江湖关系变化对鄱阳湖沉积物氮磷形态及释放风险的影响

摘要

近年来,随着长江来水量的减少,鄱阳湖与长江江湖关系发生了改变,鄱阳湖枯水水位不断降低,低水位时间不断延长,沉积物的出露时间增长,影响沉积物氮磷形态的迁移转化,不同氮磷形态在活性的差异会影响其在沉积物-水界面的迁移转化,进而影响氮磷的释放潜能,影响鄱阳湖湖体富营养化进程。因此本论文通过选取研究14个不同高程的鄱阳湖沉积物氮磷形态及释放风险,探讨江湖关系变化对氮磷的释放风险影响机制,以期为控制鄱阳湖富营养化及保护生态环境提供理论意义。论文主要结论如下:
　　(1)鄱阳湖沉积物TN、TP、OM空间分布上呈现“五河”入湖尾闾区较高,北部湖区及主体湖区较低的分布特征,表明外源污染输入是影响沉积物氮磷含量的重要原因,其中无机磷呈现Fe-P>Ca-P>Ex-P>De-P>Oc-P>Al-P的含量大小特征;有机磷呈现稳态有机磷>中活性有机磷>活性有机磷的含量大小特征;可转化态氮呈现SOEF-N>SAEF-N>WAEF-N>IEF-N的含量大小特征。鄱阳湖沉积物TN、TP、OM均随高程的升高的增大,表明江湖关系变化引起的出露将增大鄱阳湖沉积物內源氮磷负荷,其中出露时间延长将加大无机磷形态中的Ex-P、Fe-P、Or-P含量,有机磷形态中的活性有机磷、中活性有机磷、稳态有机磷和可转化态氮中的SOEF、IEF-N含量,而这些氮磷形态均为生物可利用的氮磷,且占沉积物氮磷含量的大部分,这表明江湖关系变化将会加大鄱阳湖沉积物的生物活性氮磷含量和释放潜能。
　　(2)通过一级动力学模拟 NH4+-N、SRP释放动力学过程发现,鄱阳湖单位沉积物NH4+-N、SRP释放速率均在0~5min时达到最大,在3h后释放达到平稳,且随高程的升高,NH4+-N、SRP的最大释放量及初始释放速率越大,表明若鄱阳湖与长江江湖关系进一步变化,随着长江来水量的减少,枯水期水位的持续降低,低水位时间的进一步延长,将导致出露面积增大,出露时间增长,当沉积物覆水后,NH4+-N、SRP释放量将进一步加大,从而加剧鄱阳湖水质恶化的风险。
　　(3)通过对鄱阳湖沉积物有机磷生物有效性研究发现,H20-Po以活性单酯磷为主,二酯磷、类植酸磷含量较低,NaOH-EDTA-P0为主要的有机磷生物有效性源,以类植酸磷为主,NaOH-EDTA提取出的可水解磷均表现出低水位>高水位的水位变化特征,表明出露将增大鄱阳湖沉积物有机磷的生物有效性,加剧湖泊富营养化风险。

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第1章 引言

1.1 绪论

1.2 鄱阳湖简介

1.3 鄱阳湖江湖关系变化特征

1.4 沉积物氮磷形态、释放风险及有机磷生物有效性研究现状

1.5 研究内容与意义

第2章 样品采集与测定

2.1 沉积物样品的采集

2.2 实验测定方法

第3章 江湖关系变化对鄱阳湖沉积物氮磷形态的影响

3.1 江湖关系变化对鄱阳湖沉积物TN、TP及OM的影响

3.2 江湖关系变化对鄱阳湖沉积物IP形态的影响

3.3 江湖关系变化对沉积物OP形态的影响

3.4 江湖关系变化对鄱阳湖沉积物可转化态氮形态的影响

3.5 小结

第4章 江湖关系变化对鄱阳湖沉积物氮磷释放风险的影响

4.1 鄱阳湖沉积物氮磷释放热力学

4.2 鄱阳湖沉积物NH4+-N、SRP的释放动力学特征

4.3 水位变化对鄱阳湖沉积物NH4+-N、SRP释放风险影响研究

4.4 小结

第5章 江湖关系变化对鄱阳湖沉积物OP生物有效性的影响

5.1 江湖关系变化下鄱阳湖沉积物营养盐特征及其来源

5.2 不同水情下，不同高程鄱阳湖沉积物OP生物有效性特征

5.3 江湖关系变化引起的水位变化对鄱阳湖沉积物OP形态影响

5.4 江湖关系变化引起的水位变化对鄱阳湖沉积物 OP 生物有效性影响

5.5 江湖关系进一步变化对鄱阳湖沉积物 OP 形态和生物有效性的影响

5.6 小结

第6章 结论与建议

6.1 主要结论

6.2 建议与展望

致谢

参考文献

攻读学位期间的研究成果