底泥与摇蚊幼虫扰动对磷迁移的影响开题报告

1. 研究目的与意义

磷是湖泊富营养化产生的关键因子，随着外源磷得到不断的控制，内源磷的再生和形态转化对水体富营养化的进程起着越来越重要的作用。

沉积物扰动是促使内源磷再生和形态转化的关键因素。

通常沉积物扰动分为2类：一类是风浪、湖流、航运等所产生的物理扰动；二是底栖生物所产生的生物扰动。

2. 研究内容和预期目标

（1）研究物理和生物组合扰动对底泥微界面和底泥微环境特征的影响机制：主要研究沉积物氧剖面、ph剖面、氧化还原（orp)剖面、沉积物溶解渗透深度（opd)、沉积物总氧气交换速率（toe)、间隙水中fe2 等微环境指标对物理和生物组合扰动的影响规律；研究沉积物微界面物理指标特征及微界面生物指标对物理和生物组合扰动的影响机制。

（2）研究物理和生物组合扰动对水体中不同形态磷的响应规律：主要研究上覆水中总磷（tp）、溶解性总磷（dtp)、溶解性正磷酸盐(dip）、间隙水中溶解性dip，以及沉积物中四种形态磷对物理和生物组合扰动的响应规律。

如果将物理扰动和底栖生物扰动组合,则两者对沉积物微环境微界面的改造以及对磷迁移转化将产生叠加效应.简而言之,两者会产生相互促进、相互协同的效应.物理扰动能强化生物扰动.在扰动初期,表层沉积物的洞穴和廊道被破坏,底栖生物被迫向沉积物深处迁徙,构筑更多新的廊道和洞穴.在生物引灌作用下,加速间隙水与上覆水的交换,并增加溶解氧的渗透深度或区域;反之,生物扰动能增加表层沉积物的含水率,孔隙度,使得在同等的水动力剪切力作用下,被扰动的沉积物厚度将显著增加,增加因扰动而进入水体的颗粒物含量,并对沉积物、水体中磷的数量分布和形态分布产生影响.

3. 研究的方法与步骤

选取了太湖北部梅梁湾地区富营养化湖部为研究对象.利用室内静态培养实验和Rhizon间隙水采样技术,Unisense微电极技术着重对比了单纯的摇蚊幼虫扰动和组合扰动下,上覆水、间隙水、沉积物中磷形态数量分布的变化规律，沉积物微环境氧、pH、ORP、Fe2 及微界面物理、微生物特征的分布规律。

揭示组合扰动对沉积物微环境微界面改造的协同作用，揭示组合扰动对内源磷迁移和形态转化的协同作用，以物理和底栖生物组合扰动-底泥微界面特征和底泥微环境变化-内源磷迁移再生和形态转化响应为主线，重点突破物理和生物组合扰动对内源磷的迁移、再生和形态转化的协同作用。

4. 参考文献

［1］ 秦伯强,杨柳燕, 陈非洲等. 湖泊富营养化发生机制与控制技术及其应用[J]. 科学通报, 2006, 51(16): 1857-1866.［2］ Neal C, Neal M,Leeks GJL, et al. Suspended sediment and particulate phosphorus in surface waters of the upper Thames Basin,UK[J]. Journal of Hydrology, 2006, 330: 142-154.［3］ 尤本胜,王同成,范成新等. 太湖草型湖区沉积物再悬浮对水体营养盐的影响[J]. 环境科学, 2008, 29(1): 26-31.［4］ Hu CH, Hu WP, Zhang FB, et al. Sediment resuspension in the Lake Taihu, China[J]. Chinese Science Bulletin,2006, 51(6): 731-737 ［5］ Lei Zhang, Xiaozhi Gu, Chengxin Fan, Jingge Shang, Qiushi Shen, Zhaode Wang, Ji Shen. Impact of different benthic animals on phosphorus dynamics across the sediment-water interface[J]. Journal of Environmental Sciences, 2010, 22(11): 1674-1682(10). ［6］ Jiang X, Jin XC, Yao Y, et al. Effects of biological activity,light temperature and oxygen on phosphorus release processes at the sediment and water interface of Taihu Lake, China[J]. Water Research, 2008, 42: 2251-2259［7］ Jin XC, Jiang X, Yao Y, et al. Effects of light and oxygen on the uptake and distribution of phosphorus at the sediment-water interface[J]. Science of the Total Environment, 2006, 357: 231-236［8］ Peng JF, Wang BZ, Song SH. Adsorption and release of phosphorus in the sureface sediment of a wastewater stabilization pond[J]. Ecological Engineering, 2007, 31(2): 92-97［9］ Lake BA, Coolidge KM, Norton SA, et al. Factors contributing to the internal loading of phosphorus from anoxic sediments in six Maine, USA, lakes[J]. Science of the Total Environment, 2007, 373: 534-541［10］ Li B, Brett MT. The impact of alum based advanced nutrient removal processes on phosphorus bio-availability[J]. Water Research, 2012, 46: 837-844

5. 计划与进度安排

1、2022年2月23日~2022年3月13日 1~2教学周2、2022年3月16日~2022年3月27日 3~4教学周 收集查阅资料 3、2022年3月30日~2022年5月22日5~12教学周 建立试验，并开始运行，同时监测 溶解氧、ph、浊度、氨氮、codmn、溶解性磷酸盐、总磷等指标。

第五周~第十周 4、2022年5月25日~2022年6月12日13~15教学周分析不同底泥样品中有机质、氨氮、总磷以及磷赋存形态的数量分布。

5、2022年6月15日~2022年6月26日16~17教学周整理研究报告及撰写论文 6、2022年6月29日~2022年7月3日 18教学周毕业答辩 外文翻译在第8周完成。