PDF《长江中下游平原三个湖泊表层沉积物对磷的吸 附特征》

4 期2004 年7 月环境科学学报ACTA SCIENTIAE CIRCUMSTANTIAE Vol. 24, No.

4 July,

2004 1 cm厚的絮状淤泥薄层, 富含有机质和金属氧化物, 且容易再悬浮)十分活跃. 本文以湖泊表层沉积物新生界面层为实验对象, 从深化沉积物表征入手, 结合沉积物有机 质和活性铁、 铝等化学组分的分析, 通过实验模拟的方法研究了长江中下游太湖、 巢湖和龙感 湖表层沉积物对磷的吸附行为, 探讨了沉积物表面特性及化学组分对沉积物吸附磷的影响.

1 材料与方法

111 样品采集 于2002 年10 月在太湖、 巢湖和龙感湖的

13 个采样点( 如图 1) 进行了现场监测及样品采 集. 用柱状采样器(中国科学院南京地理与湖泊研究所自制)采集沉积物柱样, 现场分取其顶部

1 cm 厚的淤泥作为表层沉积物样品. 在每个采样点采集

3 个平行样品, 并混合均匀. 样品采集 后立即冷藏保存, 回实验室后, 一部分用于粒度测定, 余下的置于冰柜中-

20 e 保存. 真空冷冻 干燥表层沉积物样品, 保存备用;

模拟试验所用东太湖水经

0145 Lm 滤膜过滤后陈化备用, 陈 化后的湖水中溶解态磷含量为零( 磷钼蓝分光光度法 [ 16] 未检出). 图1研究区域示意图 Fig.

1 A sketch map of research area and sampling locations

112 静态实验方法 选择具有代表性的

7 个点沉积物样进行吸附实验: T1 点在污染较严重的太湖五里湖区, T4 点在湖心区,T5 点在西太湖区, T6 位于污染较轻的东太湖区, 水体较清澈;

C4 点在水质较 清的巢湖东部, 而C1 点在水色黄浑的西部湖区;

龙感湖尚未发现水华,

3 个采样点的环境状况 较一致, 因此选择中间的 L2 点. 以下实验均加入适量抑菌剂 HgCl2 , 以消除微生物的干扰.

11211 吸附动力学实验 装150 mL 已知浓度(1 mg#L -

1 )的用滤过湖水配置的磷溶液于

250 mL 锥形瓶中, 调至指定的 pH ( 715~ 810), 加入

012 g 的沉积物干样, 于T= (20 ? 015) e 在恒 温空气浴振荡器上振荡, 隔时段(015, 2, 4, 7, 10, 14, 26,

50 h)进行水样采集, 每次取水样

10 m L, 所取水样用

0145 Lm 滤膜过滤后, 用磷钼蓝分光光度法 [ 16] 测定磷含量. 每个实验做

3 个平行 样, 相对标准偏差小于 5%.

11212 等温吸附平衡实验 称取一系列

012 g 左右的悬浮沉积物干样于

50 mL 塑料离心管 中, 加入

25 mL 浓度分别为 0, 0105, 011, 015, 110, 210, 510,

1010 mg#L -

1 的KH2PO4 溶液(以陈化 湖水配制) , 于(2010 ? 015) e 振荡

48 h 后, 以4000 r#min -

1 的速度离心, 并将上清液用滤膜过

596 环境科学学报24 卷滤, 测定溶液中的磷含量(测定方法同 11211). 表1沉积物分析方法 Table

1 The analytical methods for surface sediment 分析项目 所用方法或仪器 有机质 500e 马弗炉烧失法[17] 活性铁、 活性铝 酸性草酸铵提取法[18] 沉积物粒度 LS100Q 激光粒度仪 沉积物比表面积 ASAP

2000 比表面积测定仪 Zeta 电位 Zetasizer

2000 Zeta 电位测定仪

11213 pH 影响实验 配制含磷湖水(磷浓度 为1mg#L -

1 ), 调节不同的 pH 值后进行吸附实 验(pH 为3~ 10), 实验方法同 11212.

113 表层沉积物的表征 对表层沉积物中有机质、 活性铁、 活性铝含 量、 粒度和比表面积等理化指标进行了测试, 具 体测试方法如表

1 所示.

114 吸附实验数据处理方法

11411 表观吸附量计算 在t时刻, 沉积物对磷的表观吸附量 Q(mg#kg -