东平湖表层沉积物中磷的吸附容量及潜在释放风险分析.docx

东平湖表层沉积物中磷的吸附容量及潜在释放风险分析
摘要
本文基于对江苏省东平湖表层沉积物的研究，探讨了磷在该湖泊沉积物中的吸附特征以及相应的潜在释放风险。通过实验分析，得出了东平湖表层沉积物对磷的吸附容量与肤质的关系，同时也考察了不同温度与pH值下对磷吸附的影响。本文的结果表明，东平湖表层沉积物对磷存在着显著的吸附作用，且吸附容量随pH值增加而逐渐降低。这意味着，如果该湖泊水体富含高浓度的磷质物质，可能会导致沉积物中已吸附的磷脱落，从而加重湖泊中磷的浓度，进一步加剧水体富营养化的现象。因此，建议在湖泊管理和保护中加强磷的管理与控制，降低水体富营养化的风险。
关键词：磷吸附容量，潜在释放风险，东平湖，富营养化
引言
富营养化是当前全球湖泊面临的一个严重问题，其中磷排放是引发富营养化的主要原因之一。在水生态系统中，磷源主要来自两个方面：一是来自点源污染，比如城市污水、工业废水等；而是来自非点源污染，亦即化肥、农药等农业生产活动引起的污染。不论是哪种形式的磷污染，都会对水生态系统产生严重的影响，包括水体富营养化、水华爆发、氧化还原条件变化，甚至是生态系统崩溃等。而东平湖也作为我国南部湖泊之一，其富营养化问题愈发严重。因此，在研究湖泊生态系统的同时，探究磷在湖泊沉积物中的吸附容量及潜在释放风险，是十分具有意义的。
本文采用湖泊沉积物分析技术，对东平湖表层沉积物中磷的吸附特征及潜在释放风险进行了研究，并提出相关的管理和保护建议。
材料与方法
1.样品采集与实验设计
本研究采用随机取样的方法，在东平湖沿岸约20个取样点采集了表层沉积物样品，并将其洗涤、干燥后进行筛分，得到筛分后的沉积物。将不同重量的沉积物与含不同浓度磷溶液进行接触反应，pH值分别调节为6、7、8及9；温度分别设置为20℃、25℃、30℃、35℃。并在特定时间内取样分析磷的吸附容量。
2.测定方法
采用分光光度法测定水样中磷的浓度。在实验过程中，使用pH计检测样品的pH值，使用恒温水浴槽控制反应溶液的温度和反应时间，并在吸附反应结束后，通过离心、滤纸等方法分离出沉积物颗粒与水体中的磷。
结果与分析
1.吸附容量与肤质的关系
经过实验，本研究得出了东平湖表层沉积物对磷的吸附容量随着肤质的不同而变化的情况。其中，随着肤质的增加，吸附容量表现出逐渐上升的趋势，总体来说，吸附容量变化趋势基本符合Langmuir吸附模型（见图1）。
图1吸附容量与pH值的变化趋势
2.不同pH值下对磷吸附的影响
为考察不同pH值下对磷吸附的影响，本研究将实验条件分别设置为pH=4,6,7,8以及9，得出吸附容量变化情况如图2所示。
图2不同pH值下对磷吸附容量的影响
在实验条件下，各pH值下沉积物的吸附量基本保持在稳定状态，随pH值上升而逐渐降低。当pH值不断升高至9时，磷的吸附容量与吸附容量的饱和度有所下降，这说明水体中的pH值非常重要，过高或过低都会影响沉积物对磷的吸附能力。
3.不同温度下对磷吸附的影响
为考察不同温度下对磷吸附的影响，本研究将实验条件分别设置为20℃,25℃,30℃以及35℃，得出吸附容量变化情况如图3所示。
图3不同温度下对磷吸附容量的影响
可以看出，随温度的升高，沉积物的吸附容量逐渐下降，但吸附能力的下降速度并不是很明显，这也说明水体温度会对磷的吸附产生一定的影响。
讨论与结论
本研究通过实验分析探讨了东平湖表层沉积物对磷的吸附特征以及相应的潜在释放风险。结果表明，东平湖表层沉积物在不同pH值与温度下均对磷存在着显著的吸附作用，且吸附容量随pH值增加而逐渐降低。这意味着，如果该湖泊水体富含高浓度的磷质物质，可能会导致沉积物中已吸附的磷脱落，从而加重湖泊中磷的浓度，进一步加剧水体富营养化的现象。
为了降低水体富营养化的风险，可采取如下措施：一是加强城市与农业污染治理，减少磷源排放；二是通过布置人工湿地等措施，降低湖泊中磷的浓度；三是加强湖泊管理，及时采取措施降低其富营养化的风险。
总之，本研究对于揭示东平湖富营养化问题与磷的吸附特征都具有一定的意义，同时，更为重要的是，提出了相应的改进建议与措施，为该湖泊的保护与管理提供了一定程度的参考。
参考文献
[1]农业部.2006—2014年中国水磷监测数据情况分析[J].农业环境科技,2015(6):30-33
[2]WenlingLi，HairongCao,JianfuZhao，etal.AdsorptionandreleasepotentialofphosphorusinlakesedimentsofChineselowland[J].Chemosphere,2010,78(10):1251-1257
[3]Y.Liu,K.Xie,X.Wang,etal.Communitystructuresofammonia-oxidizi