中科院生态环境中心单保庆团队：人工河流沉积物中磷的分布特征及其形态研究

以黑龙江省肇兰新河流域为研究区域，在调查区域水质和沉积物基本理化性质的基础上，采用SMT化学提取方法分析流域内表层、柱状沉积物中磷形态及含量，明确了人工河流沉积物各形态磷的空间分布特征。结合上覆水与沉积物理化性质，探讨了影响人工河流沉积物磷形态及释放因素。

结果表明，肇兰新河流域内水体总磷（TP）均值为2.61 mg·L ^-1 ，属于劣V类水体。沉积物中TP平均含量为692.91～2 197.87 mg·kg ^-1 ，整体处于中度污染水平。在纵向变化上沉积物中各形态磷含量整体随着沉积物深度的增加呈递减趋势。肇兰新河干流TP含量明显高于漳河上游（405.94～899.98 mg·kg ^-1 ）、辽河辽宁段（29.51～100.90 mg·kg ^-1 ）等自然河流，远低于子牙新河（807.5～9 171.9 mg·kg ^-1 ）和滏阳新河（5 283.7～8 673.5 mg·kg ^-1 ）等人工河流。沉积物中TP含量主要以铁铝结合态磷（Fe/Al-P）和有机磷（OP）为主，钙结合态磷含量（Ca-P）相对较低，这表明生物可利用性磷占比较高、存在较高的释放风险。

通过相关性分析发现，上覆水中氧化还原电位（ORP）是影响OP、Fe/Al-P迁移的重要环境因子。冬季冰层阻隔大气对上覆水的复氧过程，使水体体积减小，沉积物中有机质的矿化耗氧，可能会扩大沉积物中Fe/Al-P的释放风险。肇兰新河等人工河流开挖之初为解决农业排水、工业废水等问题，相比自然河流受到的农业、工业和畜禽养殖污染更为严重，在进行人工河流治理时应着重考虑底泥磷污染问题与废水排放问题。

1）受农业面源污染、水土流失、企业排水、畜禽及渔业养殖影响，肇兰新河流域水体总磷含量远超地表水V类限值。肇兰新河干流中游（点位GL3处）TP高达12.89mg· L ⁻¹ ，中粮废水、肇东市污水厂尾水的排放对肇兰新河中游段水体磷输入的贡献不可忽视。

2）以沉积物总磷含量为评价标准，肇兰新河流域表层沉积物整体处于中度污染水平。各区域地形地貌、水动力条件和生产生活方式的不同是造成肇兰新河干流、下游、清水库、污水库TP存在差异的重要原因。肇兰新河流域沉积物TP在纵向分布上，清水库、污水库TP随沉积物深度的增加呈下降趋势，人工河流复杂的水动力条件可能是造成干流点位GL4处TP随深度的变化关系并不显著的重要原因。

3）除污水库外，肇兰新河流域沉积物各形态磷含量整体上呈现Fe/Al-P>OP>Ca-P。上覆水ORP是影响肇兰新河流域内沉积物OP、Fe/Al-P迁移的重要环境因子，沉积物TN、OM含量是影响OP含量的重要因素。