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湿地沉积物-水界面营养盐交换的定量估算

古小治 张雷 柏祥 申秋实 王兆德 范成新

古小治, 张雷, 柏祥, 申秋实, 王兆德, 范成新. 湿地沉积物-水界面营养盐交换的定量估算[J]. 水科学进展, 2011, 22(1): 75-83.
引用本文: 古小治, 张雷, 柏祥, 申秋实, 王兆德, 范成新. 湿地沉积物-水界面营养盐交换的定量估算[J]. 水科学进展, 2011, 22(1): 75-83.
GU Xiao-zhi, ZHANG Lei, BAI Xiang, SHEN Qiu-shi, WANG Zhao-de, FAN Cheng-xin. Nutrient exchange across sediment-water interface in wetlands[J]. Advances in Water Science, 2011, 22(1): 75-83.
Citation: GU Xiao-zhi, ZHANG Lei, BAI Xiang, SHEN Qiu-shi, WANG Zhao-de, FAN Cheng-xin. Nutrient exchange across sediment-water interface in wetlands[J]. Advances in Water Science, 2011, 22(1): 75-83.

湿地沉积物-水界面营养盐交换的定量估算

基金项目: “十一五”国家科技支撑计划资助项目(2006BAC10B03);国家水体污染控制与治理科技重大专项(2008ZX07103-003);江苏省社会发展计划资助项目(BE2009603)
详细信息
    作者简介:

    古小治(1979- ),男,河南义马人,博士研究生,主要研究湖泊污染与湿地修复.E-mail:guxiaozhi@163.com

    通讯作者:

    范成新,cxfan@ niglas.as.cn

  • 中图分类号: X144;O657.31

Nutrient exchange across sediment-water interface in wetlands

Funds: The study is financially supported by the National Key Technologies R&D Program of China during the 11th Five-year Plan Period(No.2006BAC10B03).
  • 摘要: 为有效控制湖泊内源营养盐的释放,探讨了不同物理改良措施(覆沙、底质疏松)对沉积物-水界面营养盐的释放通量控制效果。利用原位孔隙水采样技术(Peeper)来获得沉积物孔隙水剖面,对改良后湿地沉积物孔隙水营养盐的垂向分布及其扩散通量进行了研究。结果发现,改良后沉积含水率、孔隙率分别提高了91%和54%。水土界面附近,随剖面深度增加,孔隙水中PO43-、NH4+、NO3-及NO2-浓度分布符合指数关系,PO43-、NH4+在8 cm左右达到最大值。种植芦苇后沉积物孔隙水中PO43-、NH4+均有不同程度的下降,改良措施能有效降低表层弱结合态磷在总磷中比例但增加铁磷的比例,种植芦苇可强化这一效应。运用Fick第一定律对剖面孔隙水营养盐的扩散通量进行估算,发现沉积物经疏松后,NH4+、PO43-的扩散通量由57.47~72.19μg/(m2·d)和2.55~3.21μg/(m2·d)变为-95.54~-130.94μg/(m2·d)和1.50~2.05μg/(m2·d),可考虑疏松沉积物-水界面附近沉积物来作为控制湖泊内源污染的有效手段之一。
  • [1] 卢小燕,徐福留,詹巍,等.湖泊富营养化模型的研究现状与发展趋势[J].水科学进展,2003,14(6):792-798.(LU Xiao-yan,XU Fu-liu,ZHAN Wei,et al.Current situation and development trends in lake eutrophication model[J].Advances in Water Science,2003,14(6):792-798.(in Chinese))
    [2] FAN Cheng-xin,ZHANG Lu,WANG Jian-jun,et al.Processes and mechanism of effects of sludge dredging on internal source release in lakes[J].Chinese Science Bulletin,2004,49(17):1853-1859
    [3] 孙华军."疏浚、吹填"之于湖滨带生态工程:人工湿地建设的可行性[J].水运工程,2002,336(1):12-15.(SUN Hua-jun.Carrying out lakefront ecological works through"Dredging and reclamation":Feasibility of Artificial Hmnid Site Construction[J].Port & Waterway Engineering,2002,336(1):12-15.(in Chinese))
    [4] 包先明,陈开宁,范成新.化学物添加控制湖泊内源磷负荷的有效性研究[J].生态环境,2007,16(1):8-11.(BAO Xian-ming,CHEN Kai-ning,FAN Cheng-xin.Effectiveness of controlling internal phosphorus loading by using chemical substance[J].Ecology and Environment,2007,16(1):8-11.(in Chinese))
    [5] PETER R T,GRAEME E B,SIMON C A.Pore water sampling with sediment Peepers[J].Trends in Analytical Chemistry,1995,14(6):250-256.
    [6] MURRAY L G,MUDGE S M,NEWTON A,et al.The effect of benthic sediments on dissolved nutrient concentrations and fluxes[J].Biogeochemistry,2006,81:159-178.
    [7] EMIL R,EUGENE B W.Aluminum dose required to inactivate phosphate in lake sediments[J].Water Research,1998,32:2969-2976.
    [8] RUBAN V,Ló PEZ-S(A)NEHEZ J F,PARDO P,et al.Development of a harmonised phosphorus extraction procedure and certification of a sediment reference materials[J].Journal of Environment Monitor,2001,3(1):121-125.
    [9] ULLMAN W J,SANDSTRON M W.Dissolved nutdent flux from the nearshore sediments of Bowling Green Bay,Central Great Barrier Reef Lagoon(Australia)[J].Esturine,Coastal and Shelf Science,1987,24(3):289-303.
    [10] 宋金明.中国近海沉积物:海水界面化学[M].北京:海洋出版社,1997:6-8.(SONG Jin-ming.Chemistry of sediment:Sea water interface of China Seas[M].Beijing:China Ocean Press,1997:6-8.(in Chinese))
    [11] RASHEED M.Nutrient fluxes from sediments of the northern Gulf of Aqaba under various anthropogenic activities[J].Lebanese Science Journal,2004,5:3-16.
    [12] BASHEED M,BADRAN M I,HUETTEL M.Influence of sediment permeability and mineral composition on organic matter degradarien in three sediments from the Gulf of Aqaba,Red Sea[J].Estur Coast Shelf Sci,2003,57:369-384.
    [13] AZZONI R,GIORDANI G,BARTOLIIRON M.Sulphur and phosphorus cycling in the rhizosphere sediments of a eutrophic Ruppia cirrhosa meadow(Valle Smarlacca,Italy)[J].Journal of Sea Research,2001,45:15-26.
    [14] RODEN E E,EDMONDS J W.Phosphate mobilization in iron rich anaerobic sediments:Microbial Fe(Ⅲ)oxide reduction versus iron-sulfide formation[J].Arch Hydrobiol,1997,139:347-378.
    [15] SCHEFFER M,VAN B M,BREUKELAAR A,et al.Vegetated area with clear water in turbid shallow lakes[J].Aqua Bot,1994,49:193-196.
    [16] RASHEED M,AL-ROUSAN S,MANASRAH R.Nutrient fluxes from deep sediment support nutrient budget in the oligotrophic waters of the Gulf of Aqaba[J].Journal of Oceanography,2006,62:83-89
    [17] CERMELJ B,BERTUZZI A,FAGANELI J.Modeling of pore water nutrient distribution and fluxes in shallow coastal waters(Gulf of Trieste,Northern Adriatic)[J].Water Air and Soil Pollution,1997,99:435-444.
  • [1] 陈孝兵, 郑春阳, 袁越.  河床沉积物非均质性影响下的潜流交换数值模拟 . 水科学进展, 2019, 30(2): 220-229. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2019.02.007
    [2] 郭雅琼, 马进荣, 程梦妍.  潮间带滩涂沉积物与水体热通量模拟 . 水科学进展, 2018, 29(5): 728-736. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2018.05.013
    [3] 高增文, 李宇浩, 赵全升, 解磊, 叶思源.  海湾水库沉积物对水体咸化影响的时间尺度 . 水科学进展, 2015, 26(2): 221-226. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2015.02.009
    [4] 郑西来, 张俊杰, 陈蕾.  再悬浮条件下沉积物内源磷迁移-转化机制研究进展 . 水科学进展, 2013, 24(2): 287-295.
    [5] 朱亮, 孙凌宇, 储如花, 钱静.  城市纳污河流沉积物微生物群落结构特征 . 水科学进展, 2013, 24(1): 132-137.
    [6] 李哲, 白镭, 郭劲松, 蒋滔, 孙志禹, 陈永柏.  三峡不同蓄水阶段澎溪河CO2通量的初步研究 . 水科学进展, 2012, 23(6): 851-860. doi: CNKI: 32.1309.P.20121101.1755.005
    [7] 董慧, 郑西来, 张健.  河口沉积物孔隙水营养盐分布特征及扩散通量 . 水科学进展, 2012, 23(6): 815-821. doi: CNKI: 32.1309.P.20121101.1757.010
    [8] 曹琳, 吉芳英, 林茂, 黎司, 王图锦.  三峡库区消落区表层沉积物磷吸附特征 . 水科学进展, 2011, 22(1): 89-96.
    [9] 王鹏, 王胜艳, 郝少盼, 姚琪, 汤露露.  模拟扰动条件下太湖沉积物的再悬浮特征 . 水科学进展, 2010, 21(3): 399-404.
    [10] 高增文, 郑西来, 赵全升.  扩散边界层对沉积物盐分释放的阻滞影响 . 水科学进展, 2010, 21(2): 255-260.
    [11] 柏秀芳, 龚德俊, 徐永平, 李思忍.  声学多普勒剖面仪对悬浮沉积物浓度的测量研究 . 水科学进展, 2008, 19(4): 489-493.
    [12] 邹联沛, 章萍, 钱光人.  底泥原地稳定化过程中药剂对上覆水体的影响 . 水科学进展, 2008, 19(4): 494-499.
    [13] 李元寿, 王根绪, 王一博, 王军德, 贾晓红.  长江黄河源区覆被变化下降水的产流产沙效应研究 . 水科学进展, 2006, 17(5): 616-623.
    [14] 傅平青, 吴丰昌, 刘丛强.  洱海沉积物间隙水中溶解有机质的地球化学特性 . 水科学进展, 2005, 16(3): 338-344.
    [15] 李一平, 逄勇, 陈克森, 彭进平, 丁玲, 金鹰.  水动力作用下太湖底泥起动规律研究 . 水科学进展, 2004, 15(6): 770-774.
    [16] 薛联青, 吕锡武, 吴磊.  湖水-沉积物界面内源物质交换动态复水模拟研究 . 水科学进展, 2004, 15(2): 189-192.
    [17] 朱广伟, 高光, 秦伯强, 张路, 罗潋葱.  浅水湖泊沉积物中磷的地球化学特征 . 水科学进展, 2003, 14(6): 714-719.
    [18] 芮孝芳, 石朋.  基于地貌扩散和水动力扩散的流域瞬时单位线研究 . 水科学进展, 2002, 13(4): 439-444.
    [19] 林鹏, 陈立.  挟沙水流紊动通量的实验研究 . 水科学进展, 2002, 13(2): 153-158.
    [20] 申献辰.  官厅水库水和沉积物中的重金属 . 水科学进展, 1992, 3(4): 288-294.
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出版历程
  • 收稿日期:  2010-01-05
  • 刊出日期:  2011-01-25

湿地沉积物-水界面营养盐交换的定量估算

    基金项目:  “十一五”国家科技支撑计划资助项目(2006BAC10B03);国家水体污染控制与治理科技重大专项(2008ZX07103-003);江苏省社会发展计划资助项目(BE2009603)
    作者简介:

    古小治(1979- ),男,河南义马人,博士研究生,主要研究湖泊污染与湿地修复.E-mail:guxiaozhi@163.com

    通讯作者: 范成新,cxfan@ niglas.as.cn
  • 中图分类号: X144;O657.31

摘要: 为有效控制湖泊内源营养盐的释放,探讨了不同物理改良措施(覆沙、底质疏松)对沉积物-水界面营养盐的释放通量控制效果。利用原位孔隙水采样技术(Peeper)来获得沉积物孔隙水剖面,对改良后湿地沉积物孔隙水营养盐的垂向分布及其扩散通量进行了研究。结果发现,改良后沉积含水率、孔隙率分别提高了91%和54%。水土界面附近,随剖面深度增加,孔隙水中PO43-、NH4+、NO3-及NO2-浓度分布符合指数关系,PO43-、NH4+在8 cm左右达到最大值。种植芦苇后沉积物孔隙水中PO43-、NH4+均有不同程度的下降,改良措施能有效降低表层弱结合态磷在总磷中比例但增加铁磷的比例,种植芦苇可强化这一效应。运用Fick第一定律对剖面孔隙水营养盐的扩散通量进行估算,发现沉积物经疏松后,NH4+、PO43-的扩散通量由57.47~72.19μg/(m2·d)和2.55~3.21μg/(m2·d)变为-95.54~-130.94μg/(m2·d)和1.50~2.05μg/(m2·d),可考虑疏松沉积物-水界面附近沉积物来作为控制湖泊内源污染的有效手段之一。

English Abstract

古小治, 张雷, 柏祥, 申秋实, 王兆德, 范成新. 湿地沉积物-水界面营养盐交换的定量估算[J]. 水科学进展, 2011, 22(1): 75-83.
引用本文: 古小治, 张雷, 柏祥, 申秋实, 王兆德, 范成新. 湿地沉积物-水界面营养盐交换的定量估算[J]. 水科学进展, 2011, 22(1): 75-83.
GU Xiao-zhi, ZHANG Lei, BAI Xiang, SHEN Qiu-shi, WANG Zhao-de, FAN Cheng-xin. Nutrient exchange across sediment-water interface in wetlands[J]. Advances in Water Science, 2011, 22(1): 75-83.
Citation: GU Xiao-zhi, ZHANG Lei, BAI Xiang, SHEN Qiu-shi, WANG Zhao-de, FAN Cheng-xin. Nutrient exchange across sediment-water interface in wetlands[J]. Advances in Water Science, 2011, 22(1): 75-83.
参考文献 (17)

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