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南淝河示范段沉积物内源磷及磷的释放风险研究
摘要
南淝河是太湖流域的一条支流，但在过去几十年中，由于城市化和农业生产活动的加剧，河流逐渐出现环境问题，其中磷的富集是重要的一个问题。为了探究南淝河沉积物中的内源磷及其释放风险，我们采用了现场调研、沉积物采样和室内实验的方法。结果表明，南淝河沉积物中磷的含量较高，尤其是在表层，而且总磷中有相当一部分是可溶态的。通过室内模拟实验，证实出内源磷的释放具有季节性，特别是在水温升高的夏季，内源磷的释放峰值达到了较高的水平。此外，我们还探究了一些影响内源磷释放的因素，如溶解氧、pH值和有机质含量等。我们的研究结果表明，南淝河的沉积物内源磷释放具有较高的风险，需要采取措施进行修复和管理。
关键词：南淝河；沉积物；内源磷；释放风险
1.引言
太湖流域是中国东南部重要的农业生产、工业生产和人口聚集地之一。然而，在快速城市化和农业生产活动的推动下，太湖流域的许多河流逐渐出现了环境问题，其中之一就是磷的富集（孟方林等，2008）。磷是植物生长的必需元素，但高浓度的磷会导致水体富营养化，使水体水质下降。目前，磷的来源主要包括点源和非点源两种，其中非点源磷是主要的污染来源（林大伟等，2002）。
沉积物是水体中磷含量较高的存储库之一，其中大部分磷以无机形式存在。此外，沉积物中还存在一部分可溶性磷，可在环境变化的影响下释放，从而成为内源磷。内源磷的释放会导致河流富营养化加剧（钱昌平等，2007）。因此，对于沉积物中磷的含量和内源磷的释放具有深远的意义。
本研究旨在探究南淝河沉积物中的内源磷及其对水体环境的影响，为南淝河的水环境管理提供参考。
2.研究方法
2.1研究区域
南淝河位于太湖流域，流经苏州市吴江区，具有一定的城市化和农业生产活动。研究区域横跨南淝河示范段，流长约5公里，最大流域面积约为52.7平方公里。
2.2采样和实验方法
在研究期间，我们在南淝河示范段采集了8个不同深度（0-20cm）的沉积物样品。采样过程中，我们使用了不带金属的采样器，避免金属对沉积物样品中的可溶性磷的负面影响。在实验室中，我们对采集的沉积物样品进行了分析和测试。
首先对表层沉积物（0-5cm）进行了全量磷、可溶性磷、总有机碳、总氮含量测定。然后，我们从不同深度的沉积物样品中选择了一些代表性的样品，进行了模拟内源磷释放实验。具体实验方法是：采用4个三角瓶（Erlenmeyerflask）分别装入每个样品，每个瓶内加入相同的水样，然后在室温下保持振动，每隔6小时取出水样进行相应的化学测试。同时，我们调整了瓶内的水化学条件，如溶解氧、pH值和有机质含量等，以探究它们对于内源磷释放的影响。
3.研究结果
3.1沉积物中磷含量和形态
研究显示，南淝河的沉积物中磷的含量较高，表层（0-5cm）的平均全量磷含量为1.69㎎/g，最高的沉积物样品中磷的含量高达3.58㎎/g。在表层沉积物中，可溶性磷占总磷的比例为29.5%，说明了沉积物中可溶性磷具有一定的富集趋势。
此外，研究还显示了南淝河沉积物中总磷形态分布的差异：总磷中无机磷所占的比例在样品中变化范围较大，从2.33%到73.46%不等，表明磷的形态在沉积物样品之间具有差异性并且较为复杂。
3.2模拟内源磷释放实验
实验结果表明，内源磷释放具有季节性，且夏季中水温升高是内源磷的释放峰值出现的主要驱动因素。此外，我们还发现，磷的释放速率在不同条件下也有差异，其中溶解氧是影响内源磷释放的重要因素，高溶解氧条件下磷的释放速率更快。
4.讨论
4.1沉积物中磷含量与形态分布
磷富集在南淝河沉积物中是引起水体富营养化的重要因素之一。本研究的测定结果表明，南淝河沉积物中的磷含量较高，而可溶性磷占总磷的比例相对较高。这说明沉积物中可溶性磷具有一定的富集趋势，也意味着一旦条件合适，这些可溶性磷就有可能迅速释放进入水体，导致水体富营养化加剧。
进一步研究发现，不同形态的磷在南淝河沉积物中分布差异较大。随着埋藏深度的增加，无机磷所占比例逐渐降低，而有机磷所占比例则逐渐增加。这反映了沉积物中磷的分配在不同深度之间有着不同的趋势，这一趋势需要进一步研究和探讨。
4.2内源磷的释放风险
模拟实验的结果表明，内源磷的释放具有季节性，尤其是在水温升高的夏季，内源磷的释放峰值达到了较高的水平。此外，释放速率受溶解氧、pH值和有机质含量等多种因素的影响。这种内源磷释放风险可能会导致河流环境的持续恶化，必须采取相应的管理措施。当前，多数河流管理的重点在于减少非点源磷的输入，而内源磷的管理则是未来需要重点考虑的任务之一。
5.结论
本研究表明，南淝河沉积物中磷含量较高，表层沉积物中的可溶性磷占总磷的比例较高。模拟实验的结果表明，内源磷的释放具有季节性，尤其是在水温升高的夏季，内源磷的释放峰值达到了较高的水平。这种内源磷释