氧化还原循环过程中沉积物磷的形态及迁移转化规律

为研究沉积物在氧化还原循环过程中磷循环迁移转化机制,通过控制实验模拟分析氧化还原条件下,上覆水理化性质变化特征、 沉积物各形态磷变化及机制研究,并量化沉积物中磷的重新分配和沉积物磷酸盐的释放通量影响.结果表明:①氧化还原电位Eh和pH体系、 硫体系、 碳体系以及与磷相关性密切的铁体系变化规律具有周期性,并对解释沉积物-水两相界面磷的迁移转化机制有重要作用;②在氧化还原循环过程中,各形态磷含量随着氧化还原条件和时间变化,根据水-沉积物磷素变化量化分析可得,可还原态磷(BD-P)和铁铝结合态磷(NaOH-rP)是可逆地重新分配到弱吸附态磷(NH4 Cl-P)、聚磷/有机磷(NaOH-nrP)、 残渣态磷(Rest-P)和间隙水溶解性活性磷(SRP)中,且沉积物中变化量93.7％ 的磷在还原反应时不会释放到水体中;③上覆水总磷(TP)浓度变化的92％ 为上覆水的SRP,表明水-沉积物在该循环过程中以水溶性磷交换为主;④根据Fick第一定律得,还原阶段磷扩散通量最大值为0.58 mg·(m2·d)-1,而氧化阶段第7 d扩散通量约为0.16～0.22 mg·(m2·d)-1;氧化反应阶段,扩散通量随时间逐渐降低,还原阶段的变化趋势相反,表明还原状态会加速沉积物磷的扩散程度,而曝氧降低了沉积物磷扩散通量.