1、 1 毕业论文开题报告 环境科学 西湖疏浚后底泥中磷形态特征研究 一、选题的背景和意义 由于社会经济活动的发展和人类活动的影响，大量的外援污染物进入湖泊并沉积物沉积物中，使我国多数湖泊底质遭受严重污染。近年来调查发现，许多湖泊尤其是城市湖泊底质污染尤为严重，如太湖、滇池、巢湖、西湖等许多水域底泥中 TP 的高达 3000 到 4000mg/kg。 近年来，湖泊蓝藻水华爆发更让人们意识到水体富营养化的严重危害以及湖泊水华治理的紧迫性。 磷是湖泊蓝藻水华爆发常见的限制性营养盐，磷素的增加不仅带来了水体溶解氧的消耗以及藻类水华的爆 发 1-4，而且藻类在繁殖过程中产生的一系列毒素会对水生生物甚至人类
2、产生更大的危害 5。 外源磷进入沉积物后发生一些物理化学变化最终沉积于沉积物中， 沉积物是磷的重要归宿。同时也是水体磷素的重要来源，底泥磷通常占较高的比例，占内负荷总量的 60%-80%，这也是湖泊外源性营养盐削减后，水体营养负荷的主要来源。底泥水界面磷的迁移转化、磷在沉积物中的吸附解吸、磷素的生物地球化学循环等问题是底泥释磷研究的关键，研究发现输入水体的磷素，在各种环境因素的影响下，经过一系列物理、化学及生物的变化，其中部分在搬运、絮凝、 沉淀等作用下逐渐以不同形态的磷蓄积于沉积物中，然而当在温度、 pH、氧化还原条件、浮游生物以及扰动等环境因素的影响下，沉积物中的磷素又会重新参与到沉积物
3、-水界面的循环当中，导致上覆水磷素增加，从而造成水体的内源性富营养化污染 【 6】 。 此外不同性状的底泥磷释放的机制也存在一定的差异性 【 7】 。因此对沉积物的研究是探索实践富营养化控制技术的关键。 磷的连续提取法因能够很好的描述沉积物中不同的分级磷而得到广泛的使用 【 8】 。该方法主要是为了对沉积物中分级磷的释放风险进行更精确的描述以及释放后对上覆水的影响 【 9】 。沉积物中 磷的形态分级方法有很多种。国内许多研究者把沉积物中的磷分为无机态和有机态，无机态的又分为钙磷、铝磷、铁磷、闭蓄2 态磷、可还原态磷、残渣态磷等。国外有的研究者，把沉积物中的磷区分为不稳定态磷、难溶态磷 10。为
4、了便于研究和讨论，本实验将底泥的分级磷分为可溶性磷、铝铁锰等弱结合态磷、钙结合态磷和有机磷等。 经研究发现底泥中分级磷主要集中在底泥的表层，造成内源磷富营养污染的磷分级来自沉积物表层，内源磷的时空分布对其迁移转化有着重要作用 【 11】 。目前人们对外源磷控制的上覆水中磷的去处技术已经相对成熟，但对底泥分级磷 的分析还处于摸索阶段，内源磷的原位控制方法主要有物理法和地球化学法，其中物理法主要采用疏浚、曝气疏浚、深层复氧和水利冲刷等方法 12。其中疏浚法是最为简便易行的方法之一。 本研究以杭州西湖疏浚后底泥为研究对象，采用实验室模拟和分级磷连续提取方法，通过对不同采样点底泥磷素进行测定，分析西湖
5、疏浚后底泥中磷素的空间分布规律；通过对底泥不同深度分级磷进行测定，探讨磷素的垂直分布累计规律，为西湖的富营养化管理和调控提供理论依据，并进一步为西湖疏浚工程提供科学的评价方法。 二、研究目标与主要内容 1.研究目标 （ 1）底泥中总磷的垂直分布特征 （ 2）西湖疏浚后底泥中磷素的分布特征 2.主要内容 （ 1） 西湖不同湖区底泥样品磷素形态垂直分布特征 （ 2） 西湖不同湖区底泥样品磷素空间分布特征 三、拟采取的研究方法、研究手段及技术路线、实验方案等 1.1 研究对象 杭州西湖位于浙江省 杭州市 的西 部。 西湖的水面面积约 4.37 平方公里（包括湖中岛屿为 6 3 平方公里），湖岸周长
6、15公里。 水的平均深度在 2.27米，最深处在 5 米左右，最浅处不到 1 米。湖南北长 3 3 公里，东西宽 2 8公里。 是典型的浅水湖。 1.2 采样点的选择与采样方法 3 在 小南湖、西里湖、北里湖、岳湖、外湖和茅家埠 选择六个采样点。采用自制沉积物采样器，采集柱状样品。沉积物采集上岸后，轻轻倒掉上覆水，将沉积物芯样从采样管中缓缓顶出，并按照从沉积物表层往深层的顺序将样品现场分为0-10cm、 10-20cm、 20-30cm 和 30cm 以下四个深度，将分层样品放置于采样前准备好的封口袋中，排掉空气，置于黑色样品袋中保存。 1.3 样品的 实验室制备 采集的沉积物样品带回实验室后
7、，挑去其中的碎石等杂物，按照不同需要分别处理。取部分鲜样冷冻干燥后，用研钵捣碎研细，过 100 目孔径筛，置于封口袋中备用。 1.4 主要分析测定的磷形态 总磷、 可溶性磷、钙磷、铝磷、铁磷、有机磷。 1.5 实验方法 不同形态磷的提取采用 苏玉萍 等（ 2005） 【 13】 的方法进行：取 1.0 克沉积物，用浓硫酸和高氯酸消解，滤纸过滤后测定溶液中磷的浓度，计算出沉积物中总磷的含量。另称取 1.0g 样品， 50mL 1mol L-1NH4Cl 提取可溶性磷，残渣用 50mL 0.5mol L-1 NH4F 提取铝结合态磷，残渣用饱和 NaCl 溶液清洗后加 50mL 0.1mol L-
8、1NaOH 提取铁结合态磷，残渣用饱和 NaCl 溶液清洗后加 50mL 0.5mol L-1硫酸提取钙结合态磷，将残渣转至坩锅中烘干，于 550马福炉中灰化 2h，加20mL 1mol L-1HCl 提取有机磷 , 所提取的磷素采用国标法测定其含量 。 四、参考文献 1 Schindler DW. Evolution of phosphours limitation in lakes J. Science, 1977, 195: 260-262. 2 Caprenter SR, Caraco N, Correll DL, et al. Nonpoint pollution of surafc
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