巢湖北岸东部山区岩源磷迁移特征及其来源识别

摘要

一直以来，巢湖富营养化治理的重点集中在控制人为源的输入，而鲜有对自然源（岩源磷）方面的研究。巢湖属于地质富磷区，北岸一带广泛分布着古老的含磷变质岩系，通过自然风化和人工开发进入外界环境，并随水体迁移进入巢湖，对湖泊富营养化的贡献不可忽视。本文将巢湖流域的地质富磷区（龟山—马鞍山一带）作为重点研究区域，从研究区的水文地球化学特征出发，研究该地区磷素的含量、分布以及迁移特征，并首次在巢湖流域利用磷酸盐氧同位素示踪技术，探究本底磷的来源尤其是富磷岩层磷矿的贡献，能够让我们更加深入的了解巢湖北岸一带磷素的来源和迁移过程，同时也可为湖泊流域磷素污染的控制提供相关的理论依据。
　　通过对12个水样点进行采样分析发现，DIP是水体中溶解态磷的主要形式，约占TP的30％;TPP是TP的主要组成形式，平均占比(TPP/TP)超过60％，如此高的百分比很有可能反映了岩源磷风化淋滤随水体迁移。三条路径中不同形态磷浓度的变化各异。路径一中TP的变化趋势与DIP相近，而与TPP变化趋势相反。路径二溶解态磷浓度较低，TP变化趋势与TPP相似。路径三中T3各形态磷浓度明显高于其余各点，其余各点浓度相近，T9至T10过程中有小幅上升，可能加入了部分农业源的影响。
　　通过对研究区68个土壤样品进行分级提取测量后发现，土壤磷的主要形态是磷灰石态，7种磷形态平均含量的排序为:HCl-P＞Residual-P＞NaOH-IP＞NaHCO3-IP＞H2O-P＞NaHCO3-OP＞NaOH-OP。HCl-P是土壤磷素的主要存在形态，结合巢湖本底富磷的地质特征，可以得出岩源磷是研究区内重要的磷库，对巢湖富营养化的影响不可忽视。
　　研究区内土壤磷酸盐δ18OP范围在9.7‰～18.4‰之间，T2S-3、4以及T2M-4反映了磷矿来源，T2S-2、T2M-2、3反映了一定的人为源影响。T5点的数据表明该点的磷主要来自磷矿和农业施肥。T10点反映了该点的磷主要来源于磷矿，路径未受生物分馏影响。对比Blake的研究数据，17.7‰～19.9‰反映生物参与的磷酸盐分馏过程，由此可认为研究区内磷的生物利用率不高，磷酸盐氧同位素分馏影响很小。整个区域磷矿是重要的磷来源，农业施肥以及生活污水也有一定的贡献。

目录

声明

致谢

摘要

第一章 绪论

1．1 巢湖流域的自然环境概况

1．1．1．地形地貌

1．1．2．气象气候

1．1．3．水文水系

1．1．4．母质、母岩与土壤

1．2．巢湖水体富营养化现状

1．2．1．富营养化概念与巢湖水体富营养化现状

1．2．2．水体富营养化机理及其危害

1．2．3．巢湖富营养化治理措施及面临的问题

1．3．巢湖水体中磷的来源和岩源磷的影响

1．3．1．自然界磷素的迁移及岩源磷的贡献

1．3．2．巢湖北岸地区富磷岩层地质概况

1．3．3．岩源磷的迁移途径及其对水体富营养化的影响

1．4．研究设计与目的

1．4．1．研究目的与目标

1．4．2．研究区域与指标

1．4．3．技术路线

第二章 岩源磷研究现状及磷酸盐氧同位素应用

2．1 引言

2．1．1 不同风化程度岩石岩源磷赋存形态研究

2．1．2 岩源磷含量初步研究

2．1．3 低分子量有机酸对岩源磷释放的实验研究

2．1．4 小结

2．2 磷酸盐氧同位素应用研究进展

2．2．1 引言

2．2．2 示踪土壤磷循环

2．2．3 示踪河流磷循环

2．2．4 示踪湖泊磷循环

2．2．5 示踪河口磷循环

2．2．6 示踪海洋磷循环

第三章 研究区内磷含量及迁移规律研究

3．1 研究区水体各形态磷含量及空间分布

3．1．1 点位选择

3．1．2 样品采集与处理

3．1．3 实验仪器与方法

3．1．4 结果与分析

3．2 土壤磷浓度数据及分析

3．2．1 采样点位设置及样品前期处理

3．2．2 实验仪器及分析方法

3．2．3 结果与分析

3．3 小结

第四章 研究区土壤磷酸盐氧同位素分布特征

4．1 引言

4．2 材料和方法

4．2．1 研究区域与样品采集处理

4．2．2 实验器材与试剂

4．2．3 磷酸盐氧同位素提取、纯化与测定

4．3 结果与讨论

4．4 小结

第五章 总结与展望

5．1 结论

5．2 创新点和展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文