底泥中磷释放的影响因素

1、底泥中磷释放的影响因素-污泥处置简介：综述了水体底泥中磷的化学形态以及磷素释放的影响因素。化学形态有水溶性磷、铝磷、铁磷、钙磷、还原态可溶性磷、闭蓄磷、 有机磷等。磷素释放的影响因素有：溶解氧、温度、pH值、磷存在的形态、微生物作用、沉积物-水界面磷的浓度梯度、盐度以及扰动。 这些因素具有关联性。关键字：底泥 化学形态 磷释放 影响因素1引言 P是造成湖泊水质富营养化的关键性的限制性因素之一 1。一般认为当水体中磷浓度在 0.02 mg L- 1以上时，对水体的富营 养化就起明显的促进作用2 。由于近年来大量未经处理的生活污水 加上农业面源氮磷的大量流失，造成河流尤其是河口富营养化趋势的 逐年

2、加剧3 -4 。大量的磷在河流等水体中沉积下来，其在适宜的条 件下会重新释放进入水体，从而延续水体的富营养化过程并加剧了水 体的恶化5 - 8 。沉积物-水界面是水体和沉积物之间物质交换和输送的重要途径，沉积物中的磷可能通过有机质的矿化分解作用、 铁氧化物解吸作用和沉积物扰动等形式向水体释放。本文根据国内外研究富营养化水体磷释放的有关资料，综述了水体底泥中磷的化学形 态以及底泥中磷释放的影响因素，对于今后研究水体中磷行为、抑制 水体富营养化、改善水质具有深远的意义及参考价值。2沉积物中磷的含量和存在形态沉积物中磷形态通常分为水溶性磷(Psol)、铝磷(PAI)、铁磷(PFe)、钙磷(PCa)、

3、还原态可溶性磷、 闭蓄磷(Po-p)、有机磷(Porg)等7种化学形态9 。闭蓄磷表面有一层不溶性的Fe (OH) 3或Al (OH) 3胶膜，包括一部分PAl和PFe ,溶解度极小，含量较小，这部分磷被认为是生物不能利用的。水溶性 磷和还原态可溶性磷可以通过物理溶解作用进入水体，在沉积物中的含量也不会太高，但它们是最先被释放出来的，可以很方便地被水生 生物吸收利用10 。沉积物中P的结合态及形态之间的相互转化是控制沉积物P迁移和释放的主要因素。P释放量是由不同的迁移 和转化过程决定的，控制沉积物P迁移（释放和形态转化）的环境参 数的相对重要性首先取决于沉积物中P的化学形态11。沉积物释P量的

4、多少并不与沉积物中的总 P量成比例关系，释放进入间隙水中的 P大部分是无机可溶性P12, 13。在厌氧释放过程中，存在着有机P 向无机P转化，Fe-P、Al-P向Ca-P、O-P转化的趋势，沉积物中总 P 浓度不断减少，就是 P形态迁移转化动态平衡的结果14。 沉 积物中释放的P与Fe-P关系密切相关，PFe是沉积物向水体释磷的 主要形态。曾有人提出用沉积物中 P： Fe比例作为表层沉积物 P释 放能力的一个参数，两者呈负相关关系 15。3水体磷释放的影响因素 3.1溶解氧（DO）底层水体中溶解氧含量（DO）对沉积物P的释放起着决定性的作用，底泥首先要消耗溶解氧，降低 溶解氧浓度，加速水体进入

5、厌氧状态。厌氧状态可大大促进P在沉积 物的迁移和释放，而在好氧状态下释放速率远小于厌氧释放速率16。两者差一个数量级17 。水中的溶解氧会影响沉积物的氧化还原电位，P释放对表层沉积物的氧化还原电位（Eh）的变化非常敏感。当表层沉积物 Eh较高时（350mv），Fe3+与磷酸盐结合 成不溶的磷酸铁，可溶性 P也被氢氧化铁吸附而逐渐沉降；而当 Eh较低时（0.090.12 mg L- 1时，水中的磷会向沉积物迁移30 。 总之，磷的释放与沉积物-水界面间的浓度差有关，浓度差越大，沉积 物释磷越快。3.6盐度大量研究结果证明，随着加入 Al盐量的增加，沉积物释放P的量呈线形递减31。从国内外脱氮除磷

6、工 业中可以看出氮盐的存在形态同样具有影响，硝态氮包括硝酸盐氮和亚硝酸盐氮，它们会消耗有机基质而抑制聚磷菌对磷的释放，从而影响在好氧条件下聚磷菌对磷的吸收。另一方面硝态氮的存在会被部分 生物聚磷菌（气单胞菌）利用作为电子受体进行反硝化，从而影响其以 发酵中间产物作为电子受体进行发酵产酸，从而抑制了聚磷菌的释磷和摄磷能力31。3.7扰动对浅水湖泊来说扰动是影响沉积物-水界面反应的重要物理因素。动态条件下P从沉积物的释放量远大于静态条件的释放量32、33。对于浅水湖泊而言，在一定条件 下，风力和湖流引起湖泊底部沉积物的扰动使沉积物处于再悬浮状 态，这种再悬浮状态会强烈地影响P在沉积物-水界面间的再分配，部分营养元素可从沉积物中向上层水体释放，使水体营养负荷增加 34。增加沉积物颗粒的反应界面并促进沉积物中P的释放，同时加速了沉积物间隙水中P的扩散。4展望综观国内外学者的文章，氮素的存在状态对磷释放具有一定的影响，两者应具有某种关联性，磷素释放是十分复杂的多因素综合作用的动态过程，且磷释放的影响因素之间相互影响，相互错杂。若将其影响因素割裂开来研究 存在很大不足，容易忽略各