沸石覆蓋原位控制湖泊內(nèi)源中等活性有機磷遷移轉(zhuǎn)化

孫士權(quán)，蔣昌波，趙 剛，聶小保，譚萬春，萬俊力，余關龍

（長沙理工大學，水沙科學與水災害防治湖南省重點實驗室，湖南 長沙 410114）

沸石覆蓋原位控制湖泊內(nèi)源中等活性有機磷遷移轉(zhuǎn)化

孫士權(quán)，蔣昌波*，趙 剛，聶小保，譚萬春，萬俊力，余關龍

（長沙理工大學，水沙科學與水災害防治湖南省重點實驗室，湖南 長沙 410114）

為揭示湖泊內(nèi)源中等活性有機磷（MLOP）控制與釋放發(fā)生機制，采用室內(nèi)模擬試驗，研究沸石覆蓋原位控制湖泊內(nèi)源MLOP遷移轉(zhuǎn)化影響因子.結(jié)果表明：酸性水體促進內(nèi)源MLOP遷移，堿性條件下抑制其轉(zhuǎn)化，不同pH值試驗水體沉積物中內(nèi)源MLOP相對濃度為：［MLOP/TP］pH8＞［MLOP/TP］pH7＞［MLOP/TP］pH6；溫度明顯提高內(nèi)源MLOP遷移水平，低溫水體相對高溫水體沉積物中內(nèi)源MLOP含量較低，5℃條件下內(nèi)源MLOP遷移表觀量最大，其隨時間遷移量呈冪函數(shù)關系，可表示為［MLOP/TP］=0.2823T0.657（R2為0.9709）；好氧或厭氧條件下，內(nèi)源MLOP均發(fā)生遷移，且遷移特征和影響效能高度一致，遷移平衡后好氧環(huán)境內(nèi)源MLOP和厭氧內(nèi)源MLOP相對濃度呈線性相關，可表示為［MLOP/TP］好氧環(huán)境=1.0884［MLOP/TP］厭氧環(huán)境-0.0271（R2為99895）；光照因子促使內(nèi)源MLOP遷移，而避光和沸石粒徑因素對內(nèi)源MLOP遷移影響較??；底棲生物顫蚓通過爬行、攝食、掘穴、棲所建造及分泌排泄等一系列活動影響內(nèi)源MLOP遷移.沸石原位控制湖泊內(nèi)源MLOP遷移轉(zhuǎn)化效能較弱.

沸石原位控制；沉積物；中等活性有機磷；遷移轉(zhuǎn)化

隨著淺水湖泊外源污染得到有效控制，內(nèi)源生源要素污染成為影響水體富營養(yǎng)化的主導因素［1-3］.目前關于生源要素磷水環(huán)境循環(huán)研究較多，在總磷和無機形態(tài)磷研究方面取得重要成果［4-6］，但對于有機形態(tài)磷在水體中遷移轉(zhuǎn)化及控制研究較少［3］.目前湖泊沉積有機形態(tài)磷分級體系沿用Bowman-Cole提出土壤有機磷分級體系，將有機形態(tài)磷分為活性有機磷、中等活性有機磷、中等穩(wěn)定性有機磷和穩(wěn)定性有機磷［7］.中等活性有機磷較易于被植物分解利用［8-9］，其主要組分為酸提取有機磷（HCl-P0），具體成分以磷酸脂、磷脂、核酸、磷蛋白和磷酸糖類為主，多為易分解生物大分子，穩(wěn)定性差，在一定條件下可水解或礦化分解為溶解性小分子有機磷或溶解性磷酸根，并通過孔隙水遷移擴散［10］.中等活性有機磷遷移轉(zhuǎn)化與湖泊富營養(yǎng)化有著密切關系［11-13］.沸石為火山物質(zhì)蝕變沉積成巖產(chǎn)物，其結(jié)構(gòu)和組分特殊具有大量微孔，有良好物理吸附性能和離子交換作用，沸石覆蓋原位技術(shù)利用其物理、化學與生物作用控制沉積物總磷和無機磷向水體釋放［12-15］.對于沸石覆蓋控制湖泊底泥有機組分磷研究與相關理論鮮有報道.

本文研究了沸石覆蓋原位控制過程中湖泊沉積內(nèi)源中等活性有機磷遷移及影響因素，及原位技術(shù)控制內(nèi)源中等活性有機磷遷移轉(zhuǎn)化特征，旨在為湖泊沉積物中釋磷與控磷研究提供參考.

1 材料與方法

1.1 材料

長沙理工大學云影湖（113°E、28°11′N）區(qū)域相對封閉，水流滯緩、平均水深相對小，水環(huán)境容量和水體自凈能力差，水域面積4500m2，80%水域面積水深0.8～1.0m.水體中現(xiàn)有大型水生植物共6科6屬11種，以蘆葦、龍須眼子菜和穗花狐尾藻為優(yōu)勢種，目前水體屬于中等富營養(yǎng)化水體.依據(jù)《湖泊生態(tài)系統(tǒng)觀測方法》［16］進行樣品采集，沉積物柱芯樣采用自制型沉積物原狀采樣器采集，現(xiàn)場以20mm間隔分層；沉積物樣品裝入封口聚乙烯塑料袋后冷藏保存，回實驗室于-24℃冷凍保存待用.

顫蚓購自長沙花鳥魚蟲市場，實驗室馴化培養(yǎng).培養(yǎng)箱直徑500mm，高200mm.基質(zhì)為長沙理工大學云影湖表層松軟沉積物，基質(zhì)厚度100mm，上覆水為云影湖水，水深80mm.每天換水1次.每次試驗時，從培養(yǎng)箱取出部分沉積物，平攤于裝有1cm深蒸餾水的搪瓷托盤，用包裹硅膠的塑料鑷子挑取出長度1.5～3.5cm的成熟顫蚓（以出現(xiàn)環(huán)帶為成熟標志），直至所需數(shù)量，剩余顫蚓棄用.

試驗沸石樣購自河南信陽平橋區(qū)中原珍珠巖有限公司，粒徑1～3cm，分別經(jīng)6目（3.35mm）、14目（1.40mm）、20目（0.85mm）過篩，其化學成分主要有SiO2、Al2O3、Fe2O3、TiO2、CaO、K2O、MgO和雜質(zhì)等，各成分的含量分別為64%、12.84%、1.46%、0.08%、1.67%、3%、0.86%和16.09%.

試驗水樣取自長沙理工大學云影湖湖水.實驗期間湖水pH7.00～7.30，DO6.4～9.0mg/L；沉積物pH6.95～7.30，Eh值-205～150mV， MLOP/TP值0.25～0.31mg/mg，表層沉積物微偏堿性且處于氧化狀態(tài).試驗期間除氣溫變化較大外，云影湖水體中的pH值、DO和MLOP/TP值均處于穩(wěn)定狀態(tài)，說明在未經(jīng)沸石覆蓋的原狀底泥條件下，MLOP的表觀遷移轉(zhuǎn)化量較小，基本維持在一定的相對濃度.此自然條件可作為其他試驗組的對比試驗，考察MLOP的表觀遷移轉(zhuǎn)化的影響因子和特征.

其他試驗用水為去離子水.

1.2 實驗裝置和方法

沸石覆蓋控制水體內(nèi)源污染模擬試驗研究在圖1所示裝置內(nèi)進行，裝置均采用有機玻璃柱狀容器（D×H=200mm×300mm）.將處置后的底泥樣品均勻平鋪放入底部， 厚度為100mm.在底泥表面平鋪10mm厚度天然沸石層，以虹吸方式沿模擬裝置內(nèi)壁緩慢向容器內(nèi)注入試驗水樣，水深400mm.將裝置放入模擬環(huán)境中進行試驗.每間隔7d取沸石層下10mm處底泥20mL，陰干過100目篩（孔徑0.154mm）后進行分析和試驗.

其他試驗均以沸石覆蓋試驗為基礎的試驗.

pH值影響試驗：注入試驗用水后，定期（每天）補充酸堿試劑和試驗水樣使pH值及試驗水量保持恒定.

好氧或厭氧影響試驗：第1次運行時，向試驗裝置中通30min氧氣（O2%＞99%）和氮氣（N2%＞99%），每天補充試驗用水至刻度后再曝氣15min，保持水體DO＞8mg/L和DO＜0.2mg/L；每次取樣后分別曝氣30min.

圖1 試驗反應器示意Fig.1 The sketch of the reactor

溫度影響試驗：將反應器置入水浴鍋中，調(diào)節(jié)水浴溫度達到試驗要求溫度，范圍為5～25℃.

光照或避光控制：光照組將試驗反應器置于100W白熾燈下照射；避光組將試驗反應器置于避光實驗室內(nèi).

顫蚓生物擾動影響試驗：將顫蚓放入試驗反應器中，靜置片刻待顫蚓鉆入沉積物后，在不引起沉積物懸浮的前提下，用注射器沿反應器壁緩慢加入試驗水樣，上覆水深為400mm.試驗裝置用黑絨布包纏，只留上層水面透光，光照周期為12h：12h（光暗比）.

試驗水土比采用3：1來進行［17］.

以沉積物中MLOP濃度變化來反映沉積物MLOP表觀遷移水平（MLOP濃度以MLOP/TP相對濃度表示，消減總磷含量變化時對MLOP濃度的影響），繼而由MLOP/TP表觀遷移水平表征沸石覆蓋控制內(nèi)源MLOP釋放效能.

1.3 分析方法

試驗檢測指標有底泥中總磷、中等活性有機磷、水體中CODCr和葉綠素.沉積物中總磷按SMT協(xié)議［18］測定；沉積物中MLOP采用Bowman-Cole分級提取法分析測定，先稱取過100目篩風干土樣0.4g于25mL離心管中，于離心管中加1.0mol/L H2SO420mL，振蕩3h（25℃，200r/min）后離心（5000r/min，10min），沉淀經(jīng)0.5mL乙醇洗滌后晾干.轉(zhuǎn)移上清液，取10mL經(jīng)0.45um濾膜過濾后測定無機磷Pi2，另取10mL提取液測總磷TP2.沉淀風干后加0.5mol/L NaOH溶液20mL，振蕩6h（25℃，200r/min）后離心（5000r/min，10min），測定無機磷Pi3，則中等活性有機磷的含量為MLOP= TP2-Pi2+Pi3；水體中CODCr采用微波閉式消解儀法分析測定；葉綠素測定過程為：取一定量試樣并添加0.2mL碳酸鎂懸浮液，充分攪勻.經(jīng)0.45μm膜過濾，將濾膜放入研缽中，加入3mL丙酮溶液使濾紙全部浸濕，研碎濾膜后加90%丙酮溶液少許，使濾膜徹底研碎，用90%丙酮將濾膜與丙酮混合液洗入離心管，使離心管內(nèi)提取液體積不超過6mL，密封，置于4℃的暗處浸泡24h.4000r/min離心20min，上清液移入比色管，加少量90%丙酮溶液于原提取液離心管中，再次懸浮沉淀物并離心，合并上清液，此操作重復2～3次，最后將上清液定容至10mL.取上清液以90%丙酮溶液為對照溶液，讀取波長750， 663，645，630mm吸光值，測得水體葉綠素濃度.

2 結(jié)果與分析

2.1 底泥磷形態(tài)分布特征

長沙理工大學云影湖底泥中TP濃度達到1395.41mg/kg，具有較高的磷負荷.各形態(tài)有機磷含量依次為中等活性有機磷（MLOP）＞穩(wěn)定性有機磷（HROP）＞活性有機磷（LOP）＞中等穩(wěn)定性有機磷（MROP）.分別占總磷的29.89%、18.82%、10.22%和5.62%、3.20%和0.22 %.底泥中無機磷以鈣磷為主，鋁磷的含量最低（表1）.

對表1數(shù)據(jù)分析可知，試驗水體沉積物中TOP主要以中等活性和中等穩(wěn)定性有機磷形態(tài)存在， MLOP和HROP相對于LOP和MROP占總磷的比例大，這可能與湖邊綠化施肥水平升高，提高了中等活性有機磷占總有機磷的比例，而穩(wěn)定性有機磷的比例減少的結(jié)果與施肥水平反向類似，使得MLOP含量增加的結(jié)果類似.

表1 底泥各形態(tài)磷含量Table 1 The contents of different forms of P in sediment

2.2 水環(huán)境因子對MLOP遷移影響

研究成果表明［19-20］，水體環(huán)境條件的改變可以直接影響水體微生物、生物的生長、繁殖，如溫度變化可以刺激好氧微生物、藻類等細胞分裂的速度；而pH值、水中離子及營養(yǎng)成分改變對好氧微生物群落結(jié)構(gòu)分布起到重要作用；水中部分好氧微生物對有機質(zhì)物降解時優(yōu)先釋放有機磷［21-23］，因此，有機磷在水體中的空間和時間分布受環(huán)境因素的綜合影響.

圖2 不同pH值（pH±0.1）條件下底泥MLOP濃度隨時間的變化Fig.2 The change in the concentration of MLOP under different pH

圖2中，底泥中MLOP相對濃度均隨時間變化而變化.酸性條件，MLOP相對濃度升高，中性和堿性條件，MLOP相對濃度降低.在0～14d的起始階段，pH6和pH7水體環(huán)境條件下底泥中MLOP相對濃度總體變化規(guī)律近似，相對含量緩慢增加； pH8時底泥中MLOP相對濃度急劇減小，變化幅度較大.隨后試驗時間段內(nèi)（14～63d），pH6和pH7水環(huán)境條件下沉積物中MLOP相對濃度基本維持不變，pH6沉積物中MLOP相對濃度穩(wěn)定于起始的1.2倍水平，pH7沉積物中MLOP相對濃度平衡于起始的1.01倍水平.而對于pH8條件，沉積物中MLOP相對濃度隨時間變化較大，但相對濃度整體屬下降勢趨下，直至56～63d達到平衡，平衡時底泥中MLOP相對濃度為起始的四分之一.這可能是酸性環(huán)境下，鋁離子、鐵離子和酸性磷酸酶的濃度和數(shù)量增加，在pH較低時候，F(xiàn)e3+和Al3+易與磷酸鹽結(jié)合而阻止酶的水解作用［24］.酸性條件沸石覆蓋沉積物時，沸石具有富集金屬離子和腐殖質(zhì)作用，將提高沉積物對MLOP的保持力，從而降低MLOP的遷移轉(zhuǎn)化，因此在堿性條件下的MLOP遷移轉(zhuǎn)化高于中性和酸性.而高pH值水體中，羥基將和磷酸鹽競爭有機鍵或者金屬-有機鍵的結(jié)合點［25］，進一步促進MLOP的遷移轉(zhuǎn)化，可能的轉(zhuǎn)化物為NOP.

圖3 不同溫度（T±0.5℃）條件下底泥MLOP濃度隨時間的變化Fig.3 The change in the concentration of MLOP under different temperature

由圖3可知，水體溫度在5℃時，沸石覆蓋沉積物控制MLOP遷移轉(zhuǎn)化水平較低，沉積物中MLOP的相對濃度隨溫度升高而增加.低溫環(huán)境下（5℃），內(nèi)源MLOP相對濃度含量在0～35d試驗時間段內(nèi)呈冪函數(shù)下降（［MLOP/TP］= 0.2823T-0.654（T為時間；R2=0.9709）），在第35d達到最低相對含量，并在其后的時間段內(nèi)保持平衡.15℃和25℃中溫環(huán)境中沉積物中MLOP相對濃度遷移變化規(guī)律相似，0～28d試驗時間段內(nèi)15℃和25℃水環(huán)境條件水體內(nèi)源MLOP相對濃度隨時間呈指數(shù)函數(shù)降低趨勢（15℃和25℃關系式分別為［MLOP/TP］= 0.3805e-0.206T（R2= 0.9189）和［MLOP/TP］= 0.3798e-0.1759T（R2= 0.9664））；在28～63d試驗時間段水體內(nèi)源MLOP相對濃度均為先升高后降低，并在第56d達到平衡，在35～56d試驗時間段內(nèi)水體內(nèi)源MLOP相對濃度隨時間下降的關系為指數(shù)函數(shù)式（［MLOP/TP］= 0.2411e-0.1939T（R2= 0.9409）和［MLOP/TP］= 0.2835e-0.2115T（R2= 0.8233））.在不同的溫度條件下，模擬期內(nèi)MLOP/TP均呈降低并最終達到平衡狀態(tài)，然而平衡時沉積物中［MLOP/TP］5℃＜［MLOP/TP］15℃＜［MLOP/TP］25℃，此結(jié)果與關于有機磷隨溫度礦化程度增大的相關研究結(jié)果相悖.主要可能是溫度升高雖然活性酶活性增加，促進了MLOP遷移轉(zhuǎn)化，但隨著溫度升高沸石對Fe3+和Al3+以及腐殖質(zhì)的富集量增加，提高了沉積物對MLOP的保持力，減弱了因溫度引起MLOP遷移轉(zhuǎn)化的作用.但具體的機制還需進一步探討和研究.

由圖4可知，光照和避光條件下，內(nèi)源MLOP均發(fā)生遷移轉(zhuǎn)化.光照因子促進MLOP的遷移，0～21d初始階段，光照因子影響MLOP遷移轉(zhuǎn)化效果顯著，MLOP相對濃度與時間關系為指數(shù)函數(shù)，可表示為［MLOP/TP］= 0.3668e-0.2023T（R2= 0.9749）；21～63d波動階段，光照因子對MLOP遷移轉(zhuǎn)化產(chǎn)生抑制，MLOP相對濃度小幅上升，隨后光照因子強化了對MLOP促進轉(zhuǎn)化的影響，在波動階段MLOP相對濃度與時間關系呈指數(shù)函數(shù)關系，可表示為［MLOP/TP］= 0.2832e-0.2342T（R2= 0.9015）.避光因子對內(nèi)源MLOP的遷移轉(zhuǎn)化影響較不穩(wěn)定，直至試驗末仍無法觀測到其整體效能，可能是采集試驗檢測樣品過程中，攜進光照因子而產(chǎn)生試驗誤差.

如圖5所示，好氧條件相對于厭氧對內(nèi)源MLOP轉(zhuǎn)化效果影響稍微顯著.水體在好氧環(huán)境下，沉積物中微生物尤其是有機磷分解菌分解MLOP轉(zhuǎn)移至上覆水中，當沉積物表層Eh較高時（＞350mV），F(xiàn)e3+與MLOP部分分解產(chǎn)物磷酸鹽結(jié)合成新生態(tài)不溶磷酸鐵［26］，從而降低水體和沉積物中MLOP含量.此外，在厭氧環(huán)境下，底泥間隙水與表層上覆水的環(huán)境相似，使沉積物-水界面活性區(qū)消失［27］，間隙水中的MLOP通過濃度梯度向上覆水遷移過程中阻力減小，增強了沉積物中MLOP的遷移能力.本研究雖然分析了好氧和厭氧水體條件下MLOP遷移轉(zhuǎn)化過程，但還缺乏該時間段中沉積物中MLOP的礦化細菌和分解菌的相關研究，要精確了解MLOP在好氧和厭氧條件的遷移轉(zhuǎn)化機制，有必要進行進一步研究.

圖4 光照/避光條件下底泥MLOP濃度隨時間的變化Fig.4 The change of concentration of MLOP wita timh under light/ dark

圖5 好氧/厭氧條件下底泥MLOP濃度隨時間的變化Fig.5 The change of concentration of MLOP with time under aerobic/anaerobic conditions.

好氧條件相對于厭氧對內(nèi)源MLOP轉(zhuǎn)化效果有差別，但兩因子影響下的沉積物中MLOP相對濃度呈線性關系（［MLOP］好氧=1.0884［MLOP］厭氧-0.0271（R2= 0.9895）），影響效能趨勢高度一致.

2.3 水質(zhì)因子對MLOP遷移影響

由表2可得，試驗后期階段，光照試驗組中底泥MLOP/TP最小為0.066，水體中CODCr濃度和葉綠素含量呈明顯增加，CODCr濃度增幅143%，達到了100.801mg/L；葉綠素a、葉綠素b和葉綠素c含量分別達到了60.196、105.502、341.001mg/L.在pH值水平試驗組中，隨著pH值增加，底泥中MLOP/TP值逐漸減少，葉綠素隨之逐漸增加，CODCr濃度呈先減少后增加-N濃度變化趨勢同MLOP/TP亦逐漸減少，pH6試驗組中底泥MLOP/TP值最大為0.350，比空白底泥MLOP/TP值增加了0.049，其他試驗組MLOP/TP值為0.066～0.115mg/L.這可能是沸石原位控制沉積物MLOP轉(zhuǎn)化溶解態(tài)反應性磷釋放至水體，并為藻類等水生生物提供生長所需營養(yǎng)物，沉積物表層沸石亦是為水生生物生長吸附提供了良好環(huán)境，藻類生長吸收底泥釋放MLOP促進生長的同時亦對水體起到了凈化作用（表2，光照試驗組），藻類過量生長雖然吸收底泥釋放MLOP促進生長，但同時惡化水體（pH8試驗組）.相比中性與弱堿性，弱酸性條件抑制底泥MLOP釋放，藻類生長促進MLOP遷移，水體中CODCr和-N濃度對MLOP遷移轉(zhuǎn)化影響不明顯.而曝氣試驗組葉綠素含量在檢測限下，可能是曝氣強度大，產(chǎn)生強水動力擾動水體無法進行初級生產(chǎn).

表2 56～63d試驗組水體水質(zhì)特征Table 2 The features of water quality during 56～63d

2.4 覆蓋物沸石粒徑和底棲生物擾動因子對MLOP遷移影響

由圖6可知，不同粒徑沸石作用于試驗組后1周內(nèi)底泥MLOP均處于穩(wěn)定狀態(tài)，第2周內(nèi)迅速釋放，第3周后底泥MLOP濃度上下波動幅度大，MLOP轉(zhuǎn)化活躍.有研究表明粒徑對沸石覆蓋層控制底泥總磷釋放存在一定的影響，即顆粒越小沸石構(gòu)成的覆蓋層越密實，控制效果越好［11］.而本試驗表明粒徑大小對底泥MLOP遷移轉(zhuǎn)化并無明顯影響.

顫蚓引起的生物擾動對沉積物MLOP遷移轉(zhuǎn)化起著明顯的促進作用，如圖7所示.MLOP遷移轉(zhuǎn)化速率與數(shù)量密度成正相關，ρ=1，ρ=2ind./ cm2均是在第56d，轉(zhuǎn)化量達到最大值，均為0.190mg/mg；與空白相比，1ind./cm2時引起的沉積物中MLOP釋放增量平均為0.189mg/mg，2ind./cm2時則為0.192mg/mg.顫蚓密度為1，2ind./cm2時，在試驗時間段（0～63d）內(nèi)源MLOP相對濃度均隨時間變化呈對函數(shù)下降（ρ=1ind./ cm2：［MLOP/TP］= -0.0793lnT + 0.3218（R2= 0.8123）；ρ=2ind./cm2： ［MLOP/TP］= -0.0844lnT + 0.2733（R2= 0.9084））.

圖6 不同沸石粒徑下底泥MLOP濃度隨時間的變化Fig.6 The change of concentration of MLOP under different particular size of zeolite

圖7 不同顫蚓水濃度下底泥MLOP濃度隨時間的變化Fig.7 The change of concentration of MLOP under different density of tubificids

顫蚓是試驗水體底棲動物的優(yōu)勢種，雖個體較小，其活動可使沉積物物理結(jié)構(gòu)發(fā)生細微變化，并影響到沉積物的物化性質(zhì).研究發(fā)現(xiàn)［17，32-33］，顫蚓擾動使沉積物的含水率和孔隙率增加明顯，并且表層沉積物總磷和有機磷有所降低，該現(xiàn)象表明顫蚓擾動對沉積物磷釋放具有一定的促進作用.

顫蚓顯著促進中等活性有機磷遷移轉(zhuǎn)化的原因，除了攪動底泥，加快處于底層的有機磷遷移轉(zhuǎn)化到亞表層，最終釋放到水中的過程以外，還可能與生態(tài)習性及新陳代謝有關，包括通過爬行、攝食、掘穴、棲所建造及分泌排泄等一系列活動有關［33-35］.試驗過程中顫蚓在沉積物-沸石-水界面上形成棕紅色的蚓糞，因此，顫蚓的新陳代謝亦可能造成表層沉積物MLOP含量降低而形成遷移轉(zhuǎn)化.

3 結(jié)論

3.1 湖泊沉積物有機磷含量隨著水體有機污染程度的增加而增大.長沙理工大學云影湖沉積物中TOP主要以中等活性和中等穩(wěn)定性有機磷形態(tài)存在.

3.2 在沸石原位控制沉積物試驗中，pH值不同時，MLOP遷移隨pH值升高而加速.與pH7和pH8水環(huán)境相比， pH6條件下沉積物中的MLOP占總磷的比例呈平緩增加趨勢.

3.3 溫度環(huán)境因子促進了沸石原位控制沉積物吸附過程中的MLOP遷移轉(zhuǎn)化，是影響有機磷礦化的主要因素之一.在不同的溫度條件下，試驗水體沉積物中的MLOP/TP均呈降低并最終達到平衡狀態(tài)，平衡時：［MLOP/TP］5℃＜［MLOP/TP］15℃＜［MLOP/TP］25℃，此結(jié)果表明釋放與控制的協(xié)同作用決定水體中的MLOP濃度.但具體的機制還需進一步探討和研究.

3.4 水環(huán)境厭氧（曝氮）或好氧（曝氧）條件下，沸石原位控制沉積物過程中均發(fā)生了MLOP遷移轉(zhuǎn)化.厭氧狀態(tài)比好氧狀態(tài)更易于MLOP遷移轉(zhuǎn)化.但兩因子影響下的沉積物中MLOP平衡相對濃度呈線性關系.

3.5 光照通過作用于水生植物或微生物的活動間接影響底泥中MLOP的釋放.在無微生物狀態(tài)下，底泥中MLOP的釋放幾乎為零.

3.6 顫蚓生命活動擾動底泥，加快處于底層的MLOP遷移轉(zhuǎn)化到亞表層，并通過爬行、攝食、掘穴、棲所建造及分泌排泄等一系列活動在沉積物-沸石-水界面上形成棕紅色的蚓糞造成表層沉積物MLOP含量降低而形成遷移轉(zhuǎn)化.

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Influencing factors of zeolite in-situ remediation system to control moderately labile organic phosphorus migration and transformation in shallow water.

SUN Shi-quan， JIANG Chang-bo*， ZHAO Gang， NIE Xiao-bao， TAN Wan-chun，WAN Jun-li， YU Guan-long

（The Water Wand Science and the Water Disaster Prevent and Control Key Laboratory of Hunan Province， Changsha University of Science and Technology， Changsha 410114， China）.

China Environmental Science， 2015，35（2）：550～557

To unravel the mechanism of the control and release of the endogenous moderately labile organic phosphorus（MLOP） in the lake， the factor， which influenced the migration and transformation of endogenous MLOP using in-situ zeolite capping control， was studied. The results of the laboratory simulation of in-situ zeolite controling endogenous pollutions in lakes indicate that acidic water bodies promoted endogenous MLOP migration while alkaline conditions hindered it， and the relative concentrations of endogenous MLOP in sediments， under different pH conditions， were［MLOP/TP］pH8＞［MLOP/TP］pH7＞［MLOP/TP］pH6； temperature significantly increased the migration level of endogenous MLOD： the content of endogenous MLOP in sediments in low-temperature water bodies was lower than that in high-temperature ones. On condition of 5 ℃， the endogenous MLOP showed the highest apparent migration， and it also presented a power function relationship with the migration over time， which could be described as［MLOP/TP］=0.2823T0.657（R2was0.9709）； the endogenous MLOP migrated under aerobic or anaerobic conditions； the migration features and the impact performance were highly in accordance. After the migration balance， the endogenous MLOP in aerobic and anaerobic conditions displayed a linear correlation， which could be described as［MLOP/TP］aerobic=1.0884［MLOP/TP］anaerobic-0.0271（R2was0.99895）； illumination promoted the migration of endogenous MLOP， while dark condition and zeolite particle size showed relatively low influence. The migration and transformation efficiency of endogenous MLOP controlled， in-situ， by zeolite showed to be weak.

zeolite in-situ remediation system；sediments；moderately labile organic phosphorus；migration and transformation

X703

A

1000-6923（2015）02-0550-08

孫士權(quán)（1980-）男，安徽淮北人，講師，博士，主要從事水環(huán)境與水體修復研究.發(fā)表論文30余篇.

2014-05-28

國家自然科學基金項目（51309032，51239001，51308069，51408068）；“港口、海岸及近海工程”省級重點學科開放課題

* 責任作者， 教授， jcb36@163.com