环境科学  2021, Vol. 42 Issue (10): 4781-4788   PDF    
引用本文
周亚婷, 陈兴宏, 李立青, 张伟军, 张美一, 王东升, 王洪杰. 基于沉积物中总氮和总磷垂向分布与吸附解吸特征的白洋淀清淤深度[J]. 环境科学, 2021, 42(10): 4781-4788.
ZHOU Ya-ting, CHEN Xing-hong, LI Li-qing, ZHANG Wei-jun, ZHANG Mei-yi, WANG Dong-sheng, WANG Hong-jie. Identification of Dredging Depths Based on Sediment Vertical Distribution Profiles of Total Nitrogen and Total Phosphorus and Their Adsorption-desorption Equilibria[J]. Environmental Science, 2021, 42(10): 4781-4788.
基于沉积物中总氮和总磷垂向分布与吸附解吸特征的白洋淀清淤深度
周亚婷1, 陈兴宏1, 李立青1, 张伟军1, 张美一2, 王东升2, 王洪杰3     
1. 中国地质大学环境学院, 武汉 430074;
2. 中国科学院生态环境研究中心环境水质学国家重点实验室, 北京 100085;
3. 河北大学生命科学学院生态与环境治理研究所, 保定 071002
收稿日期: 2021-01-21; 修订日期: 2021-03-13
基金项目: 国家水体污染控制与治理科技重大专项(2018ZX07110004)
作者简介: 周亚婷(1995~), 女, 硕士研究生, 主要研究方向为环境污染修复, E-mail: zhouyating2020@163.com
通信作者: 李立青, E-mail: li-liqing@163.com
摘要: 针对白洋淀清淤示范区2种主要水体类型：开阔淀和鱼塘，采用沉积物总氮(TN)和总磷(TP)的垂向分布拐点法和吸附解吸平衡浓度法，开展了清淤深度确定研究.根据沉积物TN和TP含量垂向分布拐点法与吸附解吸平衡浓度分别确定的清淤深度是一致的.南刘庄示范区淀水体清淤深度为(50±10)cm，南刘庄示范区鱼塘水体清淤深度为(30±10)cm，采蒲台示范区鱼塘水体清淤深度为(30±10)cm.沉积物对NH4+-N吸附/解吸平衡浓度(ENC0)与交换态NH4+-N含量和TN含量显著正相关；沉积物对溶解态活性磷(SRP)吸附/解吸平衡浓度(EPC0)与沉积物交换态SRP含量和TP显著正相关.沉积物TN和TP含量可以预测沉积物对上覆水体释放氮、磷的风险.南刘庄和采蒲台清淤示范区沉积物有向上覆水释放氮、磷的趋势，沉积物是水体营养的来源.建议判别清淤深度TN控制值为750mg·kg-1、TP控制值为500mg·kg-1，沉积物剖面TN含量大于750mg·kg-1、TP含量大于500mg·kg-1，可设计为清淤层.
关键词: 白洋淀      清淤工程示范区      清淤深度      氮、磷吸附解吸      总氮和总磷垂向分布     
Identification of Dredging Depths Based on Sediment Vertical Distribution Profiles of Total Nitrogen and Total Phosphorus and Their Adsorption-desorption Equilibria
ZHOU Ya-ting1 , CHEN Xing-hong1 , LI Li-qing1 , ZHANG Wei-jun1 , ZHANG Mei-yi2 , WANG Dong-sheng2 , WANG Hong-jie3     
1. School of Environmental Studies, China University of Geosciences, Wuhan 430074, China;
2. State Key Laboratory of Environmental Aquatic Chemistry, Research Center for Eco-Environmental Sciences, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100085, China;
3. Institute of Ecology and Environmental Governance, College of life Sciences, Hebei University, Baoding 071002, China
Abstract: A dredging demonstration project in the Baiyangdian Lake included open waters and fishing ponds to reduce the internal release of nitrogen and phosphorus from bottom sediments. The dredging depth design was determined by both the sediment vertical distribution profile of total nitrogen and phosphorus, and the sediment adsorption-desorption equilibrium method. The determined dredging depths were very similar and coincident. The dredging depth for the demonstration area of open waters in Nanliuzhuang was identified as(50±10) cm; and the dredging depths for fishing ponds were(30±10) cm in both the Nanliuzhuang and Caiputai demonstration areas. The equilibrium nitrogen(NH4+-N) and phosphorus(SRP) concentrations at zero net sorption or desorption(ENC0 and EPC0) were significantly positively correlated with both exchangeable and total nitrogen and phosphorus in the sediments. The total nitrogen and phosphorus in the sediments were also used to predict the risk of their release from the bottom sediments to the overlying water column. The sediment layers with ENC0 and EPC0 values greater than the NH4+-N and SRP in the overlying water column indicated the sediments act as a source of dissolved nitrogen and phosphorus to the overlying water column in the Nanliuzhuang and Caiputai demonstration areas. Accordingly, the sediment layers with both total nitrogen concentrations greater than 750 mg·kg-1 and total phosphorus concentrations greater than 500 mg·kg-1 should be identified as dredging layers.
Key words: Baiyangdian Lake      dredging demonstration project      dredging depths      equilibrium nitrogen and phosphorus concentrations      vertical distribution of total nitrogen and phosphorus concentrations     

淡水湖泊富营养化是近几十年全球关注的环境问题[1].过量氮、磷等营养盐输入被认为是湖泊富营养化的主要原因[2].但是, 主要控制外源磷的输入不一定能够解决湖泊富营养化问题.产生这一问题的主要原因是在湖泊富营养化发展过程中内源磷负荷的形成, 沉积物向上覆水体释放营养盐, 从而增加湖泊的初级生产, 影响湖泊富营养状况[3, 4].

白洋淀作为华北地区最大的淡水湖泊, 为地区社会经济发展提供了重要的生态服务功能.自雄安新区设立之后, 水环境质量与生态状况进一步提升受到前所未有的重视. 1990~2010年, 外源营养输入、淀中村生活、生产以及养殖活动下, 白洋淀水体遭受污染与富营养化[5, 6].自2010年, 特别是新区设立以来, 在加大外源控制、禁养力度, 白洋淀水质得到明显改善[7~9].但是, 多年来由于外源污染输入和沉积, 养殖饵料投加, 以及藻类死亡沉降, 使得沉积物成为总氮(TN)和总磷(TP)的主要蓄积库[10~12].沉积物内源氮磷释放成为影响水体富营养化的关键因素[13, 14].因此, 有效控制内源污染对白洋淀水体水质的进一步提升意义重大.

通过直接去除富含污染物的表层沉积物来控制污染物释放的疏浚工程, 已被应用于包括太湖、滇池和巢湖的内源污染与富营养化控制[15~17].疏浚深度是环保疏浚工程设计的关键参数之一.目前针对内源营养负荷控制应用较多的清淤深度确定方法包括TN和TP垂直分布拐点法、吸附解吸法和分层释放法[15, 18].宋倩文[19]的研究分析了太湖梅梁湾沉积物TP垂向变化, 确定梅梁湾的疏浚深度为17 cm.王雯雯等[20]的研究应用吸附解吸法对太湖竺山湾环保疏浚示范工程确定的疏浚深度为0.4~0.7 m, 同时建立了氮、磷吸附解吸平衡浓度与沉积物TN和TP含量对应关系.太湖五里湖清淤工程根据分层释放法确定的疏浚深度为0.2~0.7 m, 与拐点法确定的清淤深度相差不大[15].杨盼等[21]通过研究巢湖南淝河河口底泥TN、TP和重金属垂向分布特征, 确定了南淝河河口区域的重点疏浚区域清淤深度为0.3 m.

在疏浚深度确定方法上TN和TP垂向分布拐点法、吸附解吸方法和分层释放法等3种方法具有相似性.沉积物对氮、磷吸附解吸平衡浓度本质上反映了沉积物中交换态氮、磷的含量[22, 23].而沉积物交换态氮、磷含量除了与沉积物中TN和TP相关外, 还受沉积物所处氧化还原条件、有机质矿化和降解过程影响[24].分层释放法是在实验室模拟自然条件下沉积物中有机质矿化、降解和吸附解吸等过程对氮、磷释放的影响[25].因此, 这3种方法确定的疏浚深度, 都与沉积物中TN和TP垂向分布变化密切相关.

白洋淀生态清淤关键技术研究与资源化工程示范项目选择了白洋淀2种主要水体类型: 开阔淀和鱼塘开展内源治理示范.本研究采用沉积物TN和TP垂向分布拐点法与吸附解吸平衡浓度法, 开展了清淤深度确定研究, 探讨并建立了白洋淀沉积物对氮、磷吸附解吸平衡浓度与沉积物TN和TP含量的关系, 以期为白洋淀清淤示范工程疏浚深度设计提供科学依据, 并为以沉积物TN和TP含量作为清淤判别依据提供参考.

1 材料与方法 1.1 水样与沉积物样品采集

白洋淀位于河北省雄安新区, 地理位置为115°38′~116°07′E, 38°43′~39°02′N, 四周以堤坝为界, 是华北地区最大的淡水湖泊.调查研究白洋淀面积为315.6 km2.其中, 苇地104.7 km2, 开阔水体48.2 km2, 坑塘42.6 km2, 住宅用地15.6 km2, 娱乐用地1.6 km2, 水田24.3 km2, 旱地78.1 km2, 林地0.5 km2(图 1).白洋淀水体主要由苇地、开阔水体和坑塘组成, 苇地占比33.2%, 开阔水体占比15.3%, 坑塘占比13.5%, 合计占比61.9%(图 1).

图 1 白洋淀南刘庄与采蒲台清淤示范工程区与采样点分布 Fig. 1 Location of dredging demonstration areas and sampling sites in the Baiyangdian Lake

白洋淀生态清淤关键技术研究与资源化工程示范项目针对2种主要水体类型: 开阔淀和鱼塘开展清淤工程示范, 包括南刘庄片区和采蒲台片区(图 1).南刘庄清淤示范区位于南刘庄村东府河入淀区南侧, 水体类型为淀(0.25 km2)和鱼塘养殖区(0.26 km2).采蒲台清淤示范区位于采蒲台村南侧, 引黄补淀通道上, 主要为鱼塘养殖区(0.37 km2).2019年8月对白洋淀府河入淀区、府河入淀下游苇地、南刘庄示范淀、南刘庄示范鱼塘、南刘庄开阔水体(淀)、淀头、端村、采蒲台和采蒲台示范鱼塘的9个片区共47个样点进行水质监测、采样和分析(图 1).

为了研究确定白洋淀沉积物清淤深度, 对南刘庄清淤示范区开阔水体淀采集2个沉积柱(ND1和ND2), 南刘庄示范鱼塘采集1个沉积柱(NY3, 图 1), 采蒲台清淤示范区鱼塘采集2个沉积柱(CY1和CY2, 图 1), 柱样采集后迅速运至实验基地, 柱状样以10 cm间隔分层, 并进行样品颜色性状描述记录.每个样品均匀分为3份, 分别用于冷冻保存、鲜样测定和冷冻干燥处理.同时对于0~10 cm和10~20 cm表层样品, 取适量鲜样, 离心过滤收集孔隙水.冷冻干燥后样品, 经研磨和过筛(1 mm)后保存, 待测定.

1.2 水质与沉积物基本理化性质测定

现场采用YSI便携式多参数水质仪(ProPlus)测定: 水温(T)、pH、EC、DO和ORP.室内测定分析的水指标包括: COD、Chl-a、TN、PON、DN、NH4+-N、NO3--N、DON、TP、PP、DP、DOP和SRP, 均参照文献[26]的方法测定.沉积物测定指标包括: 含水率、pH、TN、TP、KCl浸提态NH4+-N、KCl浸提态NO3--N和KCl浸提态SRP, 均按照文献[27]的方法测定.

1.3 沉积物氮、磷吸附解吸实验

称取0.40 g沉积物样品于50 mL离心管中, 按水土比100∶1加入用NH4Cl配制的NH4+-N浓度为0、0.15、0.20、0.50、1.00、1.50、2.00、4.00和8.00 mg·L-1溶液.于25℃下振荡2 h, 离心(10 000 r·min-1, 10 min), 取上清液过0.45 μm混合纤维滤膜后用纳氏试剂分光光度法测定水样中NH4+-N浓度.本实验平行3次.

称取0.40 g沉积物样品于50 mL离心管中, 按水土比100∶1加入用KH2PO4配制含P浓度为0、0.01、0.02、0.025、0.05、0.10、0.20、0.40和0.80 mg·L-1溶液.于25℃下振荡48 h, 离心(10 000 r·min-1, 10 min), 取上清液过0.45 μm混合纤维滤膜后用钼锑抗分光光度法测定水样中溶解反应磷(SRP).本实验平行3次.

1.4 数据处理与分析方法

单位质量沉积物对NH4+-N与SRP的吸附/解吸量Q(mg·kg-1)根据式(1)计算:

(1)

式中, c0为溶液中NH4+-N或SRP初始浓度, mg·L-1; ce为吸附解吸平衡时溶液中NH4+-N或SRP浓度, mg·L-1; V为溶液体积, mL; W为沉积物质量, g.

当溶液浓度较低时沉积物对NH4+-N与SRP吸附等温式可表达为:

(2)

式中, Q为沉积物NH4+-N与SRP的吸附/解吸量, mg·kg-1; Kd为沉积物-水体系NH4+-N或SRP固液分配系数(L·kg-1), 表征沉积物对NH4+-N或SRP吸附解吸强度; ce为吸附解吸平衡时溶液中NH4+-N或SRP浓度(mg·L-1); Q0为当溶液NH4+-N与SRP初始浓度为0时, 沉积物NH4+-N与SRP解吸量.利用回归法即可计算出沉积物对NH4+-N或SRP吸附/解吸量Q为0时, 对应溶液中NH4+-N或SRP浓度, 分别称为ENC0和EPC0.

2 结果与讨论 2.1 白洋淀清淤示范区与其他片区水质现状

白洋淀南刘庄、采蒲台清淤示范区与其他片区水质见表 1.府河、府河下游苇地、南刘庄示范淀、南刘庄示范鱼塘、南刘庄、淀头、端村、采蒲台和采蒲台示范鱼塘水体pH的变化范围为7.60~8.61, 均值8.28, 变异系数为3.8%.府河入淀断面pH低于其他8个片区水体pH.9个片区水体TN浓度的变化范围为1.28~4.74mg·L-1, 均值2.54mg·L-1, 变异系数为45.3%, 具有明显的空间差异.府河、府河下游苇地、南刘庄示范淀和南刘庄水体TN浓度分别为4.74、3.73、3.14和2.59mg·L-1, 明显高于淀头、端村和采蒲台水体TN浓度.淀头、端村和采蒲台水体为Ⅳ~Ⅴ类水质, 采蒲台鱼塘水体TN浓度(2.51mg·L-1)明显高于南刘庄鱼塘水体(1.65mg·L-1).府河方向是白洋淀水体氮素的主要来源.9个片区水体NH4+-N浓度变化范围为0.45~1.72mg·L-1, 均值为0.8mg·L-1, 变异系数51.6%, 具有明显的空间差异.府河、府河下游苇地和南刘庄示范淀水体NH4+-N浓度分别为1.72、1.19和0.84mg·L-1, 明显高于淀头、端村和采蒲台水体NH4+-N浓度.白洋淀9个片区水体TP浓度变化范围为0.1~0.78 mg·L-1, 均值0.25 mg·L-1, 变异系数87.4%, 具有明显的空间差异.南刘庄和采蒲台示范淀鱼塘水体TP浓度分别为0.78 mg·L-1和0.39mg·L-1, 显著高于其他7个片区.其他7个片区水体TP浓度范围为0.10~0.17mg·L-1.SRP浓度变化范围为0.01~0.55 mg·L-1, 均值0.09 mg·L-1, 变异系数196.8%, 具有明显空间差异.府河和南刘庄示范淀鱼塘水体SRP浓度分别为0.10 mg·L-1和0.55mg·L-1.明显高于其他7个片区, 其余片区水体SRP浓度变化范围为0.01~0.03mg·L-1.9个片区Chl-a浓度变化范围为26.4~101.3 mg·m-3, 均值54.2 mg·m-3, 变异系数为45.3%, 具有明显的空间差异.采蒲台示范鱼塘水体Chl-a浓度明显高于其他8个片区.

表 1 白洋淀清淤示范工程区及其他片区水质现状 Table 1 Water quality in the dredging demonstration areas and other areas in the Baiyangdian Lake

2.2 清淤工程示范区沉积物中含水率、有机碳(TOC)、TN和TP垂直分布特征

清淤示范区南刘庄淀、鱼塘和采蒲台示范区鱼塘沉积物中含水率、TOC、TN和TP垂直分布见图 2. 5个样点的含水率、TOC、TN和TP都表现为随深度增加而减小, 并出现明显的拐点, 至一定深度以下含水率、TOC、TN和TP含量稳定、保持不变.表层沉积物有机碳、TN和TP显著高于下层, 因此可根据有机碳、TN和TP垂直变化特点判别沉积物污染层.南刘庄示范区淀ND1样点TOC、TN和TP含量减小的拐点出现的深度约为(50±10)cm, 对应TOC、TN和TP含量分别为0.50%(质量分数, 下同)、750mg·kg-1和500mg·kg-1, 同时含水率也从50 cm开始低于50%, 并保持不变.南刘庄示范区淀ND2样点TOC、TN和TP含量减小的拐点出现的深度约为(40±10)cm, 对应TOC、TN和TP含量与ND1拐点处量基本相同, 同时含水率也从40 cm开始低于50%, 并保持不变.因此南刘庄清淤示范区淀水体沉积物污染层为40~50 cm.南刘庄示范区鱼塘NY1样点综合TOC、TN和TP含量垂直变化, 拐点出现深度约为(30±10)cm, 是鱼塘水体沉积物的污染层.采蒲台示范区鱼塘2个样点CY1和CY2的沉积物中TOC、TN和TP含量随深度变化非常相似, TOC、TN和TP含量减小的拐点出现深度约为(30±10)cm, 对应TOC、TN和TP含量也分别为0.50%、750mg·kg-1和500mg·kg-1, 同时含水率也从30 cm开始低于50%, 并保持不变, 0~30 cm是沉积物的主要污染层.

图 2 清淤工程示范区沉积物中含水率、有机碳、总氮和总磷垂直分布特征 Fig. 2 Vertical distribution of water content, TOC, TN, and TP in sediments from the dredging demonstration areas in the Baiyangdian Lake

因此根据沉积物中TOC、TN和TP含量垂向变化及拐点出现深度, 南刘庄示范区淀水体清淤深度建议为(50±10)cm, 南刘庄示范区鱼塘清淤深度建议为(30±10)cm, 采蒲台示范区鱼塘水体清淤深度建议为(30±10)cm.

2.3 清淤工程示范区不同深度沉积物对氮、磷吸附/解吸特征的影响

沉积物对水溶液NH4+-N与SRP吸附/解吸特征, 可作为沉积物内源向上覆水体释放氮、磷风险的主要参考.通过对不同深度沉积物对NH4+-N与SRP吸附/解吸特征研究, 获取不同深度沉积物NH4+-N与SRP吸附/解吸平衡浓度(ENC0和EPC0), 并与上覆水体水质或水体目标水质比较, 找出沉积物ENC0或EPC0大于上覆水体相应NH4+-N和SRP浓度的层, 是水体氮或磷源, 相应的沉积物厚度可设计为清淤深度.南刘庄和采蒲台清淤示范区5个样点沉积物对NH4+-N与SRP吸附/解吸平衡浓度(ENC0和EPC0)垂直分布见图 3. 5个样点沉积物NH4+-N吸附解吸平衡浓度随沉积物深度增加均表现出明显的下降趋势, 表明随深度增加沉积物对NH4+-N释放风险降低.以上覆水体水质Ⅳ类TN(1.50mg·L-1)为目标判别, 南刘庄示范区淀水体ND1和ND2样点沉积物清淤深度应达到(50±10)cm.南刘庄示范区鱼塘水体NY3样点沉积物清淤深度应达到30 cm.采蒲台示范区鱼塘CY1和CY2样点沉积物清淤深度应达到20~30 cm.

图 3 白洋淀清淤工程示范区沉积物NH4+-N与SRP吸附解吸平衡浓度(ENC0和EPC0)垂向分布 Fig. 3 Vertical distribution of the equilibrium N and P concentrations at zero net sorption and desorption(ENC0 and EPC0)in sediments、from the dredging demonstration areas in the Baiyangdian Lake

5个样点沉积物SRP吸附解吸平衡浓度随深度增加整体上表现为下降趋势, 但是存在波动.另外南刘庄示范区鱼塘沉积物在0~60 cm剖面上SRP吸附/解吸平衡浓度明显高于其他3个样点, 这可能与其上覆水体高SRP浓度密切相关.以上覆水体水质Ⅳ类TP(0.10mg·L-1)为目标判别, 南刘庄示范区清淤示范区淀ND1和ND2样点沉积物清淤深度应达到(50±10)cm, 与沉积物NH4+-N吸附解吸平衡浓度判别一致.而南刘庄示范区鱼塘沉积物SRP吸附解吸平衡浓度垂直分布特点不适作为清淤深度的判别依据.采蒲台示范区鱼塘CY1样点沉积物SRP吸附解吸平衡浓度垂向变化不明显, 也不适作为清淤深度判别的依据.

2.4 沉积物对NH4+-N与SRP吸附/解吸平衡浓度与TN和TP含量相关性

鉴于采用沉积物氮、磷含量垂向分布拐点法与吸附解吸平衡浓度确定的清淤深度具有明显的相似性与一致性.本研究分析了南刘庄和采蒲台清淤示范区5个样点沉积物对NH4+-N吸附/解吸平衡浓度(ENC0)与KCl交换态NH4+-N和TN含量相关性(图 4).KCl交换态NH4+-N含量是影响ENC0变化的主要因素(R2=0.81, P < 0.01), 因此ENC0本质上反映了沉积物可交换态NH4+-N含量.虽然ENC0与沉积物TN含量相关性(R2=0.58, P < 0.01)没有与KCl交换态NH4+-N含量相关性高, 但是也达到了显著水平.沉积物TN含量也是影响ENC0的主要因素, 沉积物TN含量越高, 交换态NH4+-N含量越高, 沉积物向上覆水体释放NH4+-N风险越高.因此可以通过ENC0间接建立沉积物TN含量对上覆水体释放NH4+-N的风险.同样, 南刘庄、采蒲台清淤示范区不同层沉积物对SRP吸附/解吸平衡浓度(EPC0)与KCl浸提态磷和TP也存在不同程度的相关性, 相关系数R2分别为0.72和0.58, 所以交换态磷和TP是影响EPC0的主要因素.

图 4 沉积物吸附解吸平衡浓度NH4+-N与SRP吸附/解吸平衡浓度(ENC0和EPC0)与沉积物交换态氮/磷、总氮/磷相关性 Fig. 4 Relationships between the equilibrium N and P concentrations at zero net sorption and desorption (ENC0 and EPC0)and exchangeable and total nitrogen and phosphorus in sediments

从图 4中可以看出, 当沉积物TN含量为750mg·kg-1时, NH4+-N吸附解吸平衡浓度为1.50mg·L-1, 随着沉积物TN含量升高ENC0呈线性增加的趋势.同样, 当沉积物TP含量为500mg·kg-1时, SRP吸附解吸平衡浓度为0.10mg·L-1, 随着沉积物TP含量升高EPC0呈线性增加的趋势.因此根据沉积物TN和TP含量垂向分布拐点法与吸附解吸平衡浓度法分别确定的清淤深度是一致的, 利用沉积物TN和TP含量可以预测沉积物对上覆水体释放氮、磷的风险.当沉积物TN和TP含量分别大于750 mg·kg-1和500mg·kg-1时, 沉积物ENC0和EPC0分别大于1.5mg·L-1和0.1mg·L-1, 特别是表层0~30 cm沉积物ENC0和EPC0最高可达到7.40mg·L-1和0.87mg·L-1, 而目前南刘庄和采蒲台清淤示范区水质都低于这一数值(表 1), 所以可以认为南刘庄、采蒲台清淤示范区沉积物有向上覆水释放氮、磷的趋势, 沉积物是水体营养的来源.清淤深度沉积物TN和TP控制值建议分别选择750 mg·kg-1和500mg·kg-1, 南刘庄示范区淀水体清淤深度为(50±10)cm, 南刘庄示范区鱼塘清淤深度为(30±10)cm, 采蒲台示范区鱼塘清淤深度为(30±10)cm.王雯雯等[20]提出太湖竺山湾沉积物TN和TP控制值分别为1 377和497 mg·kg-1(目标水质Ⅳ).宋倩文[19]提出太湖梅梁湾沉积物TP清淤控制值为561 mg·kg-1.白洋淀清淤沉积物TP控制值与太湖竺山湾和梅梁湾沉积物TP控制值相似, TN控制值低于太湖梅梁湾沉积物TN控制值.

3 结论

(1) 白洋淀清淤工程示范区根据沉积物TN和TP含量垂向分布拐点法与吸附解吸平衡浓度法分别确定的清淤深度是一致的.南刘庄示范区淀水体清淤深度为(50±10)cm, 南刘庄示范区鱼塘清淤深度为(30±10)cm, 采蒲台示范区鱼塘水体清淤深度为(30±10)cm.

(2) 沉积物对NH4+-N与SRP吸附/解吸平衡浓度(ENC0和EPC0)与沉积物氮、磷交换态含量和总量显著相关, 利用沉积物TN和TP含量可以预测沉积物向上覆水体释放氮、磷的风险.

(3) 南刘庄和采蒲台清淤示范区沉积物有向上覆水释放氮、磷的趋势, 沉积物是水体营养的来源.判别清淤深度的沉积物TN和TP控制值建议分别选择750mg·kg-1和500mg·kg-1, 沉积物剖面TN含量大于750mg·kg-1、TP含量大于500mg·kg-1, 可设计为清淤层.

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