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酸碱度对山地农村沟渠底泥营养盐动态迁移的影响

龚云辉 刘云根 杨思林 王妍 王玉莹 杜鹏睿

龚云辉, 刘云根, 杨思林, 王妍, 王玉莹, 杜鹏睿. 酸碱度对山地农村沟渠底泥营养盐动态迁移的影响[J]. 浙江农林大学学报. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200709
引用本文: 龚云辉, 刘云根, 杨思林, 王妍, 王玉莹, 杜鹏睿. 酸碱度对山地农村沟渠底泥营养盐动态迁移的影响[J]. 浙江农林大学学报. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200709
GONG Yunhui, LIU Yungen, YANG Silin, WANG Yan, WANG Yuying, DU Pengrui. Effects of pH on the dynamic migration of nutrient salts in the sediment of ditches in mountain rural areas[J]. Journal of Zhejiang A&F University. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200709
Citation: GONG Yunhui, LIU Yungen, YANG Silin, WANG Yan, WANG Yuying, DU Pengrui. Effects of pH on the dynamic migration of nutrient salts in the sediment of ditches in mountain rural areas[J]. Journal of Zhejiang A&F University. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200709

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酸碱度对山地农村沟渠底泥营养盐动态迁移的影响

doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200709
基金项目: 国家自然科学基金资助项目(41761098;21767027);云南省基础研究计划(2018FG001-049);云南省教育厅科学研究基金资助项目(2019Y0131)
详细信息
    作者简介: 龚云辉(ORCID: 0000-0003-2886-0785),从事水生态环境保护研究。E-mail: 1341310581@qq.com
    通信作者: 刘云根(ORCID: 0000-0002-9257-6132),副教授,博士,从事小流域山地农村污染治理及湿地生态修复研究。E-mail: henrryliu1008@163.com
  • 中图分类号: S153.6

Effects of pH on the dynamic migration of nutrient salts in the sediment of ditches in mountain rural areas

  • 摘要:   目的  酸碱度是影响沟渠底泥营养盐迁移释放的关键性因子。探究不同pH条件下山地农村沟渠底泥营养盐释放迁移的动态变化,为农村生态环境治理提供理论依据。  方法  采集滇池流域典型山地农村沟渠底泥,通过室内模拟实验测定未灭菌与灭菌处理下不同pH (5.5、7.5、9.5、11.5)条件的底泥、上覆水中营养盐含量,估算底泥-水界面营养盐释放通量。  结果  底泥中总氮质量分数随着pH升高而减少,未灭菌组强碱性(pH 11.5)和酸性(pH 5.5)条件下总氮释放通量分别是对照(pH 7.5)的8和4倍,灭菌组均为对照的2倍。上覆水中溶解性总磷质量浓度和释放通量随pH升高而增加,未灭菌组强碱性(pH 11.5)和弱碱性(pH 9.5)条件下溶解性总磷释放通量分别是对照的12和4倍,灭菌组分别是对照的30和15倍;未灭菌组溶解性总磷释放通量高于灭菌组。冗余分析表明:酸性条件促进底泥中钙结合态磷(Ca-P)的释放,碱性(pH≥9.5)条件促进总氮、总磷和铁铝结合态磷(Fe/Al-P)的释放,中性(pH 7.5)条件对底泥中氮/磷释放影响较小。  结论  碱性(pH≥9.5)和酸性显著促进山地农村沟渠底泥中氮磷营养盐释放,中性条件下释放量最小。底泥灭菌处理降低了不同pH下的微生物活性,阻碍山地农村沟渠底泥中氮磷向上覆水体迁移释放。图6表1参36
  • 图  1  不同pH条件下底泥总氮、总磷质量分数变化

    Figure  1  Characteristics of TN and TP contents in sediment under different pH conditions

    图  2  不同pH条件下上覆水中总氮变化特征

    Figure  2  Variation characteristics of total nitrogen in overlying water under different pH conditions

    图  3  不同pH条件下上覆水中总氮的释放通量

    Figure  3  Total nitrogen release flux in overlying water under different pH conditions

    图  4  不同pH条件下上覆水中溶解性总磷变化

    Figure  4  Characteristics of total dissolved phosphorus in overlying water under different pH conditions

    图  5  不同pH条件下上覆水中溶解性总磷的释放通量

    Figure  5  Total dissolved phosphorus release flux in overlying water under different pH conditions

    图  6  检验pH对沟渠底泥中氮/磷的影响

    Figure  6  Test result of pH's influence on nitrogen and phosphorus in ditch sediment

    表  1  沟渠营养盐基本理化指标

    Table  1.   Basic physical and chemical indexes of nutrients in ditch

    指标底泥上覆水
    TN/(mg·kg−1)TP/(mg·kg−1)${{\rm{NH}}_4^{+} }$-N/(mg·L−1)DTP/(mg·L−1)TP/(mg·L−1)TN/(mg·L−1)
    最大值5 618.121 854.2181.640.190.23113.12
    最小值4 875.081 548.2356.340.110.19 69.12
    平均值5 016.601 760.2272.290.150.20 97.22
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-11-13
  • 修回日期:  2020-03-22
  • 网络出版日期:  2021-04-27

酸碱度对山地农村沟渠底泥营养盐动态迁移的影响

doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200709
    基金项目:  国家自然科学基金资助项目(41761098;21767027);云南省基础研究计划(2018FG001-049);云南省教育厅科学研究基金资助项目(2019Y0131)
    作者简介:

    龚云辉(ORCID: 0000-0003-2886-0785),从事水生态环境保护研究。E-mail: 1341310581@qq.com

    通信作者: 刘云根(ORCID: 0000-0002-9257-6132),副教授,博士,从事小流域山地农村污染治理及湿地生态修复研究。E-mail: henrryliu1008@163.com
  • 中图分类号: S153.6

摘要:   目的  酸碱度是影响沟渠底泥营养盐迁移释放的关键性因子。探究不同pH条件下山地农村沟渠底泥营养盐释放迁移的动态变化,为农村生态环境治理提供理论依据。  方法  采集滇池流域典型山地农村沟渠底泥,通过室内模拟实验测定未灭菌与灭菌处理下不同pH (5.5、7.5、9.5、11.5)条件的底泥、上覆水中营养盐含量,估算底泥-水界面营养盐释放通量。  结果  底泥中总氮质量分数随着pH升高而减少,未灭菌组强碱性(pH 11.5)和酸性(pH 5.5)条件下总氮释放通量分别是对照(pH 7.5)的8和4倍,灭菌组均为对照的2倍。上覆水中溶解性总磷质量浓度和释放通量随pH升高而增加,未灭菌组强碱性(pH 11.5)和弱碱性(pH 9.5)条件下溶解性总磷释放通量分别是对照的12和4倍,灭菌组分别是对照的30和15倍;未灭菌组溶解性总磷释放通量高于灭菌组。冗余分析表明:酸性条件促进底泥中钙结合态磷(Ca-P)的释放,碱性(pH≥9.5)条件促进总氮、总磷和铁铝结合态磷(Fe/Al-P)的释放,中性(pH 7.5)条件对底泥中氮/磷释放影响较小。  结论  碱性(pH≥9.5)和酸性显著促进山地农村沟渠底泥中氮磷营养盐释放,中性条件下释放量最小。底泥灭菌处理降低了不同pH下的微生物活性,阻碍山地农村沟渠底泥中氮磷向上覆水体迁移释放。图6表1参36

English Abstract

龚云辉, 刘云根, 杨思林, 王妍, 王玉莹, 杜鹏睿. 酸碱度对山地农村沟渠底泥营养盐动态迁移的影响[J]. 浙江农林大学学报. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200709
引用本文: 龚云辉, 刘云根, 杨思林, 王妍, 王玉莹, 杜鹏睿. 酸碱度对山地农村沟渠底泥营养盐动态迁移的影响[J]. 浙江农林大学学报. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200709
GONG Yunhui, LIU Yungen, YANG Silin, WANG Yan, WANG Yuying, DU Pengrui. Effects of pH on the dynamic migration of nutrient salts in the sediment of ditches in mountain rural areas[J]. Journal of Zhejiang A&F University. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200709
Citation: GONG Yunhui, LIU Yungen, YANG Silin, WANG Yan, WANG Yuying, DU Pengrui. Effects of pH on the dynamic migration of nutrient salts in the sediment of ditches in mountain rural areas[J]. Journal of Zhejiang A&F University. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200709

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