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河流沉积物作为水环境的基本组成部分,可以指示河流源区的物质组成,也能揭示人类活动对汇水区的影响。同时,河流沉积物又是流域内许多有毒有害物质的汇。通过监测河流沉积物中毒害物质的组成,可以较为准确地评价流域内水污染状况的空间差异,甚至可以有效地追踪污染来源。而且河流沉积物的物质组成比较稳定,季节性的变化很小,因此通过监测河流沉积物来评价流域的水环境质量有其独特的优势。 磷作为自然界中的重要营养元素,是造成湖泊、水库、河口及近岸水域富营养化、导致有害蓝藻及赤潮频繁频发的关键因素。河流沉积物中磷形态的分布,会影响到河流中磷的界面交换及生物利用,进而影响到磷的输送、循环和海陆相互作用。 本文以秦淮河流域为研究区,系统采集秦淮河干流及主要支流的表层沉积物样品,分析沉积物的元素组成及磷形态组成,探索沉积物的地球化学特征及磷形态的分布特征,并且利用流域内土地利用资料,探索各形态磷的来源及其主要影响因素。主要结论如下: 1.受人类活动及自然因素的共同影响,秦淮河沉积物中Zn、Cu、Pb、Sn、Sb、Bi、Se、Cd、Ag、 Hg等毒害微量元素表现出不同程度的富集。上游主要受农业活动影响,下游受工业活动及城市污水排放影响显著。 2.沉积物粒径主要受物质来源及水动力条件影响。沉积物元素含量与粒径分布密切相关。分布于粗颗粒的元素有CaO、MgO、Cl、Sr、Na2O、S、Zr、SiO2,而F、Fe2O3、Ni、Sc、Rb、Y、Al2O3、Nb、Be、Ga等元素分布于细颗粒物质中。 3.沉积物中磷以无机磷为主,占总磷的60%-90%。各形态的磷含量差别很大,按照绝对含量,Fe-P> Ca-P> OP> Res-P> Al-P> L-P> RS-P。从空间分布上,Fe-P、Ca-P、OP、Al-P、L-P表现出与总磷相似的空间分布情况,下游含量多,上游含量相对低。活性强的L-P及Al-P占TP的比例在下游显著增加,而Ca-P及Res-P等稳定态的磷在下游的比例反而有所下降。 4.磷形态与沉积物物质组成有密切的关系。各形态磷与一些微量元素显著相关显示了它们的同源性。下游地区OM与TP、RS-P的相关较高,S、N与OP的相关性显著。另外,Ti与L-P及Al-P的高相关性,可能是含Ti矿物对这两种形态磷的吸附所致。 5.土地利用方式通过影响河流的物质来源而影响水质及沉积物。Hg含量与建成区的面积比例有显著的正相关。但河水TP与建成区比例的相关性为0.75,说明土地利用方式对水质有直接影响,但磷形态与土地利用方式相关性不明显,这是因为河水与沉积物磷的迁移转化复杂,土地利用方式对沉积物磷形态的影响是间接的。 6.秦淮河沉积物上覆水pH与Al-P、Ca-P、IP及TP有显著的负相关关系(p<0.01),而与L-P、RS-P及OP负相关程度也较显著(p<0.05),表明上覆水的pH对沉积物的释放有重要的影响。 7.秦淮河水质指标的季节性差异较大,说明少数几次的采样监测不能客观地评价流域内的水质状况。