湖泊疏浚方式对沉积物-水界面磷再生及迁移的影响

疏浚方式对富营养化湖泊内源磷负荷控制效果不确定性问题正引起广泛关注。针对磷在水环境中的再生过程、界面迁移和归趋相对复杂的问题，以富营养化湖区－太湖梅梁湾为研究对象，采用室内模拟和野外跟踪试验方法，应用连续流动培养、高精度微界面多参数测定、31P核磁共振分析、微界面DGT分析与间隙水Rhizon和peeper法获取等技术，研究疏浚技术、疏浚时令等疏浚方式影响下，湖泊疏浚后不同时间尺度下磷的再生与迁移过程对水土界面微环境变化的响应机制。并用DAPI染色、FDA水解、BIOLOG和PCR-DGGE等微生物和分子生物学技术研究疏浚对沉积物微生物群落性质的影响及其回复过程。着重揭示底泥疏浚后不同环境条件下新生表层界面过程对沉积物磷迁移转化的影响及其内在机制，为污染湖泊疏浚方案制订和提高疏浚的成功率提供科学理论依据。

利用室内疏浚模拟实验和野外跟踪研究实验方法，以典型富营养湖区-太湖梅梁湾为研究对象，重点研究了疏浚技术、疏浚时令等疏浚方式影响下，湖泊疏浚后不同时间尺度下磷的再生与迁移过程及水土界面微环境变化过程，以期为太湖及其他污染湖泊治理提供理论依据。研究发现：疏浚工程对营养盐释放的控制受疏浚方式的影响较大，绞吸式疏浚对营养盐释放的控制效果较好，抓斗式较差。就短时效而言，疏浚对水体中PO43--P的控制效果较好，疏浚后不同湖区营养盐的释放具有显著的差异，这归因于不同湖区沉积物性质的差异；模拟疏浚30cm对沉积物微生物活性影响较大，疏浚沉积物微生物活性显著低于未疏浚对照，而对沉积物需氧量（SOD）影响较小。疏浚30cm短期内的对水土界面溶解性活性磷（SRP）释放具有较好的控制效果； 研究区模拟疏浚20cm能够有效地抑制沉积物在风浪作用下发生再悬浮，其中冬季比夏季疏浚抑制效果更好。就短时效应而言，疏浚对水体TP和磷酸盐含量都有一定的控制作用 ；研究区疏浚30 cm可有效减少沉积物有机质含量，并能够有效的减少间隙水中SRP浓度，在一年试验周期内疏浚柱SRP释放通量总体上低于未疏浚柱SRP释放通量，底泥疏浚对沉积物SRP释放具有较好的控制作用。在太湖流域外源排放得到有效控制的前提下，底泥疏浚可作为控制内源氮释放可选的措施之一。疏浚工程应当选择合适的疏浚技术、疏浚时令、疏浚深度和范围。