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洱海表層沉積物中總氮含量及氨氮的釋放特征

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【中文關(guān)鍵詞】洱海  沉積物  氮含量  氨氮釋放  
【摘要】通過現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和室內(nèi)模擬試驗(yàn),對(duì)洱海具有代表性的9 個(gè)表層沉積物樣品中w( TN) 的分布特征以及沉積物中NH4+ -N 釋放動(dòng)力學(xué)特征進(jìn)行了研究. 結(jié)果表明,洱海表層沉積物中w( TN) 在2. 084 4 ~ 6. 515 3 gkg 之間,平均值為3. 537 8 gkg,北部西岸為高值區(qū),南部( 靠近大理市) 為次高值區(qū). 一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型可很好地?cái)M合洱海表層沉積物NH4+ -N 釋放動(dòng)力學(xué)特征,NH4+ -N最大釋放量在0. 120 9 ~ 0. 281 0 gkg 之間; 釋放主要集中在0 ~ 5 min 內(nèi),約占最大釋放量的68% ~ 83%; 隨后釋放速率逐漸放緩,到120 min 后基本達(dá)到釋放平衡. 運(yùn)用無限稀釋法對(duì)沉積物NH4+ -N 釋放潛能進(jìn)行測(cè)定表明,洱海沉積物NH4+ -N 釋放潛能在1. 700 1 ~ 3. 587 9 gkg 之間,在水土質(zhì)量比約為2 500 時(shí),NH4+ -N 釋放量達(dá)到最大,隨后釋放逐漸趨于平衡. 洱海沉積物NH4+ -N 釋放潛能及最大釋放量均與其w( TN) 呈顯著正相關(guān).
【部分正文預(yù)覽】

外源污染帶入湖泊的氮素容易在沉積物中蓄積,當(dāng)環(huán)境條件改變時(shí)會(huì)重新釋放進(jìn)入上覆水[1-2],成為湖泊水體污染的內(nèi)源. NH4+ -N 是氮素的主要賦存形態(tài),沉積物釋放進(jìn)入水體中的NH4+ -N 能直接被初級(jí)生產(chǎn)者吸收利用,同時(shí)也能通過分子擴(kuò)散和遷移,在沉積物和上覆水之間進(jìn)行交換,進(jìn)而影響水體中NH4+ -N 的平衡[3-6],因此NH4+ -N 的遷移對(duì)水體富營養(yǎng)化具有重要的影響. NH4+ -N 釋放特征的相關(guān)研究[7]表明,NH4+ -N 釋放能力和水土質(zhì)量比、沉積物理化性質(zhì)及pH 等關(guān)系密切. Gardner 等[8]利用實(shí)驗(yàn)室模擬研究了鹽度對(duì)NH4+ -N 在河口潮灘界面擴(kuò)散遷移的影響,結(jié)果顯示,鹽度升高利于沉積物中NH4 + -N向上覆水體的擴(kuò)散. Bolalek 等[9]對(duì)Puch 灣岸帶潮灘NH4+ -N 遷移擴(kuò)散研究發(fā)現(xiàn),沉積物類型和有機(jī)質(zhì)的礦化程度是影響NH4+ -N 遷移擴(kuò)散的主要因素. 吳世凱等[10]研究長江中下游湖泊無機(jī)氮變化 模式中發(fā)現(xiàn),生物因子對(duì)沉積物營養(yǎng)鹽釋放具有調(diào)控作用. 姜霞等[11]研究巢湖水華爆發(fā)過程中的NH4+ -N遷移擴(kuò)散規(guī)律時(shí)發(fā)現(xiàn),沉積物營養(yǎng)鹽釋放為水華爆發(fā)提供營養(yǎng)來源. 洱海屬于高原湖泊,水體循環(huán)緩慢,水力停留時(shí)間較長. 目前已經(jīng)開展了較多有關(guān)洱海污染特征的研究,結(jié)果顯示,洱海底泥中w( TN) 、w( TP) 較高,沉積物中的營養(yǎng)鹽向上覆水體釋放的風(fēng)險(xiǎn)較大[12-16].基于此,該文通過研究沉積物中w( TN) 及NH4+ -N釋放的動(dòng)力學(xué)特征,分析NH4+ -N 釋放潛能,以期從沉積物的角度為洱海富營養(yǎng)化控制提供理論基礎(chǔ).

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