昌黎七里海泻湖沉积物磷的赋存形态及污染评价

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磷是海洋生物生存所需最基础的养分物质之一,在生物地球化学循环中参与着海洋生态系统的初级生产进程,并起着至关重要的作用。沉积物是泻湖环境中磷循环的重要承载体,经过对磷的吸附/解吸作用使其本身成为磷的“源”或“汇”。沉积物中的磷与上覆水体之间的交换作用一方面使水体中的磷通过沉降作用进入沉积物;另一方面使沉积物中矿化分解后的磷经间隙水进入上覆水体,二者均会影响泻湖水体富营养化水平。其中矿化程度最高的是表层沉积物,研究表层沉积物磷的含量及分布在垂直方向上的变动可以在一定程度上解释磷在沉积物中的归趋。另外,沉积物与磷的吸附、理化性质和活性组成之间存在一定的内在联系。研究沉积物中磷的形态、分布特征、理化性质以及吸附特性,有助于丰富我们对泻湖环境中磷的生物地球化学循环行为机理的认识。本论文采集了昌黎七里海泻湖11个采样点(西北沿岸4个采样点1#、2#、3#、4#,中部3个采样点5#、6#、7#和东南沿岸4和采样点8#、9#、10#、11#)表层及柱状(0~30cm)沉积物,经过测定沉积物中磷形态、理化性质、吸附动力学曲线和吸附等温线,研究了表层及柱状沉积物磷的含量及分布特征,使用单因子标准指数分析七里海泻湖沉积物磷的污染水平。主要结论如下:(1)昌黎七里海泻湖表层沉积物总磷(TP)含量变化在195.9~541.5mg/kg之间,分布趋势大致呈东部>中部>西部;无机磷(IP)含量在106.22~385.00mg/kg之间,钙结合态磷(Ca-P)含量介于86.86~230.12mg/kg,铁铝结合态磷(Fe/Al-P)含量在72.81~305.91mg/kg之间,有机磷(OP)含量在40.39~137.19mg/kg之间。10#采样点出现了各形态磷含量的峰值,而1#、2#、4#、5#以及11#采样点含磷量普遍偏低。IP在各采样点的磷形态中均占了主要组分,OP则是占比最少的磷形态。(2)柱状沉积物随深度增加,大部分采样点TP含量随之增加,有利于TP的累积;大部分采样点底层沉积物为细砂,更易吸附磷。在2~16cm深度大部分采样点TP含量普遍偏低且范围集中。以IP和Ca-P为主要存在磷形态,大部分采样点的IP随深度减小呈现含量逐渐减少的趋势;Fe/Al-P含量随深度减少而增加;Ca-P含量是随深度增加先减小后增大的趋势,即在0~10cm范围内随深度增加含量减小,而在大于10cm的剖面深度含量波动式增大;OP是占TP比例最低的磷形态,随深度减小整体呈逐渐减少的趋势。(3)相关性分析表明,七里海泻湖区影响TP的含量的主要磷形态是IP,其中高活性的Fe/Al-P是最主要的影响形态。TP含量与IP、Ca-P含量显著相关,IP含量与Ca-P、Fe/Al-P含量也具有显著相关性。TOC与各磷形态含量普遍具有相关性,其中与TP、OP、Fe/Al-P具备显著相关性,与IP也具有相关性但相关性系数低于前三者。粒径大小则与磷含量有一定相关性但相关性不显著。(4)七里海泻湖沉积物对磷的吸附动力学符合一级动力学方程。基本上在24h时达到平衡状态。对磷的吸附主要发生在0-12h。EPC0两个样点沉积物数值均较高,说明沉积物遭到外界磷污染,并且有向上覆水释放磷的趋向。(5)研究区域中的11个采样点表层沉积物中的TP均未超过最低级别。个别采样点TOC浓度处于最低级别,表明附近沉积物已受污染,但大多底栖生物如文昌鱼等是可以承受的,其浓度对环境具有一定的潜在危害,需要注意泻湖营养元素的输入量,采取一定措施减少其内源污染的释放量和蓄积量,防止富营养化现象的发生。
摘要第3-5页
Abstract第5-7页
1. 绪论第10-20页
    1.1 选题背景第10-11页
    1.2 沉积物中磷赋存形态及污染评价研究进展第11-16页
        1.2.1 沉积物磷形态的分析方法第11-12页
        1.2.2 沉积物磷测定方法第12-13页
        1.2.3 沉积物磷赋存形态第13-14页
        1.2.4 影响沉积物磷形态及空间分布因素第14-16页
        1.2.5 沉积物磷的污染评价第16页
    1.3 研究目标第16-17页
    1.4 研究内容及意义第17-18页
        1.4.1 研究内容第17页
        1.4.2 研究意义第17-18页
    1.5 技术路线第18-20页
2. 研究区概况及研究方法第20-30页
    2.1 研究区概况第20-21页
        2.1.1 自然条件第20-21页
        2.1.2 开发利用现状第21页
    2.2 研究方法第21-30页
        2.2.1 实验设计第21-22页
        2.2.2 样品采集与处理第22页
        2.2.3 仪器和试剂第22-23页
        2.2.4 样品测定第23-29页
        2.2.5 数据统计分析与图表制作第29-30页
3. 七里海沉积物磷形态含量及其分布特征第30-46页
    3.1 七里海泻湖表层沉积物沉积物理化性质分析第30-32页
        3.1.1 机械组成第30页
        3.1.2 TOC与TN第30-32页
    3.2 七里海泻湖表层沉积物中磷形态研究第32-37页
        3.2.1 表层沉积物中总磷的分布特征及影响因素第32-33页
        3.2.2 表层沉积物中各形态磷分布特征及影响因素第33-37页
    3.3 七里海泻湖柱状沉积物中磷形态研究第37-42页
        3.3.1 柱状沉积物中总磷的分布特征及影响因素第37-38页
        3.3.2 柱状沉积物中各形态磷分布特征及影响因素第38-42页
    3.4 七里海泻湖表层沉积物磷形态之间的相关关系第42-43页
    3.5 七里海泻湖表层沉积物磷形态与理化性质相关关系第43-46页
4. 七里海泻湖沉积物磷污染评价第46-52页
    4.1 沉积物磷的吸附特征第46-49页
        4.1.1 表层沉积物对磷的吸附动力学行为第46-48页
        4.1.2 表层沉积物对磷的等温吸附行为第48-49页
    4.2 沉积物磷污染评价第49-50页
    4.3 沉积物磷潜在释放风险防治对策与措施第50-52页
5. 结论与展望第52-54页
    5.1 主要结论第52-53页
    5.2 存在问题与展望第53-54页
参考文献第54-61页
致谢第61-62页
攻读硕士学位期间发表论文情况第62页
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