摘 要

随着杭州西湖引水、生态修复等工程的实施，外源污染的输入逐渐得到有效的控制，内源磷的污染对杭州西湖富营养化的影响显得更加重要。对沉积物磷的释放风险进行研究，可为杭州西湖富营养化风险的控制以及内源污染治的治理提供指导。

本研究以杭州西湖的茅家埠、小南湖以及乌龟潭三个子湖中的沉积物为研究对象，研究其中沉积物磷赋存形态，通过对沉积物磷吸附指数(PSI)与磷吸附饱和度(DPS)进行测定与计算并根据两者对西湖沉积物磷的释放风险进行客观评估。

研究结果表明：杭州西湖沉积物呈还原态，表现出强氧化性；沉水植物的生长会对沉积物的氧化还原电位产生影响，沉水植物生长得越茂盛，沉积物氧化还原电位越低，氧化性越弱；沉积物磷污染状况严重，具备释放潜力，沉积物中磷的吸附容量应该主要与其中活性铁铝氧化物的含量有关；杭州西湖不同区域的沉积物磷的吸附指数有较大的不同，主要与区域的生态化逆境相关；受各种相关因素影响，杭州西湖沉积物磷的释放处于中度偏轻的风险状态。

关键词：杭州西湖；沉积物磷；磷吸附指数；磷吸附饱和度；释放风险

Abstract

With the implement of water diversion and other projects in West Lake Hangzhou, the input of exogenous pollution is well controlled, endogenous phosphorus pollution becomes a more important factor for the eutrophication of West Lake, Hangzhou. The study of phosphorus release of sediment can provide guidance for the control of the nutrient risk and the treatment of endogenous contamination.

In this study, the phosphorus geometrical shape of sediments in Maojiabu, Xiaonanhu and Wuguitan, three sublakes of West Lake have been researched.Phosphrous release risk of the sediments are evaluated by the phosphorus sorption index (PSI) and the degree of phosphorus saturation (DPS) of the sediments in West Lake.

The results show that the sediment of the West Lake is still in its original state, showing strong oxidation. The growth of submerged plants can affect the REDOX potential of sediments, with the growth of submerged plants, lower the sediments REDOX potential , weaker the sediments oxidation. The concentration of phosphorus in sediment is mainly related to the content of active iron oxide. The adsorption index of phosphorus in different areas of the West Lake is different, mainly related to the ecological adversity of the region. Influenced by various related factors, the release of phosphorus of the West Lake in sediments is at a moderate risk.

Keywords: West Lake, Hangzhou; Phosphrous of sediments; PSI; DPS; Release risk

摘 要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1 研究背景及目的意义 1

1.1.1 杭州西湖自然概况及富营养化现状 1

1.1.2 研究目的和意义 3

1.2 技术路线、研究内容与方法 4

1.2.1 技术路线 4

1.2.2 研究内容 4

1.2.3 研究方法 5

1.3 创新点 5

第2章 文献综述 6

2.1湖泊富营养化的防治技术 6

2.1.1物理方法 6

2.1.2化学方法 6

2.1.3生物方法 7

2.2磷在湖泊富营养化中的作用 7

2.3内源污染与湖泊富营养化 7

2.4湖泊富营养化中磷的释放研究 8

2.4.1物理释放 8

2.4.2化学释放 8

2.4.3生物释放 9

2.4.4影响湖泊沉积物中磷释放的因素 9

第3章 实验材料及方法 10

3.1采样点基本情况 10

3.2样品的采集和处理 10

3.3样品的分析测定方法 10

3.3.1沉积物各形态磷的测定方法 10

3.3.2沉积物其他指标的测定 11

3.3.2磷吸附指数的测定方法 11

3.3.3磷吸附饱和度的测定方法 12

3.4实验药品与仪器 13

3.4.1实验药品 13

3.4.2实验仪器 14

第4章 实验结果和讨论 15

4.1西湖沉积物的理化性质分析 15

4.2沉积物磷的分布特征 16

4.2.1西湖沉积物总磷（TP）的分布特征 16

4.2.2西湖沉积物各形态磷分布特征 17

4.3杭州西湖沉积物中沉积物中提取的Fe、Al、P的分布 18

4.4杭州西湖沉积物中PSI和DPS的分布 19

4.4.1磷吸附指数分布 19

4.4.2磷吸附饱和度分布 20

4.5 PSI和DPS 的影响因素 20

第5章 杭州西湖沉积物磷污染防治分析 21

5.1 沉积物磷释放风险评估 21

5.2 杭州西湖内源磷污染防治对策分析 22

第6章 结论与展望 23

6.1 结论 23

6.2 展望 23

参考文献 24

致 谢 27

第1章 绪论

1.1 研究背景及目的意义

1.1.1 杭州西湖自然概况及富营养化现状

杭州，一座历史悠久的文化、旅游名城，南宋王朝的首都曾坐落于此，如今是浙江省的省会以及长三角中心城市之一。杭州市地处我国东南部，其中心位于北纬30°16′，东经120°12′。总面积达1.66万 km²，市（辖）区面积为 3068km²。截止2017年1月杭州市常住人口总数达到918.8万。杭州气候十分良好，四季分明光雨足，气候温润有春冬。杭州分布最广的地带性土壤和植被分别是红壤、红黄壤和常绿、落叶阔叶混交林。

西湖是我国著名的旅游胜地，地处杭州市西面，以景色秀丽、历史悠久和景区遗迹众多而中外驰名。西湖总水域面积约为6.39 km²，平均水深在2.27 m左右，最深处为2.9m左右，最浅处不到1 m,水体容量约为1429万 m^3[1]。西湖于2011年申遗成功列入世界非物质文化遗产，而在此前也先后获得“国家风景名胜区”和“全国十大风景名胜之一”两项荣誉。西湖好景美难收，晴方潋滟雨空蒙。雨雪阴晴皆成景，苏白二堤景色优。

孤山及苏堤、白堤两条堤岸将西湖湖面分割为外湖、北里湖、西里湖、岳湖和小南湖5个以桥洞相连的子湖区，如图1.1所示，由于个湖区的链接问题导致个湖区的水流的混合程度并不相同，导致水质存在较明显的差别。自2002年西湖湖西综合保护工程启动，先后西湖南线整合工程、一系列景区的建造以及各项一期、二期综合整治工程均圆满完成。“西湖湖进”，通过人工挖掘、建筑湖堤、增加绿化等措施，恢复茅家埠、乌龟潭等湖区总面积70 hm²，并与西里湖水域连通，从而保证整个水域系统的良性循环^[2]。“西湖西进”工程的实施使得西湖的环境容量增大，从而使得西湖水质和地区环境得到了有效的改善，同时新增文化景点的改变了西湖的景观面貌，景观内容也更加丰富，基本恢复数百年前的西湖面貌。