上覆水磷浓度对沉积物孔隙水中磷垂向分布的影响

肖 洋， 李一彤， 张涛涛， 沈 菲

(1.河海大学 水文水资源与水利工程科学国家重点实验室， 江苏 南京 210098； 2.长江保护与绿色发展研究院， 江苏南京 210098； 3.河海大学 水利水电学院， 江苏 南京 210098； 4.常州市武进区水利局规划建设管理科， 江苏 常州 213000)

1 研究背景

水体中过量的磷会造成水体富营养化，给水生态安全造成威胁[1-3]。水体中溶解态磷除赋存在上覆水及悬沙中以及被下层沉积物吸附，还会通过扩散作用进入沉积物孔隙水中[4]。因此，探究磷在水和沉积物两相间的分配规律，有助于深入理解磷在水体中的迁移转化过程，为水体富营养化的预防和治理提供科学依据。

沉积物对水体中磷的吸附过程会对磷在水和沉积物两相间的分配产生直接影响[4-5]。已有研究表明，水体含沙量、上覆水磷浓度、水动力条件和温度、pH等环境因素均会对沉积物吸附磷的过程造成影响[4-8]，而在稳定的环境条件下，上覆水磷浓度是影响沉积物吸附磷的主要因素[7]。前人研究发现，随着上覆水初始磷浓度的升高，单位质量泥沙的平衡吸附量增大[6-8]，而其单位质量泥沙的平衡吸附量的增大速率随吸附时长的增加而逐渐减小[9-15]。有学者进一步探索发现，泥沙对磷的吸附量占初始磷的比重随着初始磷浓度的增大而逐渐降低[2，16]。然而，以往研究大多通过室内实验关注沉积物对上覆水中磷的总吸附过程，很少考虑磷在沉积物孔隙水中的垂向分布，这限制了对磷在上覆水-沉积物间分配规律的深入理解。……