节变化特征[J]. 环境科学, 2011, 32(7): 1994–1999. Guo H T, Zhang J Z, Wei S Q, et al. Seasonal variation characteristics of phosphorus speciation in the sediment of Changshou Lake[J]. Environmental Science, 2011, 32(7): 1994–1999.
[33] 徐德星, 秦延文, 张雷, 等. 三峡入库河流大宁河回水区沉积物和消落带土壤磷形态及其分布特征研究[J]. 环境科学, 2009, 30(5): 1337–1344. Xu D X, Qin Y W, Zhang L, et al. Phosphorus forms and its distribution characteristics in sediments and soils of water-level-fluctuating zone of the backwater reach from input river of Three Gorges Reservoir[J]. Environmental Science, 2009, 30(5): 1337–1344.
[34] 董慧, 郑西来, 张健. 河口沉积物孔隙水营养盐分布特征及扩散通量[J]. 水科学进展, 2012, 23(6): 815–821. Dong H, Zheng X L, Zhang J. Distribution of nutrients in interstitial water and diffusion flux in estuary[J]. Advances in Water Science, 2012, 23(6): 815–821.
[35] Ullman W J, Aller R C. Diffusion coefficients in nearshore marine sediments[J]. Limnology and Oceanography, 1982, 27(3): 552–556. DOI: 10.4319/lo.1982.27.3.0552
[36] Li Y H, Gregory S. Diffusion of ions in sea water and in deep-sea sediments[J]. Geochimica et Cosmochimica Acta, 1974, 38(5): 703–714. DOI: 10.1016/0016-7037(74)90145-8
[37] 牛凤霞, 肖尚斌, 王雨春, 等. 三峡库区沉积物秋末冬初的磷释放通量估算[J]. 环境科学, 2013, 34(4): 1308–1314. Niu F X, Xiao S B, Wang Y C, et al. Estimation of releasing fluxes of sediment phosphorous in the Three Gorges Reservoir during late autumn and early winter[J]. Environmental Science, 2013, 34(4): 1308–1314.
[38] 李宝, 丁士明, 范成新, 等. 滇池福保湾底泥内源氮磷营养盐释放通量估算[J]. 环境科学, 2008, 29(1): 114–120. Li B, Ding S M, Fan C X, et al. Estimation of releasing fluxes of sediment nitrogen and phosphorus in Fubao Bay in Dianchi Lake[J]. Environmental Science, 2008, 29(1): 114–120.
[39] 徐徽, 张路, 商景阁, 等. 太湖水土界面氮磷释放通量的流动培养研究[J]. 生态与农村环境学报, 2009, 25(4): 66–71. Xu H, Zhang L, Shang J G, et al. Study on ammonium and phosphate fluxes at the sediment-water interface of Lake Taihu using flow-through incubation[J]. Journal of Ecology and Rural Environment, 2009, 25(4): 66–71.
[40] Ospina-Alvarez N, Caetano M, Vale C, et al. Exchange of nutrients across the sediment-water interface in intertidal ria systems (SW Europe)[J]. Journal of Sea Research, 2014, 85: 349–358. DOI: 10.1016/j.seares.2013.07.002