973计划课题
2004年度总结报告
项目名称：湖泊富营养化过程与蓝藻水华暴发机理研究 课题名称：湖泊水－沉积物界面过程对营养物迁移转化影响研究 课题编号：2002CB412304 课题负责人：金相灿 刘建彤 课题依托单位：中国环境科学研究院
中国科学院水生生物研究所
二零零四年十二月十五日
本课题自2003年启动以来，紧紧围绕国家需求、课题任务书的任务要求和目前国际、国内的研究进展，开展了大量的野外调查检测、室内分析和模拟试验研究工作。下面从以下几个方面，对整个第四课题在2004年度的研究工作做一概括性总结。
一、年度计划执行情况 1．年度计划完成情况
1.1课题拟完成的研究内容和预期目标
根据课题任务书的要求，本课题第二年度应完成下列研究内容。
1.1.1 掌握水体理化因素和生物因素对生源要素在水-沉积物界面形态转化的影
响；
1.1.2 研究富营养化条件下，水-沉积物界面微生态结构的维持机理； 1.1.3 确定污染湖区主要生源要素的形态与生物可利用性之间的关系； 1.1.4 掌握跨介质间营养物的动态赋存以及热力学平衡与营养状态的关系； 1.1.5 在国内外核心刊物上发表文章4篇，其中中国环境科学研究院和中科院水
生生物研究所分别发表2篇。 1.2 课题完成的研究内容和目标
1.2.1浅水湖泊水-沉积物界面物质交换过程及其水动力影响机制
现场调查采样，分析，完成冬、夏两季样品采集工作，进行实验室内外分析数据的初步整理。初步总结完成沉积物-水界面氧化还原条件的控制机理研究。 1.2.2 湖泊营养物的微生态转化及生化动力学
针对长江中下游的五大浅水湖泊（滇池、洪泽湖、洞庭湖、巢湖和太湖）和两个城市湖泊(武汉月湖和南京玄武湖) 进行现场调查采样、分析，进行实验室内外分析数据的整理，总结长江中下游湖泊的基本理化特征和营养状况；同时重点研究太湖不同富营养水平湖区，分春夏秋冬四季对太湖流域的梅梁湖鼋头渚、梅梁湾小丁湾、梅梁湖蠡园、贡湖、东太湖等湖区进行野外调查，分析上覆水、沉积物样品中各种理化性质。并从底栖动物、着生藻类和微生物三方面进行水－沉积物界面的微生态结构的调查；开展实验室内的模拟研究，研究环境因子对湖泊水－沉积物界面磷交换的影响。
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1.2.3 湖泊水－沉积物界面地球化学过程对湖泊富营养化的影响
水体理化因素对生源要素在水－沉积物界面形态转化的影响；跨介质间营养物的动态赋存以及热力学平衡与营养状态的关系；系统研究生源要素在浅水湖泊水－沉积物界面的形态转换机理；模拟研究确定不同形态P的存在形式对其生物有效性的影响。
1.2.4重污染湖区营养元素生物可利用性的限制因素和转化作用
模拟研究确定不同形态N、P的存在形式对其生物有效性的影响。确定污染湖区主要生源要素的形态与生物可利用性之间的关系。
2、工作进展
2.1浅水湖泊水-沉积物界面物质交换过程及其水动力影响机制
样品采样和工作量
2002年10月, 2003年1月和2004年3月在太湖，巢湖和龙感湖完成了三次采样，共采集湖水样品近100个，孔隙水样品200多个，沉积物柱13个。采集了太湖周围河水样品36个，在太湖生态站还收集雨水样品。
主要完成的实验有：N、P的形态分析，铁锰形态分析, 溶解有机质(TOC)及C、N的同位素分析。
实验方法
根据各湖的水文特点和富营养化程度，分别在太湖、巢湖、龙感湖选取(T1、T2、T3、T4、T5、T6)、4(C1、C2、C3、C4)、2(L1、L2)代表性采样点(图1)，先后于2003年1月(枯水期)和2003年7月(丰水期)利用全球定位系统(GPS)分别对以上三湖表层和底层水样进行采集，样品滴加数滴氯化亚汞保存(4℃)。采集到的水样一部分直接用于测定总磷(TP)，另一部分经0.45μ醋酸纤维滤膜过滤后测定可溶性反应磷(SRP)、溶解性总磷(TDP)等项目。SRP用钼锑抗分光光度法测定，TP和TDP用过硫酸钾消解法测定(GB 11893-89)。颗粒磷(PP)为TP和TDP的差值，溶解有机磷(DOP)为TDP和SRP的差值。利用高温催化氧化方法分析了水中的溶解有机碳(DOC)的含量。
沉积物样品在室内利用冷冻干燥仪干燥，干燥后的样品利用玛瑙研钵研细待用(粒径<125μm)。称量1.0 g 干样，根据SEDEX法对沉积物中不同形态的磷进行分类，连续提取并分析了沉积物中的弱吸附态磷、铁结合态磷、自生磷灰石及残留态磷的含量。另外，分别称取两份0.5 g干样，对其中一份进行灰化(灰化温度：500℃；灰化时间：2小时)，然后利用酸提法(1M HCl，提取时间：16小时)分别对其中的总磷(灰化样品，Ptot)和无机磷(未灰化样品，Pin)进行提取和分析，
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最后由总磷和无机磷的差值获得有机磷(Porg)的含量。所有样品各形态磷含量的分析均采用比色法, 分析结果表示为干样的磷含量(mg/g)。
其它元素分析：称取定量干样，利用3 M HCl浸泡24小时除去无机碳，经超纯去离子水清洗去除盐酸后冷冻干燥，最后利用元素分析仪分析沉积物有机碳的含量(w(Corg)/%)和有机碳氮的原子比(n(Corg)/n(Norg))，并通过计算得到有机碳磷的原子比(n(Corg)/n(Porg))。另外，利用超纯稀HNO3酸化(3%，V/V)CDB溶液(铁结合态磷提取剂)，并经原子吸收仪测定其中的铁含量(w(FeCDB)/(mg/g))，最后计算出CDB溶液铁磷的原子比(n(FeCDB)/n(PCDB))。
重要结论
(1) 不论是枯水期还是丰水期，太湖水体磷的主要组成部分都为颗粒磷；巢湖和龙感湖，枯水期，磷的主要组成部分也为颗粒磷，而丰水期却以溶解性总磷为主。枯水期溶解有机磷较高，而丰水期可溶性反应磷含量却较高。初步研究认为：丰水期藻类爆发不仅可能促进水体中其它形态的磷向可溶性反应磷的转化，而且还可能导致沉积物中内源磷向上覆水体的释放。
无论是枯水期还是丰水期，表层和底层水体所测项目的变化不大，受水深变化的影响较小。浅水湖泊体系的水动力条件较强，水体混合比较均匀，所以水体的各种物化参数一般变化不大。
枯水期，三湖各采样点除太湖T6点TP以TDP为主要组成部分以外(97%)，其余各点TP都是以PP为主(25-85%)。太湖从西北—东南由藻型湖泊—草型湖泊过渡，同时人为污染的程度也在逐渐减小，而T1-T6正好也是从西北—东南分别分布。由T1-T6太湖水体中TP的含量都是逐渐降低，这与人类活动影响的程度和太湖营养类型的分布一致。T6点为典型草型湖泊，也是太湖重要的淡水水源区。大型水草有利于悬浮颗粒物的沉淀和吸附，在一定程度上减少了水体悬浮颗粒物的负荷，因此，也降低了水体中PP的含量。巢湖为典型藻型湖泊，水体较浅，水动力较强，湖底表层沉积物的再悬浮作用显著，所以PP的含量较高。龙感湖虽然是典型的草型湖泊，由于受气候因素的影响，在采样的过程中，湖面逐渐吹起了大风，风浪的搅动作用导致了湖底表层沉积物的再悬浮，因此，由L1-L2水体PP的含量显著升高。
丰水期，太湖各点TP都以PP(55-85%)为主，T1-T6的变化趋势与枯水期一致，而巢湖和龙感湖以TDP(35-80%)为主。由于入湖径流的侵蚀，太湖丰水期TP和PP的含量较枯水期高，T1-T3点丰水期DTP较高，而T4-T6枯水期和丰水期相差不大，枯水期略高一点，反映了丰水期侵蚀作用的影响。巢湖和龙感湖的情况与太湖恰恰相反，这可能是与当时的气候因素有关。2003年夏季，安徽普降大雨，入湖径流流量增大，巢湖最大水位可达7.5 m。长时间的阴雨天气能
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够导致大量污染物被淋滤侵蚀，少量营养物质可能也以溶解态的形式迁移入湖，致使巢湖TP以TDP为主。另外，夏季藻类的大量繁殖生长死亡，这些有机残体的分解可使大量有机磷释放出来，也可导致TP以TDP为主。龙感湖较高的TDP可能就是由水生植物的降解而造成的。
值得注意的是各湖DOP和SRP的变化，枯水期DOP较丰水期高出许多，而丰水期SRP也较枯水期高出许多。各湖除太湖T1-T3点丰水期DTP较枯水期高，可能是由于污染所致以外，其余各点枯水期和丰水期相差不大，由此可以排除污染因素。那么，是什么原因导致枯水期和丰水期各湖DOP和SRP发生如此巨大的变化呢？据周易勇、谢丽强等在武汉东湖的研究证实，在藻类繁茂时，藻类不仅可以促进其它形态的磷向可溶性反应磷的转化，而且还可促使沉积物中磷向水体的释放。其一，藻类的新陈代谢作用可以释放大量的碱性磷酸酶，碱性磷酸酶可促使其它形态的磷向可溶性反应磷的转化。其二，藻类强烈的光合作用可导致水体的pH值升高，促使金属化合物胶体沉淀，由此被胶体所吸附的磷便被释放出来。其三，藻类旺盛的新陈代谢作用可吸收大量的氮，相比之下磷的吸收较少，也使磷的含量相对增加。太湖、巢湖、东湖等都为长江中下游的浅水湖泊，不同的只是东湖同时还是个城市湖泊，所以东湖发生的藻类促使沉积物中磷释放以及水体中磷转化的现象，在其它类似的湖泊中也会发生。丰水期采样时太湖和巢湖藻类繁茂，已经出现了严重的“水华”现象，那么藻类的爆发可能是水体中SRP含量增高的主要原因。同时，夏季也是藻类生物量较大的季节，可以造成大量有机质的积累，而有机质降解可以促使有机磷的降解释放。另外，大量有机质的降解可以消耗大量氧气，促使水体由好氧转化为厌氧，降低氧化还原电位，导致铁结合态磷(FeP)的还原释放。在风平浪静的条件下，太湖全湖水—沉积物界面氧化还原电位值平均为189 mV，处于弱还原状态，而表层沉积物迅速降为-200 mV，处于强还原状态，这些条件都有利于FeP的还原释放。另据本次水体溶解有机碳的分析，太湖全湖溶解有机碳的含量较高，变化范围为3.87~7.26 mg/l，平均为4.75 mg/l，说明水体有机质发生着比较强烈的降解作用。FeP是太湖沉积物中磷形态的主要组成部分，夏季太湖有机质大量的积累和降解，可能会引起FeP的还原释放，从而可能对水体的营养状态有着重要的影响。而且，夏季湖水温度升高，生物作用旺盛，底栖生物的扰动作用、微生物的新陈代谢作用以及由此产生气体(CH4、H2S、NH3等)的释放作用等都可能对沉积物中磷的内源释放有一定的影响。
(2) 磷在沉积物早期成岩作用研究表明, 湖泊内源自生有机质降解时有机磷的优先释放。无机磷，特别是铁结合态磷，在氧化还原条件变化的情况下，能够
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通过沉积物—水体界面被再次释放到水体中去，这个过程可能对湖泊的水体质量和营养状况有一定的影响。
太湖五里湖表层沉积物中总磷的含量较高，变化范围为2.05~4.05 mg/g，平均约为2.80 mg/g。总磷和无机磷之间存在着较好的相关关系(R=0.97)，说明沉积物中总磷的含量主要由无机磷控制。总磷和无机磷的垂直空间上变化一致，由底部向上含量先降低后逐渐升高，在9cm处升至最高4.02 mg/g，向上逐渐降低，在顶部降至最低2.72 mg/g。有机磷的含量相对较低(10~30%)，由底部向上逐渐升高，中部有波动，反映了有机质降解程度逐渐减弱的趋势。在浅水湖泊体系中，顶部0~10 cm沉积物中的磷能够参加整个湖泊的新陈代谢作用，这部分沉积物中的磷可以随时间的变化而逐渐释放，最终导致这部分沉积物中磷的含量逐渐降低。总磷和无机磷几乎都是在9cm处为峰值，说明这部分沉积物中的磷可能已经有了较大的释放。太湖水体浅，风浪大，水动力强，沉积物的再悬浮作用显著，可以促进有机质的降解和悬浮颗粒物的水解，而在这些过程中必然伴随着有机磷和无机磷的释放。虽然如此，但是9cm以上沉积物中磷的总体含量还是比9cm以下的高些，说明了磷的积累以及输入的增大。 I无机磷的形态与垂直分布
根据SEDEX法对磷形态的分类，太湖五里湖湖区沉积物的无机磷主要由弱吸附态磷、铁结合态磷、自生磷灰石及残留态磷等组成。弱吸附态磷(Loosely sorbed or exchangeable P，Pex)主要指被沉积物中的氧化物、氢氧化物以及粘土矿物颗粒表面等吸附的磷。物化条件如温度、pH值、水动力条件及生物扰动作用等因素，都可导致这种形态的磷向上覆水体的扩散，从而对水体的营养状况有着一定的影响。有机磷的降解释放，铁结合态磷的还原释放等作用，都可导致弱吸附态磷含量的增高。剖面弱吸附态磷含量较低，由底部向上逐渐升高，至4cm处升至最高(0.14 mg/g)，随后随着剖面含水率的增大由于孔隙水的稀释作用而减小。自生磷灰石(Authigenic or biogenic apatite P，Paut)主要指自生成因或生物成因的自生磷灰石，以及与自生碳酸钙共同沉淀的磷。一般被看作是永久性的磷汇，但在弱酸条件下可以产生一定的释放。形成自生磷灰石必须具备很高的磷酸盐浓度，促使磷灰石晶核形成和晶体沉淀，而有机磷的降解释放和铁结合态磷的还原释放等都可促使自生磷灰石的形成。剖面自生磷灰石含量较高，变化趋势和铁结合态磷十分相似，说明铁结合态磷的还原释放可能对自生磷灰石的形成具有一定的影响。残留态磷(Detrital apatite P，Pdet)主要指外源输入的变质岩或火成岩岩石中的磷灰石，以及与粘土矿物结合或存在与其它矿物相中且不溶于弱酸的磷，可以反映流域侵蚀速率的大小和侵蚀程度的强弱。剖面残留态磷含量极低且比较稳定，由底部至顶部变化不大，反映流域的侵蚀变化相对较小。铁结合态磷
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(Fe-bound-P，Fe-P)主要指易与铁的氧化物或氢氧化物结合的磷，在有氧环境下被认为是一种永久性的磷汇，而在厌氧环境中被看作是一种暂时性的磷汇。剖面铁结合态磷含量较高，是无机磷的主要组成部分(75~85%)，也是总磷的主要组成部分(55~75%)。铁结合态磷与总磷和无机磷之间具有较好的相关关系(R=0.97，0.99)，变化趋势与总磷和无机磷的变化趋势一致。CDB溶液提取的铁主要为铁的氧化物和氢氧化物，可能含少量铁的硫化物和被黏土矿物颗粒所吸附的铁。CDB溶液中铁的含量较高，一般都在10 mg/g附近变化，最高可达16.3 mg/g，说明CDB溶液对铁的氧化物和氢氧化物提取效率较高。在顶部1-3 cm，向上扩散的Fe(Ⅱ)可能被氧化为Fe(Ⅲ)而固定下来，导致顶部沉积物铁含量的升高，往下铁含量逐渐趋于稳定。铁的氧化物和氢氧化物对磷酸盐具有较强的吸附性，对于氧化层向上扩散的磷酸盐来说，铁是作为一种捕获陷阱而存在的，可以吸附并固定迁移的磷酸盐。与结晶态铁相比，无定形态铁具有更大的表面面积，所以对磷具有更大的吸附能力，这可反映在铁磷原子比的变化上。所有CDB溶液铁磷的原子比值都较小，介于2.0-5.3之间，说明被CDB溶液提取的铁主要是以无定形态存在的，而不是以结晶态存在的，并且铁的氧化物和氢氧化物与磷酸盐之间的吸附可能已经达到了平衡状态。铁结合态磷为太湖五里湖表层沉积物中磷存在的主要形式，如果氧化还原条件发生变化，这部分磷可能由于铁的还原溶解而被释放到孔隙水中，并且能够通过扩散作用等方式经由沉积物—水体界面再次被释放到水体中去，这个过程可能对湖泊的营养状况和水体质量有着重要的影响。 II有机磷的垂直变化
有机碳、有机碳氮和碳磷原子比可以用来反映沉积物中有机质的特征，有机质降解程度的大小以及有机磷的地球化学行为。有机碳的含量变化较小，相对比较稳定(2.8-4.0%)。顶部至12 cm有机碳含量总体比较稳定，中间偶有波动，可能反映了有机质的堆积过程；12-14 cm有机碳含量迅速降低，可能反映了有机质的迅速降解过程；14 cm至底部有机碳含量趋于稳定，可能反映了沉积环境逐渐趋于稳定的特点。除底部个别点可能受陆地外源输入影响较大，或是藻类降解过程中含氮蛋白质优先释放氮，致使有机C/N原子比值较高以外，整个剖面有机C/N原子比值介于8.8-10.6之间，并且变化较小，说明沉积物中的有机质主要以湖泊内源自生为主，受陆地外源输入的影响较小，以及在早期成岩作用过程中没有发生明显的有机质的选择性降解。淡水湖泊生物有机微粒的C/P原子比值一般为100左右，而剖面有机C/P原子比值都大于100，介于135-320之间。由顶部至底部比值大小变化频繁，但总体趋势为比值逐渐增大，可能反映了早期成岩作用过程中有机质降解程度的逐渐增大，以及在此过程中有机磷的优先释放。较高的有机C/P原子比显示了较高的湖泊初级生产力，同时也反映了人为营养物质输
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入的增加。另外，顶部沉积物的有机C/P原子比值也较大，可能反映了有机质由水体向沉积物沉降的过程中已经由部分有机质发生降解，并且在此过程中也伴随着有机磷的释放。
有机碳与总磷和无机磷具有显著的正相关关系(R=0.88，0.84)，说明有机质可能对总磷和无机磷起到了一定的控制作用。同时，有机碳与有机磷也存在着较好的正相关关系(R=0.62)，说明有机质可能是有机磷的主要来源。在总磷轴上存在较大的正截距 (1.8 mg/g)，说明沉积物中存在一定数量不明来源的无机磷，这可能也意味着人为营养物质的输入。另外，还可以发现无机磷和有机磷与有机碳的关系图上，有机碳轴上分别具有一段较小的正截距，即沉积物中没有无机磷和有机磷时，还可发现少量有机碳存在(分别为1.2%，1.6%)，说明有机质降解时有机磷的优先释放，并且这种释放主要是以无机磷形态进行的。同时也说明利用酸提法提取无机磷时，部分有机磷确实由于水解而被提取。另外，沉积物中的一些细菌在有氧条件下可以吸收过多的磷，这些磷以有机聚磷酸盐形态被储存起来。在厌氧条件下，细菌可以以这些有机磷为能量进行新陈代谢作用。这样，这些有机磷便以无机磷形态再次被释放出来，这个过程可能促进了沉积物中不同形态磷之间的迁移和转化。
2. 2湖泊营养物的微生态转换过程及生化动力学（中国环科院） 2.2.1长江中下游浅水湖泊理化特征研究
研究目的
长江中下游地区是我国湖泊最为集中、人类活动与湖泊关系最为密切的地区，我国的5 大淡水湖有4个分布于此，1 km2 以上的湖泊有651个。目前长江中下游地区湖泊面临的最主要的问题之一是富营养化和蓝藻水华暴发。 长江中下游地区的湖泊主要为浅水湖泊。与深水湖泊相比，浅水湖泊单位水体具有更大的沉积物-水接触面积比例，具有更高的透光层深度/水深比例，更强烈和频繁的水土界面物质交换，更复杂的生态类型，众多研究表明，在外源逐步得到控制的情况下，沉积物作为内源对上覆水体释放氮和磷的作用会渐显重要，成为维持上覆水营养状态的重要来源。沉积物的理化性质既是人类活动对湖泊影响的历史记录指标，也是研究氮、磷水—沉积物界面与间隙水的迁移转化以及磷的赋存形态等的基础信息，因此加强湖泊沉积物理化性质的研究对把握湖泊水污染发生机制，控制湖泊富营养化具有重要意义。
研究内容
对长江中下游的洞庭湖、鄱阳湖、巢湖和太湖四个重要的浅水湖泊和两个城
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市湖泊，南京的玄武湖和武汉的月湖为研究对象，详细分析了各湖泊沉积物的理化性质，并讨论了湖泊沉积物理化性质与所处地区土壤的关系及其流域特点。同时分析了理化性质与磷形态之间的关系。
研究方法
2004年3月在洞庭湖、鄱阳湖、巢湖、太湖、玄武湖和月湖进行了采样。用彼得森采泥器采集表层10cm的沉积物样品。从每个样点采集后装入封口塑料袋中，放入装有冰袋的保温箱暂存。样品运回实验室后，放入FD-1冷冻干燥机中真空干燥，用木棒分散、过筛(60目和100目两种)，保存在磨口玻璃瓶中备用。为了保证采样点的准确性，所有采样点均使用全球卫星定位系统（GPS）进行采集定位，同时结合1：50000地形图进行校正。
沉积物有机质总量的测定采用经典的重铬酸钾法；阳离子代换量采用EDTA─铵盐快速法；颗粒组成的测定方法参照金相灿等《湖泊富营养化调查规范》；粘土矿物组成采用X射线衍射法，测试参照标准为：SY/T 5163-1995；沉积物化学组成的测定采用电感耦合等离子体发射光谱仪（ICP–AES PS—950），依据地矿部：DZG 20.01–90方法；沉积物中总磷的测定采用欧盟推荐的SMT方法。
重要结论
(1) 研究区内长江中下游湖泊沉积物的理化特征为：总磷含量为307.43～1454.39mg/kg，阳离子交换量为8.61～25.28 meq/100g土，有机质总量为0.25%～7.38%，其组分以胡敏素为主；沉积物的颗粒组成以粉砂级和粘粒级为主，占到64～98%，粉砂级占到50～70%；粘土矿物以伊利石/蒙脱石混层为主，其次是伊利石、绿泥石和高岭石；沉积物中主要的氧化物为SiO2、Al2O3和TFe2O3，变化较大的成分为SiO2、Al2O3和TFe2O3，MnO和CaO变化不大，TiO2基本没有变化。
(2) 在长江中下游地区不同湖泊中沉积物的理化性质存在较大差异，且与污染程度密切相关。按污染程度由高到低，从月湖、玄武湖、太湖、洞庭湖、鄱阳湖到巢湖，沉积物中的总磷、阳离子交换量、有机质总量、Al2O3和TFe2O3含量都呈现出逐渐降低的趋势，沉积物的颗粒组成则由细变粗。
(3) 沉积物中细颗粒越多，有机质含量越高，阳离子交换量越大，铁铝氧化物含量越高的湖泊，其总磷含量也就越高，湖泊污染越重。 2.2.2 太湖东北部沉积物理化特征及其与磷形态关系研究
研究目的
太湖是我国第三大淡水湖，流域人口密集、经济发达，人类活动对于太湖的干扰较为严重，其中富营养化问题尤为突出。为了保护与治理太湖的生态环境，
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已开展了大量的研究。但从研究内容看，多集中于水体中的营养元素对水体富营养化的影响，对沉积物理化性质与富营养化之间关系的研究相对较少。
众多研究表明，在外源逐步得到控制的情况下，沉积物作为内源对上覆水体释放氮和磷的作用会渐显重要，成为维持上覆水营养状态的重要来源。沉积物的理化性质既是人类活动对湖泊影响的历史记录指标，也是研究氮、磷水—沉积物界面与间隙水的迁移转化以及磷的赋存形态等的基础信息，因此加强这方面的研究对把握湖泊水污染发生机制，控制湖泊富营养化具有重要意义。
研究内容
针对太湖东北部五里湖、梅梁湾、西山和贡湖四个湖区的沉积物进行了以理化性质分析为主的研究，同时与不同形态磷含量、分布结果相联系来分析沉积物理化性质与富营养化之间的关系。
研究方法
2004年3月在太湖的梅梁湾、五里湖、西山和贡湖四个湖区的八个点进行了采样。沉积物样品的采集和处理，以及沉积物理化性质分析同2.2.1。
重要结论
(1) 研究区内太湖沉积物的理化特征为：总磷含量为307.43～1454.39mg/kg，阳离子交换量为15.18～22.68 meq/100g土，有机质总量为1.66%～3.45%，其组分以胡敏素为主；沉积物的颗粒组成以粉砂级和粘粒级为主，占到54.39～76.83%；粘土矿物以伊利石/蒙脱石混层为主，其次是伊利石、绿泥石和高岭石；沉积物中主要的氧化物为SiO2、Al2O3和Fe2O3，变化较大的成分为SiO2、Al2O3和Fe2O3，MnO和CaO变化不大，TiO2基本没有变化。
(2) 在太湖不同湖区中沉积物的理化性质存在较大差异，随着沉积物中总磷含量的降低，沉积物中的阳离子交换量、有机质总量、Al2O3和Fe2O3含量都呈现出逐渐降低的趋势，而沉积物的颗粒组成则由细变粗。
(3) 磷的形态以无机磷为主；在污染沉积物中Fe/Al-P的含量和所占百分比都明显升高，有机磷的含量升高但所占百分比降低，Ca-P变化不大；在相对清洁的沉积物中Ca-P与有机磷所占比例相对高（实际上Ca-P变化也不大），Fe/Al-P比例较低；沉积物中污染增加主要造成Fe/Al-P升高。沉积物的理化特征与磷的赋存形态之间关系密切，CEC、OM、TP、Fe/Al-P和IP之间都呈较好的正相关关系。沉积物中细颗粒越多，有机质含量越高，阳离子交换量越大，铁铝氧化物含量越高的湖泊，其总磷含量也就越高，湖泊污染越重。 2.2.3 典型浅水湖泊水-沉积物界面的微生态结构调查
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研究目的
泥水界面的生物群落对营养物质的迁移和转化起重要的作用，同时又受到水体营养水平和底泥理化性质的影响。本项研究希望通过对水-沉积物界面微生态结构的调查，找到表征湖泊富营养化的生物指标；同时探讨水-沉积物界面不同营养水平下微生态结构的差异性。
研究内容
本研究内容的重点放在太湖流域。依据太湖不同的富营养化程度，采集太湖柱状沉积物样和表层沉积物样，分析太湖沉积物中吸附态磷化氢的时空变化及垂直分布特征；测定表层沉积物中代表性微生物的时空变化特点；探讨磷化氢与微生物的相关关系；同时分析太湖中不同富营养化区域中固着藻类的分布情况，通过研究固着藻类的分布情况，考察太湖中固着藻类的种群分布与富营养化程度之间的关系。
研究方法
界面微生态调查主要针对微生物、固着藻类和底栖生物进行分类鉴别。太湖沉积物中痕量磷化氢的监测及自然界磷化氢生成机理的探索。采用柱前两次低温冷阱富集及硫酸消解法测定了沉积物中的痕量磷化氢，解决了痕量磷化氢定量困难的问题。探讨了磷化氢与微生物之间的相关关系，探讨了磷化氢生成的机制。
重要结论
总体来看，水－沉积物界面生物的种类和数量与季节和环境因子的关系很大；同时富营养化程度越高的湖泊，沉积物样品中微生物的数量越多，寡毛类生物（如耐污种颤蚓）越多，而大型底栖动物和底栖藻类越少。
调查了太湖沉积物中3、6、9月份中磷化氢和代表性微生物（好氧菌、厌氧菌、放线菌、有机磷细菌、无机磷细菌、硝化细菌、反硝化细菌、亚硝化细菌）的分布状况。测定了太湖柱状沉积物中的磷化氢，结果表明磷化氢在太湖柱状沉积物中普遍存在，其含量随沉积物取样深度和点位的不同而变化。分析了表层沉积物中的代表性微生物，发现微生物在不同点位的分布差异较大，微生物的数量和分布与沉积物污染程度、营养盐状况有关。沉积物中磷化氢与微生物的相关性分析表明磷化氢与磷细菌及厌氧微生物之间呈较好的线性相关性，为进一步探讨磷化氢的生成机制提供了较好的前提。
2.2.4光照对界面生物结构和磷释放以及底泥中磷的形态转化的影响
研究目的
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蓝藻水华暴发有明显的季节性，环境因子（如光照、温度、风浪扰动等）对该过程影响很大。本研究的目的就是要研究温度和光照条件对水－沉积物界面P释放的影响，对界面微生物、固着藻类和水体中着生藻类结构、数量的影响，对界面氧化还原电位的影响，对水体中溶解氧和pH的影响等。
研究内容
本实验设计光照强度分别为0、2800、3800、4800、5800lux，温度分别为250C和280C。本研究的实验用泥采自梅梁湖。实验开始时，对实验用泥的理化性质、有机质组成、金属氧化物的含量以及底泥的表层结构(扫描电镜)进行了分析，同时还对底泥中总磷及各形态磷的含量进行分析；实验用水采用去离子水。实验过程中每天检测上覆水体中溶解性总磷的含量，同时测量上覆水体中Eh和pH。实验结束后，对底泥中总磷和各形态磷以及水体中Do含量进行了测定；对上覆水体、沉积物表面的着生藻类进行计数，对沉积物表面的细菌进行计数，同时对着生藻类和细菌进行尽可能的鉴别分类。实验进行27天，直至水体中溶解性总磷的含量达到平衡为止。
重要结论
(1) 在浅水湖泊中，沉积物释放量的变化趋势与光照强度呈负相关，而与底栖藻类的生长量呈正相关。考虑到底栖藻类对沉积物中磷具有吸收同化的作用，认为底栖藻类成为了阻挡磷从沉积物向上覆水释放的一个生物“屏障”，光照强度通过底栖藻类的生物作用，间接地限制了沉积物中的磷向上覆水中释放，这是本研究提出的一个对浅水湖泊磷释放动力学和富营养化的新认识。
(2) 通过光照强度对上覆水中pH值变化的研究，pH值变化总的规律是水体偏碱性，升高趋势顺序为：高光强组>低光强组>无光组。
(3) 沉积物总磷和磷形态变化的结果表明，在浅水湖泊沉积物磷释放的过程中，无机态磷通过藻类同化作用转化为有机态磷的过程要大大强于有机态的磷通过物理化学和微生物作用转化为无机态磷的过程。旺盛的生物作用相对更有利于钙结合态磷的释放，而铁铝等结合态的磷酸根离子的释放能力则相对较弱。 2.2.5 光照对水-沉积物界面吸磷过程和上覆水质的影响
研究目的
湖泊沉积物是湖泊营养的内负荷，我国绝大多数湖泊属于磷限制。外源营养物的不断输入是导致沉积物中磷大量累积的主要原因，而在外来营养源得到控制后,沉积物中磷的释放又成为湖泊水体中磷的重要来源之一，对水体的营养水平
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有着不容忽视的影响。因此，研究磷在水-沉积物界面吸收和释放，以及影响该过程的生物和环境因素非常重要。
溶解氧含量是影响磷在水-沉积物界面交换过程的重要因素。目前研究很多，特别是对含磷废水去除工艺的研究中。但将上覆水体中溶解氧含量与光照强度两者结合起来，研究有光和黑暗条件下，富氧和缺氧环境对磷在该界面的吸收过程的影响则很少。我国长江中下游地区主要以浅水湖泊为主，夏季是水华暴发的多发季节，光照强度强，即使沉积物表层在水华暴发期间处于厌氧状态，光照仍然可能穿过水体到达沉积物表层。因此针对我国浅水湖泊的特征，通过室内模拟试验，研究富氧和缺氧环境对有光和黑暗条件下,上覆水质的变化和沉积物对磷吸收的影响是本篇文章的重点。
研究内容
通过室内模拟试验，研究富氧和缺氧环境对有光和黑暗条件下,上覆水质的变化和沉积物对磷吸收的影响。
研究方法
将经预处理的实验用上覆水沿壁缓慢加入到采集的柱状沉积物中，以避免表层沉积物的再悬浮，加入的水柱高度为30cm，并标记刻度。放入充气管于上层水中，有六组实验泥柱通入纯度为99%的氮气，维持试验系统的缺氧状态，其中三根置于一定的光照强度下，另外三组置于黑暗培养；另外六组实验泥柱通入空气，维持系统的好氧状态，也分为有光和无光两组实验设置。通空气组实验装置除采样外一直开动充气泵，通氮气组每天早、午、晚各通气一次，通气时间为1小时。同时取原水样分析起始DO、TP、溶解性总磷(DTP)、溶解性无机磷(DIP)和总氮(TN)。此后每天定时采集上覆水30ml用于测量上覆水TP和DIP变化，用人工配制的高浓度磷酸盐湖水补充至水面刻度。每两天测量上覆水体pH和DO含量。实验温度维持在25±3℃，有光组的光强为2400-2600lux，光暗比为12:12。
实验结束后，将各处理组中的沉积物按每2cm分层，并参照《湖泊富营养化规范》进行预处理，用SMT方法分析各层沉积物中总磷及各种磷形态的含量。
重要结论
(1) 实验用沉积物中的磷形态以Ca-P为主，占总磷量的58.27%，Fe/Al-P和OP则分别占总量的20.71%和21.02%；
(2) 当人为持续不断地加入高浓度的溶解性无机磷酸盐时，不论是富氧、缺氧，还是有光、无光，上覆水体中的磷酸盐都能够被沉积物吸收，但吸收量和吸
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收速度各不相同；
(3) 光照对缺氧环境的上覆水体中pH和DO含量有影响，光照使上覆水体中的pH升高，同时还能够使缺氧实验系统内的DO含量增加；光照对上覆水体中溶解性磷酸盐的含量变化影响显著。当人为不断地加入高浓度的DIP时，无论富氧还是缺氧实验系统在有光环境下都可以使上覆水中的DIP含量维持相对较低的水平。
(4) 光照对沉积物吸收上覆水中DIP的影响受缺氧和富氧环境的限制。在富氧环境下，有光条件下沉积物中TP的增加量低于无光条件，其中光照对Fe/Al-P和OP的增加量影响不大，对Ca-P的增加量影响较大；缺氧环境下，有光条件明显增加了沉积物中TP含量，在各形态磷的增加量来看，光照对Ca-P增加量的影响最为显著，其次是Fe/Al-P，有光条件下沉积物中OP含量明显下降。
2.2.6 好氧和缺氧条件对有光条件下水-沉积物界面释磷过程的影响
研究目的
以往众多研究表明，溶解氧条件对水土界面营养物质交换的影响是非常重要的，所得的结论也存在一定差异。以前的研究认为，水土界面的溶解氧条件可决定界面磷交换的方向。好氧条件下沉积物处于氧化状态，三价铁离子与磷结合，形成易沉积得磷酸铁，界面的磷释放受到抑制；而厌氧条件下不溶性的Fe(OH)3还原为可溶的二价铁离子，使铁结合态磷大量释放进入水体。近年来研究认为除厌氧条件释放磷外，好氧条件也可以少量的释放磷。总得来说，溶解氧浓度通过改变界面氧化还原状态对铁离子价位变化产生决定性的影响，并进一步影响潜在可释放的铁结合态磷的界面交换作用。
太湖平均水深1.9m，最大水深2.6m，属于典型的大型浅水湖泊。风浪扰动作用强烈，复氧程度高，不仅表层甚至水体底部溶解氧含量也常年处于充足状态。近20年来，太湖沿湖地区工农业迅猛发展，太湖接纳的废、污水量逐年增加，营养严寒量逐年上升，富营养化现象日益严重，甚至时有发生大面积的“水华”暴发。据2000年统计结果，太湖有85%的水域为富营养水平。梅梁湾湖区位于太湖北部沿岸区，是太湖著名的风景名胜区，周边人类活动剧烈，工农业、航运、渔业、旅游等行业交叉，因此带入湖水大量污染物，近十年来水质基本保持在劣V类水平，水体富营养化现象严重，夏季几乎全湖都能看到有水华现象发生。在水化暴发时，大量藻类聚集于一个水域内，进行剧烈的呼吸作用，水体会迅速变
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为缺氧状态。因此，研究溶解氧条件对太湖沉积物-水界面磷交换的影响可以进一步揭示太湖内源营养物质释放机理。
研究内容
通常的溶解氧研究避光条件下完成，但是在实际情况中，水华通常发生在光照条件较好的日间，更由于太湖水浅，光照条件对底层水土界面也存在一定影响。为了更接近自然的水土界面释放环境，本文通过室内模拟实验，以太湖沉积物原状泥柱和湖水为研究对象，研究了在光照下，不同溶解氧条件对沉积物-水界面磷交换量的变化及差异的影响。
研究方法
研究方法同2.2.6。
重要结论
磷能够在缺氧环境下从沉积物释放到上覆水体，但在好氧环境很难释放。沉积物中有机质的分解可以释放CO2，并且通过试验结束后沉积物的分层理化性质分析发现，不论好氧还是缺氧，沉积物中的有机质含量都有不同程度的降低。因此，在有光条件下，一些藻类能够适应缺氧环境，并利用沉积物中释放的可溶性磷和CO2进行光合作用，而好氧状态由于上覆水中可利用的溶解性磷的含量很少，导致藻类数量很少。根据实验结束后对上覆水体和沉积物表层沉积物样品进行电镜监测，缺氧环境中藻类的数量远高于好氧环境。因此缺氧环境中可溶性磷的含量较好氧环境少，但总磷含量较好氧环境多。由于藻类的光合作用，导致缺氧状态下上覆水体的pH值和DO含量在实验开始20天后略有增加。同时由于沉积物中有机物的分解导致沉积物pH值的降低，促进了Ca-P 和Fe-P 向沉积物表层的流动，当沉积物表层处于富氧状态时，Fe-P富集在表层，引起沉积物表层Fe-P含量的增加；当沉积物表层处于缺氧状态时Ca-P 和Fe-P 可以穿过沉积物-水界面进入上覆水体。因此当水体处于缺氧状态时，光照将进一步促进湖泊上覆水体水华的暴发。
2.2.7 溶解氧含量对有光条件下水-沉积物界面磷交换过程的影响
研究目的
众多研究表明，磷是导致水体浮游藻类异常增殖并造成湖泊水体富营养化的重要控制因子。在富营养化的进程中，外源磷会不断沉积在沉积物中，此时沉积物作为磷的“汇”，水-沉积物界面主要发生磷的吸附过程；在一定条件下沉积物
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中的磷又会释放到上覆水中，沉积物便成为磷的“源”，这时水-沉积物界面主要发生磷的释放过程，甚至导致水华现象的发生。磷在水-沉积物界面交换规律对于揭示其对富营养化和蓝藻水华暴发的影响非常重要，可以为湖泊内源污染治理提供科学依据。
环境因子的变化，对湖泊尤其是浅水湖泊水-沉积物界面磷交换具有重要的影响作用，水体中的溶解氧浓度是环境因子中比较易发生变化的一个。以往研究表明，溶解氧浓度通过改变界面氧化还原状态对铁离子价位变化产生决定性的影响，并进一步影响潜在可释放的铁结合态磷的界面交换作用。本文通过室内模拟实验，以太湖沉积物原状泥柱和湖水为研究对象，研究溶氧条件对水-沉积物界面磷交换及沉积物中总磷和磷形态变化规律的影响。
研究内容
有光条件下, 溶解氧含量对水-沉积物界面磷释放和磷吸附过程的影响，分别采用重度和轻度两种营养水平的原状柱状沉积物，每组过程又分为好氧环境和厌氧环境两种情况进行模拟实验。
重要结论
(1) 本实验沉积物样品各形态磷含量结果显示，在TP含量小于500mg kg-1的健康沉积物中，Ca-P为主，潜在可释放的Fe-P较少；在TP含量达到1500mg kg-1的富营养化沉积物中，磷主要以潜在可释放的Fe-P为主，而Ca-P只占很少的部分。
(2) 好氧环境下界面磷交换过程发生迅速，总的来说偏向于发生吸附过程；而厌氧环境下则交换过程缓慢，偏向于发生释放过程。好氧环境下达到磷交换反应平衡的时间大大快于厌氧环境。
(3) 释放实验中水-沉积物界面磷表现为由固相向液相转化的趋势，这种趋势好氧环境要强于厌氧环境；吸附实验中，水-沉积物界面磷表现为由液相向固相转化的趋势，这种转化趋势在好氧环境下要高于厌氧环境。
(4) 释放实验中沉积物中Fe-P含量的变化情况表现为好氧条件下减少，厌氧条件下，略有增加；吸附实验中，好氧组与厌氧组的Fe-P含量都大量增加，这种趋势好氧条件比厌氧条件更强烈。释放实验中Ca-P含量少量减少且减少量基本相同，溶氧条件对沉积物中Ca-P含量变化没有显著影响；吸附实验中，Ca-P含量有所增加且增加量基本相同，说明溶氧环境对Ca-P含量的变化没有显著影响。释放实验中，不同溶氧条件下OP都有所减少，且好氧环境要大大高于厌氧
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环境；吸附实验中，好氧组沉积物中OP含量略有增加，而厌氧环境下OP含量有所减少。
(5) 释放实验中两种溶氧环境下磷形态在组分上变化幅度只有1%左右，说明溶氧浓度对沉积物中各类形态磷的组分变化影响并不十分显著。吸附实验中，好氧环境下健康湖泊沉积物中磷形态组分变化只是在Fe-P和OP之间发生，潜在可释放磷源在组分上没有明显变化；厌氧环境下健康湖泊沉积物中磷形态组分变化主要表现为OP组分减少，较稳定的Ca-P组分增加，潜在可释放的磷源（Fe-P+OP）组分减少。
2.3 湖泊水－沉积物界面地球化学过程对湖泊富营养化的影响 2.3.1 粒径对湖泊沉积物磷形态和磷酸盐吸附影响研究
研究目的
粒径组成是沉积物非常重要的特征之一，不同粒径的沉积物颗粒具有不同的比表面积和重量，因而具有不同的特征，对磷营养盐在固液界面上交换的影响也存在差异。一般来讲，吸附颗粒中粘粒含量高，表面积大，则表面能强，对磷的吸附量就越大。然而针对不同粒径湖泊沉积物吸附磷的研究并不多见。因此就不同粒径的湖泊沉积物中磷的赋存形态进行研究，对认识磷在湖泊生态系统中的循环机理具有非常重要的理论和现实意义。另外通过对不同污染程度的两个湖泊沉积物不同粒径部分各形态磷的含量及其所占比例的分析，来揭示湖泊沉积物粒径组成与其磷赋存形态间关系，为探明湖泊沉积物—水界面磷的循环机理提供科学依据。本文试图通过实验模拟的方法研究不同粒径湖泊沉积物对磷的吸附，探讨湖泊沉积物粒径组成对其吸附磷的影响。
研究内容
(1) 粒径对湖泊沉积物磷形态影响研究; (2) 粒径对湖泊沉积物磷酸盐吸附影响研究;
重要结论
（1）五里湖与贡湖沉积物不同粒径部分磷含量的差异主要在I-P， O-P含量相差不大；各形态磷含量均为五里湖大于贡湖；
（2）五里湖沉积TN、TP、有机质以及各形态磷的85％以上是分布在细颗粒中，而贡湖沉积物，仅有50－60％左右分布在细颗粒中，而分布在粗砂粒中的比例均最低。
（3）不同粒级五里湖和贡湖沉积物对磷的吸附动力学曲线和吸附等温线曲
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线，具有相似的变化趋势；
（4）每一粒级的吸附量、吸附速率和吸附效率均为贡湖沉积物高于五里湖沉积物；各粒级的变化趋势均为粘粒级>细砂粒级>粗纱粒级>粉砂粒级；
（5）各粒级中粉砂粒级SiO2含量最高可能是其对磷的吸附量、吸附速率和吸附效率在各粒级中最低的原因。
2.3.2 DOM对沉积物吸附磷影响研究
研究目的
长期以来，科学家一直非常重视磷在湖泊水—沉积物界面吸附行为的研究，但是，磷的吸附/解析机理并没有被彻底被认识。80年代以后，国外关于DOM的报道急剧增加，但我国仍然很少开展这方面的研究，特别是关于沉积物中DOM对其吸附磷影响的研究报道更少。因此，研究沉积物中DOM对其吸附磷的影响具有重要的意义。拟以湖泊沉积物为研究对象，探讨DOM对其吸附磷酸盐的影响。
重要结论
（1）DOM没有改变沉积物吸附磷的等温线和动力学曲线的基本趋势； （2）DOM促进了沉积物对磷的吸附，提高了沉积物吸附磷的效率； （3）DOM总体上提高了沉积物吸附磷的速率，特别是提高了0-0.5小时内的吸附速率；
（4）严重污染的五里湖，DOM对其吸附磷的影响大于中营养水平的东太湖。
2.3.3长江中下游浅水湖泊沉积物对磷的吸附特征研究
研究目的
长江中下游地区是目前我国浅水湖泊最集中的区域。伴随着近20年来的经济发展，湖泊水环境日趋恶化，不少湖泊富营养化形势严峻，水质性缺水在很多地区已经严重制约了地方经济的可持续发展，已经成为我国突出的湖泊富营养化灾变区域。近年来，虽然针对沉积物对磷的吸附，国内外已有一些研究，但关于沉积物对磷的吸附特征以及与其组成之间关系的报道并不多见。基于此，研究了长江中下游浅水湖泊沉积物对磷的吸附特征，并分析了与其组成间关系。
重要结论
（1）长江中下游浅水湖泊表层沉积物对磷的吸附动力学实验结果揭示，沉
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积物对磷的吸附主要在前10小时内完成，并逐渐达到吸附平衡。不同取样时间段沉积物对磷的吸附速率结果显示，沉积物对磷的吸附主要发生在0.5h内。
（2）等温吸附实验结果发现，长江中下游浅水湖泊表层沉积物的本底吸附态磷与其有机质、CEC、总磷、无机磷、有机磷、Fe/Al-磷和总氮的有显著的正相关关系；对磷的最大吸附量与其CEC和无机磷、有机质和总磷呈负相关关系；而总最大吸附量与其有机质、CEC、总磷、无机磷、有机磷、Fe/Al-磷和总氮含量呈显著的正相关关系。总的趋势为污染程度越高，沉积物的本底吸附态磷和总最大吸附磷量也越高，而最大吸附磷量越低。
（3）就目前我国长江中下游浅水湖泊的水质而言，其沉积物存在解析。沉积物对磷的吸附-解析平衡浓度与沉积物有机质，CEC，总氮，总磷以及各形态磷含量均有显著的正相关关系。在本研究条件下，即使是污染较为严重的湖泊，也具有向上覆水体释磷的趋势。
2.3.4 湖泊沉积物对磷酸盐的吸附研究
研究目的
研究沉积物对磷酸盐的吸附，对富营养化水体的水质控制具有重要意义。国内外对这方面已做过不少研究，一些研究者的研究指出磷—天然颗粒物吸附体系中同时存在着吸附和解析现象，而国内外针对湖泊沉积物吸附磷酸盐的研究中类似的报道并不多见。湖泊沉积物对磷酸盐的吸附是否存在解析显现？如果存在，则一定存在吸附—解析平衡浓度，那么吸附—解析平衡浓度与沉积物的那一项指标有关？这一问题的解决对于认识沉积物—水界面磷的交换机理具有非常重要的意义。针对以上提出的问题，取自然条件下的湖泊沉积物，回实验室利用蒸馏水配制的磷酸盐溶液进行磷酸盐吸附模拟研究。试图进一步揭示沉积物—水界面的磷交换机理，为富营养化湖泊治理提供理论依据。
重要结论
（1）湖泊沉积物在对磷酸盐的吸附过程中存在解析现象，吸附研究中初始磷浓度较高是解析现象被掩盖的原因。
（2）在低浓度条件下，湖泊沉积物对磷酸盐的吸附等温线符合Linear模型，而高浓度条件下，吸附等温线存在不确定性，针对不同的沉积物不同等温线模型有不同的拟合效果。
（3）严重污染的湖泊，沉积物也有向上覆水释放磷酸盐的趋势。 （4）沉积物对磷酸盐的吸附-解析平衡浓度与其有机质，CEC，总氮，总磷
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以及各形态磷含量均有显著的正相关关系，相比而言，与总磷以及各形态磷含量的相关性最高。
2.3.5 pH 对不同营养水平沉积物磷酸盐吸附的影响研究
研究目的
影响沉积物对磷酸盐吸附的因素包括环境因子和一些化学物理因子，其中pH值被认为对磷酸盐的吸附会产生重要影响。以往这方面的研究主要针对某一具体的沉积物，而针对不同营养水平沉积物吸附磷酸盐的研究报道较少。另外，平衡吸附模型的选择和应用是探讨水体中磷酸盐在沉积物上吸附行为的重要内容，常用的拟合方法有线性和非线性两种。一些研究者等利用线性和非线性两种拟合方法就黄土对铷和铈在不同pH下的等温吸附特征进行了研究，认为非线性拟合更为可靠。不同营养水平沉积物对磷酸盐在不同pH下的等温吸附行为是否也是非线性拟合更为可靠？本文采用了线性和非线性两种拟合方法，一方面比较拟合效果，同时希望讨论不同pH下不同营养水平沉积物对磷酸盐吸附行为的差异。
重要结论
（1）不同营养水平沉积物对磷酸盐的吸附量在接近中性时最大，酸性和碱性条件下均表现为下降；污染严重的沉积物对磷酸盐的吸附受pH影响较污染轻的大；
（2）不同pH下，不同营养水平沉积物对磷酸盐的吸附等温线没有明显规律； （3）沉积物对磷酸盐的吸附行为采用线性和非线性方法进行拟合均存在不足，不能仅仅根据R2 和X2的大小进行拟合方程的适用性比较；
（4）为了获得更为真实可靠的拟合结果，可以利用线性和非线性方法分别进行拟合，而每一种拟合方法也要同时采用多种拟合方程，在对多个拟合结果比较的基础上选择更符合实验数据的拟合方程。
2.3.6 不同营养水平沉积物对磷酸盐的吸附特征及其吸附热力学研究
研究目的
长期以来，科学家一直非常重视磷在湖泊水—沉积物界面吸附行为的研究。吸附模型的选择和应用是探讨磷在沉积物上吸附行为的重要内容。常用的平衡吸附模型有：Linear模型、Freundlich模型和Langmuir模型。以往这方面的研究主要针对某一具体的沉积物，而针对营养水平具有明显差异的沉积物，比较其吸附
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磷酸盐差异的研究报道较少。本研究比较了Linear模型、Freundlich模型和Langmuir模型描述磷在营养水平不同的沉积物上等温吸附的准确性，并分别从热力学和动力学角度探讨了营养水平不同的沉积物吸附磷的差异，同时也对营养水平不同的沉积物对磷的吸附/解吸平衡浓度进行了讨论。
重要结论
（1）本研究中沉积物对磷的等温吸附结果表明，Linear模型能更好的拟合五里湖沉积物对磷的等温吸附结果，Freundlich模型能更好的拟合东太湖沉积物对磷的等温吸附结果，Langmuir模型能更好的拟合贡湖沉积物对磷的等温吸附结果。是否存在Linear模型能更好的拟合严重污染沉积物对磷的吸附行为，而轻微污染沉积物磷吸附行为的模型拟合存在不确定性的规律，还需进一步的研究来证实。
（2）本研究中沉积物对磷的吸附主要发生在0－0.5h之内，此时间段的吸附速率为贡湖沉积物>五里湖沉积物>东太湖沉积物。沉积物对磷的吸附速率受多种物理化学参数的影响。
（3）本研究中东太湖、贡湖和五里湖沉积物对磷的吸附/解吸平衡浓度分别为0.01mg•L-1、0.02 mg•L-1与0.157 mg•L-1，与其营养水平存在正相关关系。处于轻微污染的东太湖和贡湖沉积物有向上覆水体吸收磷的趋势，而磷含量较高，处于严重污染的五里湖沉积物有向上覆水体释放磷的趋势。
（4）本研究中污染严重的五里湖沉积物和轻微污染的东太湖沉积物吸附磷的标准吸附热分别为15.49kJ•mol-1和7.84kJ•mol-1，标准自由能变化量分别为5.95kJ•mol-1和8.50kJ•mol-1。温度对污染严重的五里湖沉积物吸附磷的影响相对较小，而对轻微污染的东太湖沉积物吸附磷的影响较大。 2.4 湖区营养元素生物有效性的限制因素和转化作用（水生所）
模拟研究确定不同形态N、P的存在形式对其生物有效性的影响。确定污染湖区主要生源要素的形态与生物可利用性之间的关系。 2.4.1滇池工作
研究内容
2.4.1.1 滇池全湖营养水平调查 （1） 滇池全湖总氮及无机氮和铁调查
滇池全湖总氮及无机氮和铁调查，采样全年进行了三次，分别在4、8、11
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月份采样点GPS定位值见其分布见表1。通过周年调查，项目开展以来的湖泊沉积物氮的各方面基础数据，为滇池全湖的资源保护工作，生物多样性保护工作有所帮助。
（2） 滇池全湖表层间隙水中营养盐分布情况
于2004年3月旬对滇池四十个点(样点同上)的表层沉积物中间隙进行分析研究，分析项目抱括总磷(TP)、磷酸盐(DP)、总氮(TN)，硝酸盐(nitrate)以及氨氮(ammonia)。
（3） 滇池典型湖湾(马村湾与海东湾)沉积物氮、磷水平调查
具体工作内容为，对马村湾和海东湾6个点作表层沉积物氮、磷形态调查，估算氮、磷在表层的蕴藏量和磷的总负荷；再在两作两个垂直柱状样，也作氮、磷形态分析；结合以上结果估算出最佳环保疏浚层的厚度，采样点分布见图7，其中1、2、3、4、5、6号点作表层1～5cm的沉积物氮、磷形态分级，8和12作垂直氮、磷形态分级分析。
重要结论
（1） 沉积物磷、氮的蕴藏量估算：算出滇池表层5cm沉积物磷的蕴藏量为148.3t。6个采样点沉积物中总磷的平均含量(C)2.63mg.g-1，同理可以计算两湾氮的蕴藏量为：218.94t。
（2）滇池磷的内源负荷估算：通过对滇池磷的内源负荷的估算，我们得出：平均NIL=4.25g.m-2a-1
（3） 疏浚层的推算：氮和磷各指标的测试数据都显示，氮和磷的含量主要集中在24—39cm之上的表层沉积物中。疏浚掉这一层沉积物可以极大缓解两湾内源营养物的负荷。根据疏浚的可实施性和经济成本，可考虑将疏浚层的厚度初步定为表层至24～39cm处。
2.4.1.2 不同厌氧条件下PAC和硫酸铜对磷和UV254的影响研究
研究内容
于2004年8月份在滇池东北角进行小规模的户外试验，设计如下：使用添加葡萄糖的方法使受试水体处于不同的厌氧水平，之后添加不同的化学品，分别为为聚合氯化铝(PAC)和硫酸铜。
重要结论
不管在什么厌氧水平下，PAC都可以减少磷的释放和UV254值。当DO在0.76~0.95 mg. L-1范围时，UV254总磷和溶解性总磷的下降率分别为71.93%，87.12% 和 64.24%；当DO在4.56~5.32mg.L-1范围时，UV254总磷和溶解性总磷的下降率分别为72.94%, 70.87% 和 50.76%，不过，整体上看，硫酸铜处理水
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中总磷和溶解性总磷的能力没有PAC强。用硫酸铜处理的水池，其UV254值反而增加了，但是其处理叶绿素a的能力比PAC强，当DO在0.76~0.86mg.L-1 和4.75~5.14mg.L-1范围时，叶绿素a分别下降84.87% and 75.07%。不管采用PAC还是硫酸铜在不同厌氧水平下处理的沉积物，其总磷浓度在增加，并且各磷的形态向更加有利于磷不释放的方向发展。总体而言，硫酸铜对磷的处理能力没有PAC强。
2.4.1.3 滇池沉积物时空异质特点
研究内容
对滇池表层沉积物的磷赋存形态在水华大规模爆发前(4月份)和水华大规模爆发高峰期(8月份)进行分析对比，结合2002全湖水化学参数调查对结果进行了分析研究。
重要结论
（1） 全湖表层沉积物区域分布特点
两次采样的HCl-P、TP和水体中营养盐(TP，TN，Chl.a，TSI)的分布负相
关，NH4Cl-P则与水体中营养盐分布正相关。
BD-P和NaOH-P的相对含量(定义BD-P：TP，NaOH-P：TP为相对含量)
和HCl-P和Residual-P分布相反，而与水体中TP，TN和Chl.a正相关。 （2） 全湖表层沉积物时间变化
整个滇池沉积物中磷的分布与水体营养盐和营养状态密切相关。 HCl-P和Residual-P在全湖中是相对稳定的一种形态。 NH4Cl-P 和BD-P是滇池表层沉积物中最易变的磷赋存形态。
在水华期间，BD发生强烈的释放，而NaOH-P成汇，两者可能存在某种
转化。
水华可能促进了BD-P的释放，而BD-P的释放反过来为藻类提供磷营养。 2.4.2 水生高等植物对湖泊生源要素迁移转化过程的影响
试验地点
滇池东北部海东湾挺水植物和沉水植物区，由岸边至湖心依次种有挺水植物－茭草(Zizania caduciflora(Tucz.)H.M.)、沉水植物－狐尾藻(Myriophyllum spicatum L.)。从岸边至湖心分别设置挺水植物区、沉水植物区和对照区(无水生植被，其他性状条件与沉水植物区基本一致)，每个区均设置12个样点，进行磷形态分析。
实验分析
分别对有机质含量、TP、NH4Cl-P、BD-P、NaOH-P、HCl-P做箱形-触须图(如下)。沉水植物区与挺水植物区相比，五种磷形态(总磷、松散吸附磷、BD态磷、
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NaOH提取磷、HCl提取)均较低，有机质含量也明显低于挺水植物区域。而对照区域五种磷形态(除个别点外)含量均高于沉水植物区区域，低于挺水植物区域。挺水植物区域较高的原因是由于沉积作用加速所致。
在野外环境中，由于非可控制因素过多，以及环境条件变化较大，因此，对三种区域首先进行聚类分析，了解这三种区域的沉积物中磷形态是否存显著性的差异。
另外通过对挺水植物区域和沉水植物区域的聚类分析，说明两个区域沉积物性质有时明显差异，不同水生植物种类的作用是非常明显的。通过对照区域和沉水植物区域的聚类分析，沉水植物区域与无水生植物区域之间的差异没有沉水植物与挺水植物区域之间的差异那么明显，一种原因可能是挺水植物与沉水植物区域之间界限较明显，而沉水植物与对照区划分没有那么清晰，取样时发生某些区域相间隔。也有可能是沉水植物密度向湖心逐渐减弱所致。
初步结论
聚类分析结果与采样区域的选择分类基本一致，虽然对照区中有六个点与沉
水植物区域被分成一类，但这与其地理位置直接连接一致，并且不排除沉水植物对沉积物的影响有一个向湖心逐渐减弱的过程。而挺水植物区域与沉水植物区域紧密相联的，但是差异却非常大，这都表明水生植物对沉积物磷形态的影响是非常明显的，且不同种类水生植物影响程度存在一定差异； 通过对三个区的沉积物磷形态对比，可以发现沉水植物区域的各种形态磷均
最低，而挺水植物区域磷含量最高，由于挺水植物靠近岸边生长，沉积速率加快，并且岸边的悬浮物沉积最为明显，所以总磷及各磷形态含量均最高，无水草区域与沉水植物区域相比，地理区位上是接近和交错的，但总磷等磷形态含量明显高于沉水植物，可能是由于沉水植物的存在导致磷被大量吸收，以及总磷含量明显降低，而其中BD磷比较可以发现两者差异最大，表明沉水植物对这种磷形态影响最大，这可能也与植物向沉积物中输送氧有一定的关系。
2.4.3东湖水－沉积物界面样品的季节性采样及氮磷形态分析
样品的采集和分析
研究区域位于东湖庙湖。采样点的选择要远离湖岸，尽量避免生活污水和人为影响，具体选择见图1。样品采集分别在2004年的4月、6月和10月进行。现场测定上覆水体不同深度的温度、电导、溶氧值和pH值。用湖泊沉积物－水界面柱状采样装置采集样品。保证沉积物表层和界面水未受扰动，界面水清晰透明，沉积物规则的沉积韵律层清晰可见，沉积物柱芯保存完好。在现场按2cm间
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隔分截沉积物柱芯，用聚乙烯袋分装并扎口，做好编号。每个点采样三次，将同层沉积物样品合并。
界面水：用虹吸法吸取采样装置内的上覆水，装入聚乙烯瓶中，现场加H2SO4调节pH<2，带回实验室后冷藏保存并在48h内分析完毕。沉积物样品：在室温下自然风干，除去碎石杂物，研磨并过100目筛。各种氮、磷形态的分析方法均根据《湖泊富营养化调查规范》等标准方法进行。 重要结论
(1) 总磷(TP)，在0-30cm的深度范围内，沉积物TP含量在 138.4—2703μg/g之间,
平均为685μg/g。基本呈递减趋势。其中0-10cm阶段相对富积，递减幅度很大，平均从2132.5μg/g下降到 464.5μg/g，下降幅度达78.22％。这可能与近年来大量含磷物质的加入致使湖中磷污染负荷加重，累积于沉积物中有关。大于10cm后TP含量趋于稳定，大多在600—200 μg/g范围内和缓变化。 (2) 可溶性磷(DP)主要指被沉积物矿物颗粒表面吸附的磷酸盐。它的含量在0.31
－11.03μg/g之间，平均含量为2.46μg/g。虽然这部分磷盐含量较小，但在释放磷时它首先释出，同时可方便地被水生生物利用。从图中可以看到，DP在0-10cm处随深度增加有较快的下降趋势，大于10cm后递减幅度减弱。 (3) 铝结合磷(Al－P)的变化范围在7.74-274.7 μg/g，平均为56.03μg/g。各点在
0-10cm的富积明显，10cm后垂向减小趋势减弱。A点和B点在2-4cm处迅速下降，4-6cm间出现反弹，6-10cm又迅速下降，之后B点随深度的增加和缓地升高，20cm处达到一峰值42.43 μg/g后随深度增加逐渐减小；而A点尽管总体趋势是下降的，但在大于10cm的深度范围内含量很不稳定。
(4) 无机磷中铁结合磷(Fe－P)主要指与铁的氧化物或氢氧化物发生共沉淀的磷
酸盐，它们通过表面键相结合,是不稳定的和可溶的。其变化范围在22.26-1282.5 μg/g之间，平均为310.6 μg/g，约占总磷的45.4％。B、D两点随深度的变化趋势较接近：都是在0-10cm处迅速下降，大于10cm后下降趋势减弱，处于较稳定状态；C点的垂向减小幅度不大，变化范围在174μg/g之内；A点虽整体有下降趋势，但变化起伏强烈，直到22cm之后才呈平稳的递减趋势。铁磷在0-10cm的沉积物中出现明显的富集趋势可能是由于湖泊沉积物还处于简单堆积阶段,沉积物矿物组成中铁的氧化或氢氧化物含量很高,这些物质与磷酸盐离子络合的能力很强。随沉积深度的增加,由于沉积物中非晶矿物的逐步有序化,铁的氧化或氢氧化物与磷的结合能力逐渐降低,铁结合态磷含量也逐渐降低,到某一沉积深度趋于相对稳定[13]。另外，一般认为沉积物中铁磷的释放与氧化还原条件改变密切相关[14]。因为水中溶氧会影响沉积物的氧化还原电位，厌氧状况下，容易发生难溶的Fe3+→Fe2+的反应，氧化铁
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－磷酸盐络合物将变得不稳定而溶解。由于随深度增加沉积物逐渐呈厌氧环境，因此铁结合态磷也会逐渐降低。
(5) 钙结合磷(Ca－P)主要指与自生磷灰石、湖泊沉积碳酸钙以及生物骨骼等的含
磷矿物有关的沉积磷存在形态。其含量的变化范围在24.12-18.45μg/g,平均为56.08μg/g。C、D两点变化相近，在0-10cm处的含磷量较高，随深度增加迅速减小，大于10cm后减小趋势渐稳定，这种变化趋势与总磷的变化相似；A、B的变化趋势则不同，它们在0-24cm之内的垂向变化不明显，大于24cm后钙磷含量迅速增加,这可能与沉积作用有关。
(6) 闭蓄磷主要是一层被Fe2O3胶膜包裹在沉积物颗粒表面的磷盐，包括一部分的
铝磷和钙磷。能长时间存在，被认为是生物不可利用的磷。由图可见各样点的闭蓄磷分布差异明显。A点OP含量明显高于其它各点，平均达到758.9μg/g；其它三点OP的含量范围在70.78-33.58μg/g之间，垂向分布没有规律。 (7) 有机磷，虽然总体呈下降趋势，但变化起伏非常明显。其变化范围在
70.24-37.73μg/g之间，平均为13.17μg/g，占总磷的19.23％。
(8) 沉积物中各种形态磷与总磷的相关性分析:总磷和DP、AlP的相关性超过0.9，
与FeP的相关性也比较高。可见,释放潜力较大的DP、AlP和FeP是影响总磷含量的主要因素。
(9) 沉积物中各种形态磷的季节性变化:春季，铁磷>闭蓄磷>有机磷>钙磷> 铝
磷>可交换磷；夏季，闭蓄磷>铁磷>有机磷>铝磷>钙磷>可交换磷。春季铁结合态磷所占比例最大，夏季其所占比例明显下降。可能是由于在夏季高温条件下, 上覆水中的溶解氧因为温度升高而降低, 而此时微生物活动强烈, 使沉积物中的溶解氧迅速减少，溶解氧的渗透深度减小, 使沉积物处于弱还原环境,造成Fe的溶解，使与之结合的磷重新以磷酸盐的形式释放出来。铁磷作为沉积物中磷最重要同时也是最活泼的赋存形态，当湖泊沉积物环境条件发生变化时,对湖泊上覆水体的水化学条件会产生较大影响。
2.4.4太湖
研究内容和方法：
2004年1月、2月、4月、6月、9月分别赴太湖五里湖采集样品，每次共计6个点9个水样6个沉积物样，其中1月份采集了沉积物分层样品30个，室外分析了透明度、水深、水温、气温、溶解氧、氧化还原电位、pH等；室内分析了正磷酸盐、溶解态总磷与总磷浓度的垂直分布、叶绿素浓度、沉积物与不同层次水体中磷酸酶活性与稳定性、水体与沉积物磷酸酶对抑制剂的应答、碱性磷酸酶对沉积物－水界面磷释放的影响、浮游植物组成与生物量、浮游植物胞外磷
25
酸酶的荧光标记等，其中6月与9月分析了不同层次水体与沉积物中微生物群落结构组成、不同生存状态(自由与附着细菌)与形态细菌组成等。
重要结果 (1) 浮游植物
浮游植物的数量与种类以及水体正磷酸盐浓度和磷酸酶活性随季节波动。 底层营养可能促发或支持水华。2004年1月、2月、4月和9月，在太湖已疏浚与未疏浚区各两点采样，测定了浮游植物组成与生物量、总磷(TP)、溶解总磷(DTP)、溶解反应性磷(DRP)浓度以及碱性磷酸酶活性(APA)在表层水、上覆水、间隙水中的分布，并用可辨识能产生膜外磷酸酶的藻类以及酶在细胞膜上的发生部位的荧光标记法(Enzyme Labelled Fluorescence，ELF)检测了浮游植物胞外磷酸酶的分泌情况。浮游植物的组成与丰度和DRP浓度有关。1月2月DRP浓度较低，浮游植物的种类与数量均较少； 4月至9月，DRP浓度渐高，浮游植物种类与数量亦明显增加，绿藻尤多，各点均有多种绿藻被荧光标记。9月出现微囊藻(Microcystis aeruginosa)水华的未疏浚点诸层APA明显较高，表层水DRP浓度明显较低；间隙水则显示出较高的DTP、DOP浓度与较高的溶解态APA。故来自底层且具较强扩散能力的溶解有机磷与磷酸酶可能是促发水华的重要因素，因另一未疏浚点并未发生水华，但其间隙水中DOP浓度与溶解态APA均低。此外，疏浚湖区两位点间隙水TP、DTP、DRP浓度均较低，而表层水中DRP浓度则明显较高，从水华发生与磷状态的角度考虑，疏浚的作用尚未在短期内得到明显体现。 (2)浮游动物
浮游动物、原生动物对胞外磷酸酶亦有贡献，故消费者能部分行使分解者的功能。 (3) 微生物
2003-2004年在太湖五里湖区实施大规模疏浚，以太湖为对照，调查了疏浚对水质和微生物群落的影响。无机磷细菌在各采样点均未发现。疏浚区各采样点水体中pH值、叶绿素、总磷、溶解态总磷和可反应性磷的浓度明显较低，有机磷细菌亦较少，这与水体中的低有机磷浓度相对应，故其循环速率较低，这些事实反映出藻类所处的磷限制状态。另一方面，疏浚区透明度未见明显提高，这可能是疏浚产生的悬浮颗粒所致。水体中的好气性细菌与氨化细菌数量明显较少，溶解氧浓度亦较低，说明氧气的缺乏不利于这两种细菌的生长繁盛。水体与沉积物中具有明显较多的硝化细菌与明显较少的反硝化细菌和氨化细菌，这与较少的氨态氮含量和较多的硝态氮含量互相印证，说明疏浚后，硝化作用增强，反硝化作用减弱，由此导致疏浚区较低的溶解氧水平。各采样点的硫化细菌无明显差异。
26
总之，疏浚可降低水体磷的水平，却增强氧的胁迫，这双重效应均可在微生物群落结构上得到印证。 (4) 沉积物碱性磷酸酶
沉积物碱性磷酸酶对抑制剂的应答方式的多样性不仅表现在水平方向即沉积物—水界面,也同样表现在垂直方向即沉积物的不同深度上。
沉积物碱性磷酸酶对沉积物—水界面磷释放的影响。月湖沉积物—水界面磷释放实验中,在苯丙氨酸的作用下,实验组碱性磷酸酶活性明显高于对照组,其上覆水中正磷酸盐浓度在实验开始一段时间内也显著高于对照组；东湖沉积物—水界面磷释放实验中,在苯丙氨酸的作用下,实验组碱性磷酸酶活性明显低于对照组,其上覆水中正磷酸盐浓度在实验开始一段时间内也显著低于对照组。
由此看出,在不同湖泊中,沉积物碱性磷酸酶对沉积物—水界面磷释放的影响机制可能不同,表现出多样性。 (5) 沉水植物
盆栽实验中，菹草在疏浚与未疏浚界面的底泥上均能生长。 3、研究成果
3.1课题组织经验的积累
课题应重视针对课题任务书中规定的目标与任务，来全面开展研究工作。因此课题的研究工作应在围绕课题任务书的研究任务前提下，与发表高质量的科技论文相结合，组织开展本课题的研究。本科题研究共投入20名科研技术人员参加工作，课题组采取每两个星期一次例会的方式进行课题的技术交流，及时交流分析实验结果，发现问题，以保证课题的顺利开展。因此本课题由于管理得当，现在进展比较顺利。 3.2 论文发表情况 2004年已经发表的文章
1. Xia Jiang, Xiangcan Jin, Changzhou Yan, Ayfer Yediler, Ziqig Ou, Antonius Kettrup, 2004. Effect of linear alkyl benzene sulfonates (LAS) on the fate of phenanthrene in a model ecosystem (water-lava-plant-air). Journal of Environmental Science, 16(3):513-519. (SCI刊源)
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3. Huang, Q. H., Wang, Z. J., Wang, D. H., Ma, M. and Jin, X.C.. Environmental Soil Phosphorus Testing and Phosphorus Mobility in Taihu Lake, China. Pedosphere, 2004, 14(4): 461-466. －(SCI刊源)
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13. 刘兵钦、王万贤、宋春雷、曹秀云、周易勇，菹草对湖泊沉积物磷状态的影
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响。武汉植物学研究，2004，22(5):394-399
14. 方涛、敖鸿毅、刘剑彤、蔡庆华、刘永定，滇池水体理化环境状况时空分布格局研究。水生生物学报，2004，28(2):124-130
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光谱分析.－(SCI刊源)
6. 傅平青、吴丰昌、刘丛强、许成、王静、白英臣、王立英，太阳辐射对溶解
有机质荧光光谱特征的影响。光谱学与光谱分析.－(SCI刊源)
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吸附特征研究. 环境科学研究，2004。
21. 王圣瑞，金相灿，赵海超，周小宁，楚建周.不同粒径五里湖与贡湖沉积物中
磷形态分布研究. 环境科学研究，2004；
22. 金相灿，王圣瑞，赵海超，周小宁，楚建周.不同粒径五里湖和贡湖沉积物吸
附磷研究. 环境科学研究，2004；
23. 孟凡德, 姜霞, 金相灿, 2004. 长江中下游湖泊沉积物理化性质研究。环境科
学研究。
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会议论文(摘要)
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Prevention, Oct 12th-15th, 2004, Japan (key point presentation)
3. XiangCan Jin. . 41st JSWTB annual meeting, Nov 9th-13th, 2004, Japan (key point presentation)
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6. F. Q. Fu, Z.Y. Yin, F.C. Wu and C.Q. Liu. Three-Dimensional Excitation Emission Matrix Spectroscopy To Study The Complexation Of Mercury By Natural Organic Matter, Natural Organic Material Research: Innovations and Applications for Drinking Water, March 2-5, 2004 Australia (Abstract) 7. X. Yue, F. C. Wu and C.Q. Liu. Molecular Weight Distribution Of Natural Organic Matter In Lake Baihua And Hongfeng Determined By High Performance Size Exclusion Chromatography With On-Line UV Absorbance And Fluorescence Detection, Natural Organic Material Research: Innovations and Applications for Drinking Water, March 2-5, 2004 Australia (Abstract)
8. Y. Yin, Y. R. Cai and F. C. Wu. 8-14 August 2004. Relationships between fluorescence properties and amino acids in different molecular size fractions of dissolved organic matter in Lake Biwa. 29th Congress of the International Association of Limnology, Finland (accepted and oral presentation) 9. C. Wu et al., 8-14 August 2004. Molecular size distribution characterization of the metal-DOM complexes in stream waters by high-performance size-exclusion chromatography (HPSEC) and high-resolution inductively coupled plasma mass spectroscopy (ICPMS), 29th Congress of the International Association of Limnolog, Finland (accepted and oral presentation) 10. 金相灿. 湖泊生态修复基础与技术. “中国水环境污染控制与生态修复”高级研讨会. 杭州, 2004- 特邀发言
11. 王圣瑞，五里湖与贡湖不同粒径沉积物中磷形态分布研究. “中国水环境污染控制与生态修复”高级研讨会. 杭州, 2004
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2004年已经投稿的文章
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2. Xiangcan Jin, Xia Jiang, Yang Yao, Lihe Li, Yan Pang. Effects of microecosystem
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3. Xia Jiang, Xiangcan Jin, Yang Yao, Lihe Li, Effect of oxygen and light on the
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7. WU Yonghong, GUO Shunzi, FENG Minyi, LIU Jiantong*. Effects of
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Dianchi Lake before and during algal blooms. Science of the total environment 9. 敖鸿毅、吴永红、刘剑彤，硝化与反消化过程对滇池沉积物中有机质、氮和
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理化特征及磷赋存形态研究。长江流域资源与环境。
11. 姚扬，姜霞，金相灿，李丽和，2004。光照环境下溶解氧条件对太湖梅梁湾
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吸附特征及其吸附热力学参数研究. 地理研究. 2004； 3.3 人才培养
本课题通过二年左右的运行，年轻的科研工作者得到了锻炼。目前在读硕士10余名（含毕业硕士1名），博士后1名，博士5名。
二 课题执行过程中存在的问题及其对策 1．技术问题：
考虑到实验区的水动力条件，浅水湖泊水-沉积物界面及其氧化还原条件不稳定，昼夜变化可能较季节性变化明显。同时样品的初步分析表明，颗粒物的行为在整个浅水湖泊生源要素的迁移转化及最后的归宿起相当重要的作用。这些都将是下一步工作的重点。 2．课题管理问题
本课题的执行单位不在同一城市，因此在以后的研究过程中，应加强彼此的技术交流和学术探讨。
三 下年度研究工作计划和进度安排
1．掌握理化因子和生物学因子对生源要素在水－沉积物界面形态转化的相互作用机制；
2．了解主要生源要素在浅水湖泊中的生物再循环过程； 3．找到重污染湖区影响营养元素生物可利用性的限制因子；
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4．基本掌握物理化学与生物因素共同驱动的生源要素的形态转化和时空变化及其与营养状态的关系；
5．在国内外核心刊物上发表文章4篇，其中中国环境科学研究院和中科院水生生物研究所分别发表2~3篇。 四．结语
目前课题的进展顺利，各子课题的研究已经步入正轨，并且相当的研究成果已经获得国内外同行的肯定，同时为我国湖泊富营养化的治理提供理论基础。我们课题组将在国家科技部的管理下，在项目首席专家的领导下，积极进取、努力奋斗，圆满完成国家973项目的研究任务。
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