沉积物中磷的赋存形态及磷形态顺序提取分析方法

阐述了当前我国水体富营养化的现状,水体的富营养化与水体中磷、氮的浓度以及二者的浓度比值有着密切的关系。水体富营养化时氮和磷的浓度均很高,但没有一个固定的值,是在一个较宽泛的富营养范围内,氮和磷的浓度比值大多在10∶1～20∶1。湖泊沉积物作为湖泊水体中磷的重要蓄积库,是湖泊流域磷循环的重要归属,也是湖泊水体内源性磷的主要来源,沉积物中极少量的稳定磷转化为活性磷就会造成湖泊水体富营养化。文中介绍了沉积物中无机磷形态的分类,评述了欧盟标准局在研制湖泊沉积物磷形态标准物质时比对采用的4种提取方法(Willimas法、Hieltjes-Lijklema法、Ruttenberg法、Golterman法),总结了国内外学者所应用的沉积物中磷的各种形态提取方法和磷各形态的分析测定方法,国内学者应用的方法是在国外学者方法的基础上提出的,阐述了顺序提取方法及其地球化学意义。简要评述了湖泊沉积物中磷的生物释放、物理释放和化学释放三种释放机制,这三种释放机制相辅相成,在一特定的环境条件下某一过程可能占主导地位来控制沉积物磷的释放。最后提出应该加强对沉积物中磷的各种形态的专属提取剂及其提取有效性的分子表征和检测,更加细化对于沉积物中磷形态的分类和创新各种磷形态的分析方法,建立沉积物-水体磷的迁移、循环和转化模型,这对于从根本上解决富营养化问题具有重要意义。     

密云水库沉积物中磷的形态和分布特征

采用连续提取化学分析技术，对密云水库的柱状沉积物和表层沉积物样品进行了磷形态的提取分析，研究了各种形态磷在表层及垂立方向上的分布特征。分析结果表明，密云水库沉积物中以无机磷为主，有机磷次之，无机磷占总磷的76．88％。95．09％。沉积物中总磷及其不同形态无机磷在垂直方向上的分布变化规律为：总磷、可溶态磷含量随深度增加而降低，Ca—P合量随深度增加而增加，Al—P和闭蓄态磷变化幅度不大，Fe—P、有机磷的垂直方向变化情况较复杂。潮、白河流域总磷与各形态磷在表层及垂直方向上的分布差异在一定程度上反映出近年来水库所受上游流域工业活动和人为污染的影响情况。     

云南安宁水系沉积污染物分布特征与风险评价

云南安宁是长江经济带上游重要的工业、矿业城市,是滇中新区经济发展和生态文明建设的支点.对安宁地区地球化学水系沉积物、水文地质等方面的调查尚停留在二十世纪七八十年代,而近年来人类生产生活对生态环境造成的影响也不明确.为揭示安宁地区水系沉积物污染状况、空间分布特征与潜在生态风险,本文以2019年采集的云南安宁地区水系表层沉...     

沱江沉积物-水界面磷形态垂向分布及时空变化特征

水体中富营养化水平与磷元素的赋存形态密切相关。目前围绕引起富营养化关键因子之一的磷形态的垂向分布特征、各磷形态间的迁移转化行为及其影响因素取得了比较明确的研究进展。为进一步揭示不同磷形态在沉积物-水体系中迁移转化行为随时空的变化特征,本文采用磷钼蓝分光光度法对沱江流域简阳段间隙水中可溶性活性磷(SRP)、可溶性非活性磷(SUP)及总溶解性磷(TDP)进行测定;采用SMT法和改进的沉积物无机磷形态连续提取法对沉积物中总无机磷(TIP)、总磷(TP)、难提取磷(Res-P)、可交换态磷(Exc-P)、铁结合态磷(Fe-P)、铝结合态磷(Al-P)、钙结合态磷(Ca-P)进行提取,磷钼蓝分光光度法进行测定,以揭示沉积物-水体系中磷的赋存形态垂向分布行为特征,并将实验数据与十年前该地区磷的赋存形态结果进行对比,探讨磷赋存形态的变化趋势及影响因素。结果表明:间隙水中SRP、SUP和TDP的含量分别为0.004～0.36mg/L、0.080～3.19mg/L和0.056～3.28mg/L;沉积物中TP、TIP、Res-P、Exc-P、Al-P、Ca-P含量分别为1235.40～1646.94mg/kg、860.00～1318.59mg/kg、130.31～537.13mg/kg、1.35～14.10mg/kg、0.007～0.12mg/kg、743.13～1109.91mg/kg,Fe-P未检出。对比十年前后沉积物-水体系中磷赋存形态的变化可知,由于受到外源磷输入的影响,间隙水中SRP、SUP以及TDP含量虽然在-10cm以上变化不明显,但在-10cm以下明显增大,且导致沉积物中TP、TIP含量增加;偏碱性的沉积环境导致Al-P的释放,其含量明显减小;Exc-P含量的减小与其转化为稳定的Ca-P或Res-P形态有关。研究认为:随着时空的变化,沱江简阳段沉积物呈现外源磷输入和内源磷释放的综合污染。总体而言,由于输入的磷形态大部分以稳定的Ca-P和Res-P形态存在于沉积物中,使得表层间隙水中生物可直接利用的磷含量总体变化不大,该地区富营养化程度不会加重。维持沉积环境的弱碱性,有利于Al-P、Exc-P等向Ca-P的有效转换,抑制河流富营养化。     

云南安宁磷矿区富矿的分布规律及控制因素

云南安宁磷矿区磷矿富矿赋存于寒武系梅树村组中谊村段的上矿层（€₁m^1-3）中.该矿区富矿包括原生富矿和风化富矿.磷矿富矿在各矿段的分布有着明显的差异.原生富矿的形成受沉积环境和沉积作用的控制,风化富矿的形成受构造、上覆盖层、矿层性质等因素的控制.     

南四湖及主要入湖河流沉积物中磷的赋存形态研究

应用沉积物磷形态SMT提取方法,分析了南四湖及主要入湖河流丰水季节表层沉积物、独山湖及微山湖区沉积岩芯中磷的含量及形态组成变化,研究了磷的埋藏演化过程与人为污染特征.结果表明,老运河表层沉积物中磷的含量最高,为13068.3 mg/kg,以OP及NaOH-P为主,其富集系数分别为6.5和9.0,主要是与来自济宁市的废水污染有关.其余表层沉积物以HCl-P为主;受人为污染的影响,NaOH-P、OP产生一定程度的富集,其富集系数分别为1.0.3.7、1.3～6.0;部分沉积物中高含量的有机质加重了OP的富集.独山湖及微山湖沉积岩芯中以HCl-P和OP为主;20世纪60年代末期以来,随着湖泊生产力的提高及早期成岩过程中有机质的矿化分解,独山湖及微山湖沉积岩芯中TOC含量自下而上呈指数增加,这也导致了沉积物中OP的增加;独山湖及微山湖沉积岩芯6～0 cm和5～0 cm较高的OP及NaOH-P含量,指示了20世纪80年代中期以来磷的人为污染过程.     

平水期洞庭湖不同形态磷赋存特征

通过现场调查和室内实验,对平水期洞庭湖24个断面上覆水-沉积物磷的污染程度、分布特征进行研究;同时,分析了各形态磷间的相关性,探讨了磷的赋存形态对水体富营养化的影响、沉积物释放量和释放风险。结果表明,水体内总磷分布规律为南洞庭西洞庭东洞庭大通湖,东洞庭湖以颗粒态磷为主,西洞庭湖、南洞庭湖、大通湖均以溶解态磷、无机磷为主。沉积物中总磷的分布规律为南洞庭西洞庭东洞庭大通湖。东洞庭湖、西洞庭湖、南洞庭湖则以Ca-P为主,大通湖以Fe/Al-P为主。Ca-P与Fe/Al-P呈现较显著的负相关关系。大通湖释放风险较大,可释放量大;东洞庭湖有一定的可释放量,应对这两个湖泊给予较多的关注。与国内其他湖泊比较,洞庭湖沉积物中TP处于中下水平,IP在沉积物中占据较高比例。湖区沉积物中Fe/Al-P与水体中DIP、DTP、TP均具有较显著的负相关关系,存在磷的内源释放。     

海河流域沉积物重金属形态分布特征及生态风险评估

海河流域中含有重金属的生活、工业污水排入量较大,致使重金属大量进入水环境并聚集在沉积物中。传统的生态风险评估方法忽略了重金属形态分布特征因素,造成生态风险评估可靠性较低的问题。本文以海河流域平原段河流为研究对象,提出了海河流域沉积物重金属形态分布特征及生态风险评估研究,在海河流域设置采集点,采集沉积物样品,并在实验室中使用混合酸处理样品,采用原子吸收法测定样品中重金属含量,分析沉积物重金属形态分布特征。在生态风险评估中,借助丰度计算完善生态风险评估指数,设计重金属生态风险评估标准。实验结果表明,设计方法得到的各个采样点和各类重金属评价与实际情况更加接近,可靠性更高,评估性能更好。     

改进BCR法在分析水系沉积物样品铅形态中的应用

研究了超声波水浴提-BCR顺序提取法在铅形态分析中的应用,优化了水系沉积物样品铅的各分步提取时间.与传统的BCR法相比,改进BCR法所用的提取时间由原来的几十小时缩短为几十分钟.氢化物-原子荧光法测定样品中3种形态铅含量的统计结果显示,改进BCR法分析精度好,各形态铅的提取效率高,是一种快速、定量铅形态分析方法.     

水环境中磷的赋存形态及其分析方法研究进展

文章归纳总结了近年来国内外在水环境中磷的赋存形态这一领域的研究进展,着重介绍了水体和沉积物中磷赋存形态的分类、不同形态磷的前处理及其提取、分析测定方法,概括了其研究现状,并对以后的发展趋势作了展望。这对于深入揭示水环境中磷的赋存形态及其环境与生物地球化学循环有着重要的指导意义。     

龙感湖近百年来沉积物磷的时空分布特征及其人类活动影响

湖泊沉积物蓄积的磷在湖泊环境发生变化(如pH值、Eh改变)时,往往能释放到水体,形成湖泊内源释放,造成湖泊富营养化。因此了解湖泊沉积物磷的蓄积特征,对于湖泊环境的治理和保护有重要意义。通过长江中游龙感湖不同部位钻孔的 210 Pb、沉积物磷和其他环境指标分析表明,近百年来东部湖区沉积速率明显大于西部湖区,北部湖区略大于南部湖区,人类活动在20世纪50年代后期主要通过修建水库和闸坝,改变龙感湖水系结构,也改变了龙感湖的物源供给,因而西部湖区沉积速率略有放缓,东部湖区变化不明显。龙感湖沉积物磷的浓度空间上表现为东部高于西部,这与不同物源磷的背景值相关,时间序列上近百年来呈上升趋势,上世纪50年代以来上升趋势更为明显。在确定沉积物磷背景值的基础上,由于人类活动导致的磷的增加量表明,20世纪50年代开始人类活动导致沉积物磷的增加量持续上升,20世纪70年代末开始增加幅度更大,这一特征与人类活动的方式有关。     

黄浦江沉积物中砷的分布和形态特征

黄浦江作为上海的最重要的河流,具有多种功能.关于黄浦江微量元素污染的公开资料零星地分散在有关长江口的研究论文中[1-2],近年来发现黄浦江江水和沉积物中汞含量明显偏高,输入长江的汞逐年增加[3].沉积物与上覆水体之间通过频繁的交换作用,被污染的沉积物还可能成为水体再次污染的潜在来源.为此,本文对黄浦江江水和沉积物中砷的分布、形态进行了研究,并讨论了可能的影响因素.     

成都市中心城区地表沉积物中重金属分布及矿物学特征

城市地表沉积物已成为城市环境污染的重要组成部分,是城市环境中各种污染物的"源"和"汇",通过研究城市地表沉积物的物化及矿物学特征对城市环境质量的监测具有良好的指示作用。本文在成都市中心城区不同区域采集40件地表沉积物样品,利用激光粒度分析仪、扫描电镜能谱和X射线衍射等技术分析研究了地表沉积物的粒径分布特征、重金属分布特征、矿物组成特征及微区形貌特征。结果表明:地表沉积物粒径的质量和体积分布特征具有较高一致性,均以中细颗粒物为主,其中小于0. 3mm的地表沉积物占总质量或体积的70%以上,小于0. 125mm的地表沉积物占总质量或体积的40%左右; Cu、Pb、Zn、As、Hg、Cr、Cd、Ni等重金属随着沉积物粒径的减小而呈明显增加的趋势,主要存在于小于0. 125mm粒径的沉积物中,同时在成都市中心城区各方位区域和各环路区域的分布上存在一定的差异; Si、Ca、K、Na等造岩元素在不同粒径级别沉积物中都大量存在;地表沉积物矿物组成主要是石英、长石类、方解石等,且各类矿物在不同粒径级别沉积物中所占含量大致相当,但细粒径矿物表现出胶体行为,极易吸附各种微量重金属。研究认为,城市地表沉积物的粒径分布特征和矿物组成特征是影响重金属在沉积物中分布的内在因素,而人类活动是决定地表沉积物重金属污染程度的关键因素。     

云南金顶超大型铅锌矿区水系沉积物中镉的形态分析

金顶矿区长期的矿业活动造成矿区水系沉积物严重污染.通过沉积物中Cd的化学形态分析发现:矿区沉积物中Cd元素形态主要以可还原态为主,其次为可氧化态Cd、残渣态Cd和弱酸提取态Cd.沉积物中Cd的形态特征受污染源的控制.当沉积物受氧化矿为主体的污染源控制时,镉的弱酸提取态和可还原态相对较高(占总金属量的90%以上),而当沉积物受硫化矿为主体污染源控制时.镉的弱酸提取态和可还原态相对较低(仅占总金属量的20%左右).池江水系沉积物中Cd的弱酸提取态占相当大比例(占金属总量的18.8%),在表生环境中极易释放出来并污染水体,对矿区乃至矿区下游流域生态环境构成直接的危害.     

三峡库区消落区表层沉积物磷吸附特征

以三峡库区消落区表层沉积物为研究对象,通过对干湿交替沉积物中磷的赋存形式、吸附等温曲线的分析,揭示了干湿交替过程中沉积物磷的分布规律、吸附特征以及磷的源汇变化。结果表明:上覆水总磷变化呈现11月总磷<5月总磷<8月总磷。消落区覆水到出露沉积物最大磷吸附量、土壤最大缓冲能力在增加,磷零吸持平衡浓度、易解吸磷在降低,表明沉积物在夏季出露落干的过程中,固磷能力增强,释磷能力减弱;消落区土壤首次覆水过程中土壤磷呈现出由源到汇的转变。成库初期,覆水时沉积物主要表现为磷的积累,次年水库开闸放水排沙时,消落区表层富磷沉积物被冲刷排出。     

超细粉末压片法-X射线荧光光谱测定水系沉积物和土壤中的主量元素

X射线荧光光谱分析中,粉末压片法是一种理想的绿色环保制样技术,操作简单、制样效率高,但由于受到粒度效应和矿物效应的影响,其测定误差在5%左右,因而限制了这种技术在常量元素检测方面的应用,目前主要应用于痕量元素的测定以及对分析精度要求不高的分析领域。本文运用行星式粉碎制样机,将水系沉积物和土壤标准物质在几分钟内粉碎至平均粒径4~5μm左右,建立了超细粉末压片制样X射线荧光光谱测定SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO等主量元素的方法。该方法绝大多数主量元素的测量精密度(RSD)小于2%;检出限为0.003%~0.021%,优于熔融法的检出限(0.006%~0.081%),特别是原子序数小的钠元素,检出限改善4倍。本文针对水系沉积物和土壤研制的超细粉末压片法,由于样品粉碎至几微米,最大限度地减小了粒度效应的影响;X射线衍射分析表明制备样品的矿物成分以石英为主,矿物组成简单,矿物效应可以忽略不计。同时对测量数据加入烧失量进行归一化处理,各元素归一化的测量结果与标准值基本一致,方法准确度比常规压片法获得显著提高。     

湖泊沉积物中三种磷提取方法比较

水体沉积物中磷的分级提取没有统一的方法,大多数的提取方法只对沉积物中无机磷(IP)进行了研究,有机磷(OP)是作为一个整体被研究,OP的形态尚不清楚。文章探讨了SMT法、Ivanoff法和Golterman法三种方法对湖泊沉积物中磷形态提取的特征,分析了各方法应用于IP和OP形态提取的联系和差别。结果表明SMT法提取的钙磷(Ca-P)是Golterman法提取Ca-P的16倍,Golerman法提取的铁铝结合态磷(Fe/Al-P)是SMT法提取的近3倍。从OP提取结果来看,Goterlman法>Ivanoff法>SMT法,Golterman法和Ivanoff法提取的酸可提取有机磷相差较大,其他形态OP含量则相当。研究结果对于沉积物磷形态分析提取方法的合理选择具有指导意义。     

太湖五里湖表层沉积物中不同形态磷的分布特征

利用连续提取法(SEDEX)详细调查了太湖五里湖表层沉积物中不同形态磷的组成和分布特征。结果显示：其中磷的含量较高，受人为污染输入的影响较大，并且已经有了一定的释放。总磷的变化范围为2．05～4．05mg/g。平均约为2．80mg/g。总磷主要由无机磷组成(70％～90％)，大多数无机磷为CDB溶液提取的铁结合态磷(75％～85％)。CDB溶液的n(Fe)／n(P)都较小(2．0～5．3)。说明CDB溶液提取的铁主要是以无定形态存在的，并且铁与磷酸盐之间的吸附可能已经达到了平衡状态。除底部个别样品以外。多数样品n(Gorg)／n(Norg)较小(8．8～10．6)，所有样品的n(Gorg)／n(Porg)都较大(135～320)，表明沉积物在早期成岩作用过程中，湖泊内源自生有机质降解时有机磷优先释放。无机磷，特别是铁结合态磷，在氧化还原条件变化的情况下。能够通过沉积物一水体界面被再次释放到水体中去，这可能对湖泊的水体质量和营养状况有一定的影响。     

金沙江(攀枝花段)水系沉积物中重金属的形态特征

采用连续提取法,并用原子吸收光谱法进行分析研究了金沙江攀枝花段水系沉积物中重金属的形态及分布特征。研究发现:①各重金属的形态以残渣态为主,离子交换态含量很少;②各元素的形态有自己的特点。铜在有机硫化物结合态中的含量较高,钴在碳酸盐结合态中的含量较高,铅锌钴的铁锰氧化物结合态均较高;③有效态对水环境质量具有潜在的危害。     

海河干流表层沉积物中磷形态的空间分布特征及其对水相磷的影响

为了控制水体富营养化,对沉积物中磷的分布特征进行了研究。在海河干流采集13个表层沉积物和表层水样,采用逐级提取法获得可交换态磷(NH4Cl-P)、可还原态磷(BD-P)、铁铝结合磷(NaOHP)、钙磷(HCl-P)和残渣态磷(Res-P),分析各形态磷空间分布及其对水相(间隙水、表层水)磷的影响。结果表明:海河干流表层沉积物中总磷质量分数较高,为808.5~1 698.7mg·kg-1,上游和下游的采样点含磷量较低,中游采样点含磷量较高;不同形态磷的质量分数差异较大,NH4Cl-P、BD-P、NaOH-P、HCl-P和Res-P的质量分数变化范围分别为8.1~31.1、41.9~84.9、151.6~348.2、312.2~819.9、226.8~1 003.0mg·kg-1,分别占总磷(TP)的0.65%~1.85%、3.19%~6.57%、10.8%~24.34%、20.26%~52.18%、24.41%~58.33%;间隙水中总溶解性磷与沉积物中NH4Cl-P、BD-P、NaOH-P的质量分数相关性较高,相关系数分别达到0.892、0.848、0.749。研究结果表明海河内源磷释放的主要控制方向为NH4Cl-P、BDP、NaOH-P。