河流沉积物总磷含量与钙、铁和有机质浓度的关系外文翻译资料

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河流沉积物中的总磷含量与钙，铁和有机质浓度的关系

摘 要

关于从泰晤士河流域（韦河，黑水河，泰姆河和肯尼特河），约克郡的河流沼泽地（数据不包括有机物含量）的河流取得的表层沉积物中的磷，钙，铁和有机物总浓度的数据以及作为大乌斯河的上游，整理和比较。磷，铁和钙的总浓度分别为1.7-649,12-8333和9-4605mu;mol·g^-1（干重），有机物质的范围为0.6-19％干重。对于黑水河和大乌斯河，污水流入对总钙，铁和有机物的沉积物浓度没有可检测的影响，而对于黑水河和大乌斯河，沉积物的总磷含量在流出物输入的下游较高与受影响较小的上游位置进行比较。沉积物的总磷含量与铁，钙和有机物的含量之间的关系表明河流之间的显着差异。虽然沉积物的有机物含量被发现是黑水河和大乌斯河的总磷浓度的重要预测因子，但是总铁含量和总钙含量对黑水河和大乌斯河也是重要预测因子。据推测，这种差异是已知在这两个系统中发生的沉积过程的结果，即在大乌斯河中磷酸盐与方解石的共沉淀和在黑水河的缺氧沉积物中形成蓝铁矿。copy;2002 爱斯维尔版权所有。

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1. 介绍

人们对河流和湖底沉积物在磷循环中的作用非常感兴趣，这些作用是导致磷从水中固定的过程（蒂森，1995）磷到海洋（德莱尼，1998）。磷以无机和有机形式引入沉积物中，包括物理吸附在沉积物表面上，化学键合在矿物质中，在细胞中生物同化，以及来源于沉积物信息的碎屑。这种磷的大部分不是生物可利用的，例如通过沙普利（1993）的氧化铁汽提法测量。已经研究的河流沉积物中的生物可利用部分通常构成总磷含量的lt;10％（丹尼森一家，1997）。矿化反应固定在沉积物中的磷包括铁与氢氧化物和磷酸盐的固体溶液在氧气孔隙水中沉淀（福克斯，1989），在厌氧区形成磷酸亚铁矿物堇青石（爱默生和威德墨，1978; 曼宁等1991年; 沃道夫等，1999年）和磷酸盐与方解石的共沉淀，通常被称为硬水生态系统中的自清洁机制（克舍尔等人，1983; 屈希勒尔克利赛和 克莱纳， (丹尼森一家，1997）。因此，在磷与钙和铁的沉积反应中以及通过生物同化将磷掺入有机物质中具有潜在的联系。

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本研究检查了几年来从英国河流沉积物收集的数据，包括泰晤士河流域的四条河流，这些河流受到污水处理厂排放的磷浓度升高的影响。 还包括受污水流出物影响较小的场所用于比较。 这项工作的目的是一起收集信息，提供表面沉积物中总磷，钙，铁和有机质浓度范围的记录（最大深度为5厘米），比较不同集水区的结果 ，研究主要污水处理流入的潜在影响，并研究表层沉积物中总磷，钙，铁和有机物的水平之间的相互关系。

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2. 方法
2.1 现场
收集河床沉积物的样品作为关于营养动力学的几个不相关项目的一部分。虽然它们不是为了比较目的而收集的，但是每个研究的沉积物的收集，运输和储存的方法是相同的。采样地点和采样日期的摘要在表1中给出。来自河流黑水河，韦河和大乌斯河的样品是按季度收集的。韦河，黑水河，泰姆河和肯尼特河位于英格兰南部的泰晤士河流域。大乌斯河的上游在北安普敦郡，但河流在东安格利亚的东海岸。斯韦尔河位于英格兰东北部的亨伯集水区，并作为陆地海洋相互作用研究（LOIS）的一部分进行了详细研究（沃里克一家，1999）。河流泰晤士河和肯尼特也包括在LOIS中，数据由尼尔和罗伯森（2000）总结。
网站总结如下：

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2.1.1 韦河
这条河起源于奥尔顿（汉普郡）南部，并向东北方向走向法纳姆
表格1
本研究中使用的河床沉积物样本点和采样日期摘要

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2.1.2 大乌斯

河源于上利亚斯粘土的布拉克利北部（北安普敦郡），向东流动，接受来自布拉克利处理厂和其他小型工程的处理后的污水（丹尼森一家，1997）。其中一个采样点位于布拉克利的污水处理厂的上游，其他三个位点在8公里范围内下游间隔。
2.1.3 黑水河

河流从阿尔德索特附近的三巴沙特床边缘的泉水上升，向西流经法恩伯勒，坎伯利和桑赫斯特的河流，然后与怀特沃特和洛登河流汇合（丹尼尔斯，1998）。处理的污水是主要的流量组分（高达白水汇合点的夏季流量的85％）。 在奥尔德肖特的主要污水流入的上游选择了一个场址，其他三个场址在与怀特沃特河汇合之前的12公里的距离。

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2.1.4 泰晤士河

泰姆河的流域覆盖东部牛津郡和白金汉郡的部分组成艾尔斯伯里谷。 流域是高尔特，基默里奇，安特希尔和牛津的黏土混合物，它们自然排水不良（库珀等人，2002）。 研究部分在爱斯勃雷鸭（白金汉郡）和惠特利（NGR 46122050）之间，爱斯勃雷鸭主要处理的污水流入的一个位置的上游和爱斯勃雷鸭和惠特利之间的其他位置。
2.1.5河肯尼特

流域主要是白垩纪白垩，大部分河床上铺着砾石。 研究部分在法菲尔德（NGR：SU 159 688）和埃克斯福特（NGR：SU 235 698）之间，位于来自马尔伯勒（威尔特郡）的污水处理输入的上游位置和下游的三个位置。

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2.1.6河洼

采样点位于卡特里克（NGR SE 225 994）和洛伊克山（NGR SE 426 734）之间1公里河段的中点。河流起源于约克郡山谷国家公园，从小酸性河流汇合。在下面的卡特里克部分，斯韦尔通过约克河谷，接收来自主要支流，比代尔贝克，河威斯克 和溪水的化学需氧量的处理污水流出物（乌斯和沃里克，1999）。对每个第二站点的沉积物分析总磷，钙和铁，但不分析有机物含量。

2.2 沉积物采样

从约2平方米的区域收集最大深度为5厘米的表面沉积物，选择该区域代表现场的河流横截面。从每个位置随机取出总共至少十个样品。将它们通过尺寸为2毫米的不锈钢筛子筛分，在不锈钢盘中充分混合在一起，将子样品置于250ml玻璃瓶中，或者对于来自斯韦尔河的样品，将其置于60ml聚丙烯瓶子。将沉淀物置于冰箱中并运输回实验室进行分析。

2.3 分析

沉积物中的总磷浓度通过Andersen（1976）的方法使用约0.2g烘干的沉淀物（1108℃，17小时）测定。 通过原子吸收测量消化物中总钙和铁的浓度。 通过在550℃下点火17小时来测定总有机物质（OM）（伦韦德，1969）。 所有结果以所分析的材料的干重量给出。 将来自泰姆河的沉积物的总磷分析与通过使用由艾伦等人（1974）修改以优化表2的消化的方法的酸氧化获得的结果进行比较
河流沉积物中总铁，钙和磷浓度和有机物百分比的发生统计汇总

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括号中的数字是指按质量计的元素组成百分比，所有数字以干重表示。 未对来自斯韦尔河的沉积物的有机物含量进行测量。 沉积物，如H乌斯等详细描述的（2001）。 通过安德森方法，沉积物样品的总磷含量为79.9mu;molg^-1（plusmn;5.2mu;molg^-1）; 通过酸氧化法，平均值为85.2mu;molg^-1（plusmn;11.4mu;molg^-1; S.E。），表明两种方法之间没有显着差异（t检验，95％CI）。

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1. 结果与讨论

3.1 沉积物中铁，钙和磷的产生

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Fig. 1. Distribution of total iron contents of surface river sediments.

结果表示为基于干重的总元素组成（加热至1108℃持续17小时），以使元素之间能够直接比较。从六条河流中分析了108个样品。将结果以累积频率图的形式组合，其中浓度被排列成如图1和2所示的组。1-4基本统计数据的摘要见表2。
总铁含量的结果表明对于洼地河谷沉积物获得的最大值为47质量％的宽范围的值。 斯韦尔沉积物的所有结果都在分布的上端（图1）。排除来自斯韦尔河的结果给出了平均和中值铁含量分别为703和450mu;molg^-1，最大值为6833mu;molg^-1，对应于

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