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南淝河是巢湖的一条重要支流,也是合肥市工业、生活废水外排巢湖的通道。近三十年来,南淝河水体富营养化现象日渐突出,其中尤以内源磷对水体富营养化的贡献不容小视。 本文以国家水专项城市主题(2008zx07316-004-3)为依托,对合肥市的二环西路一合九铁路桥清淤示范段的南淝河沉积物污染现状、磷的赋存形态及磷释放风险等内源磷污染方面进行研究。并通过实验确定了南淝河沉积物疏浚深度。
在示范段采集17个具有代表性的采样点,测定了其中13个采样点的TP、TN、有机质,并进行了相关性比较。结果表明:南淝河沉积物有机质含量6.88-43.85g/kg之间,平均含量为22.65g/kg;全氮在1.7-3.5g/kg之间,平均含量为2.47g/kg;总磷差异也很大,为419.21-1622.31mg/kg,平均含量895.44mg/kg。示范段污染分布整体呈现两头轻中间重的布局。南淝河沉积物有机质、全氮与TP三者间存在极显著或显著正相关关系。
采用连续提取法研究了南淝河沉积物表层及垂直剖面上磷的赋存形态。结果显示:南淝河表层沉积物各形态磷的含量高低大致为Fe-P>Al-P>De-P>Or-P>Ca-P>Ex-P>Oc-P。平均含量分别占总浸提量的46.50%、20.10%、16.53%、8.20%、7.03%、1.55%和0.07%。赋存形态含量分布说明南淝河沉积物中生物可利用磷含量很高。南淝河沉积物垂向上各形态磷的变化趋势与其TP垂直剖面上基本相同,表现为表层或亚表层富集,13cm或18cm以下含量趋于稳定或呈近线性递减的趋势,TP和磷形态的剖面变化充分揭示近年来人为输入对南淝河沉积物污染程度很深。
环境因子对沉积物磷的吸附-解吸影响研究实验得出:温度对底泥磷吸附-解吸具有重要的影响作用。温度升高,底泥SRP的解吸容量增大;上覆水pH值是影响南淝河底泥磷吸附.解吸的重要因素之一。酸性和碱性不利于底泥对SRP的吸附,上覆水在中性附近时底泥对磷的吸附量最大;扰动强度对底泥磷吸附解吸的影响很大,磷的解吸量随着扰动强度的增大而增大。
南淝河沉积物表层及垂向上磷对南淝河富营养化的影响研究得出:南淝河示范段表层沉积物磷释放风险指数(ERI)变化范围为8.20-56.93%,平均为28.82%。总体来说,南淝河表层沉积物磷释放诱发富营养化的风险处于高度风险范围。供试的代表性采样点垂直方向上的ERI具有相同的变化趋势,即从23-28cm开始ERI基本都变到较低风险区(ERI<10)范围内且保持稳定,据此可推断南淝河示范段23-28cm以下磷诱发富营养化风险较小,23cm以上由沉积物当中磷诱发的南淝河富营养化风险较大。相关分析得出南淝河示范段沉积物磷赋存形态与最大吸附磷量(DPS)、磷吸附指数(PSI)之间存在密切的相关性关系。
最后本文结合研究结论及南淝河示范段特征,给出了清淤建议深度。如西新庄靠西面的村口至清Ⅰ冲、清Ⅱ冲附近建议清淤30cm。