磷是湖泊富营养化最常见的限制因子，控制湖泊磷负荷成为湖泊富营养化治理的重要内涵之一(刘巧梅等，2002；朱广伟等，2003).当外源大量营养盐进入水体后，将逐步向下沉积，被沉积物吸附固定.磷的吸附和沉淀是湖泊生态系统固定磷的重要机制，也是调节上覆水溶解性磷酸盐浓度的重要因素(Froelich，1988；Lopez et al., 1996；Zhou et al., 2001；Xie et al., 2003).间隙水中磷化合物可直接与水体交换，在绝大多数湖泊中，沉积物上覆水和间隙水之间有较大的浓度梯度，间隙水中磷浓度一般比上覆水高大约5至20倍，为磷的扩散驱动力，这种浓度梯度也导致了磷从沉积物中的释放，形成了通过沉积物-水界面向上至上覆水的扩散(刘韬，2008).吸附/解吸平衡浓度(EPC₀)用于描述沉积物-水界面磷吸附特征(Kerr et al., 2011)，当水中磷酸盐浓度升高并超过平衡浓度时，沉积物将吸附水中的磷，重新建立平衡环境；当水中的磷酸盐浓度小时，被沉积物吸附的磷将重新释放到水中(Jarvie et al., 2005).因此，EPC₀成为评估沉积物-水界面磷交换行为的普遍工具(Lottic and Stanley et al., 2007).影响磷在沉积物上吸附与释放过程的因素有很多(Wang et al., 2006；2007；潘成荣等，2006)，主要包括沉积物性质、磷赋存形态、环境条件(温度、pH、水利条件等)等(王颖等，2008).其中，沉积物总磷含量不能有效预测其潜在的供磷及释磷能力，磷的赋存形态是一个评价沉积物内负荷的重要参数(Zhou et al., 2001；Kaiserli et al., 2002).

滇池位于云贵高原中部，北临昆明市，地处长江、珠江和红河三大水系分水岭地带，地理位置东经102 °36′~102 °47′，北纬24 °40′~25 °02′，是我国西南地区最大的湖泊(刘勇，2012).其水域面积约297.77 km，平均水深4 m，最深处为9.7 m，水体流动性差，内源污染严重，目前仍为劣V类水体，水质污染严重，富营养化尤为突出.根据昆明市环境监测站的数据，滇池2012年水体中N/P值约为12.79，磷是造成滇池水体富营养化的关键限制性因子.目前对滇池沉积物磷吸附有一定的成果(见表 1)，但也存在一定的不足，如样点较少不能代表全湖沉积物磷吸附的特征，没有结合沉积物性质进行分析等.所以，本研究在对滇池进行系统综合采样的基础上，通过对滇池表层沉积物的吸附实验确定沉积物的吸附速率、吸附量等参数，并在不同磷形态与吸附参数间的关系基础上，探讨沉积物的“源-汇”状况，以期为滇池内源治理提供理论依据.

表1(Table 1)

表1 滇池沉积物磷吸附的研究结果 Table 1 Overview of phosphorus adsorption on the sediments from Dianchi Lake

表1 滇池沉积物磷吸附的研究结果 Table 1 Overview of phosphorus adsorption on the sediments from Dianchi Lake 文献出处 作者，出版年 采样时间 采样点布设及采集方法 实验方法 滇池沉积物磷酸盐吸附和矿物学特征的研究 高丽等，2004 — 外海采集两个样点的表层沉积物 吸附动力学与等温吸附实验 滇池沉积物与上覆水之间磷的行为规律的初步研究 吴文卫，2007 2006-12 草海和外海各采集一个样点的表层沉积物 滇池沉积物对磷的吸附特性研究 赵祥华等，2008 2006-12 草海和外海各采集一个样点的表层沉积物 环境因素对滇池外海中心沉积物磷释放的影响 邓莎，2013 2011-4、2012-4 外海中心采集一个样点的表层沉积物 湖泊植物溶解有机质结构特征及其对沉积物磷吸附的影响研究——以滇池为例 谢理，2013 2010-4 外海中心采集一个样点的表层沉积物 吸附动力学实验

根据滇池地形及水质现状，参考滇池常规监测点、入湖河口、疏浚区域的地理位置，在草海、外海北部、湖心区和外海南部4个湖区，选取具有典型性、代表性的位置设置35个采样点.样点分布图见图 1(D4样点湖底底质为砂石，无沉积物层，未采样).于2013年3月利用彼得森采泥器，采集各样点表层0~10 cm的沉积物样品.所有沉积物样品现场装入塑封袋置于恒温箱内，带回实验室冷冻干燥，研磨过筛，测定沉积物不同磷形态含量.在同一地点距湖底0.5 m左右采集上覆水样品，测定溶解性正磷酸盐(SRP)浓度.

图 1(Fig. 1)

图 1 滇池采样点分布示意图 Fig. 1 Location of sampling sites in Dianchi Lake

1)沉积物总磷及磷形态的测定：总磷用Ruban等提出的欧洲标准测试委员会框架下发展的SMT分离方法测定(Ruban et al., 1999;2001).根据Huper改进的Psenner连续提取法(Koop et al., 1990；Kaiserli et al., 2002)测定磷形态含量.无机磷(IP)分为弱吸附态磷(NH₄Cl-P)、可还原态磷(Fe-P)、金属氧化物结合态磷(Al-P)、钙结合态磷(Ca-P)、残渣态磷(Res-P).提取步骤如下：①称沉积物干样1 g置于100 mL离心管中，加入1 mol · L^-1 的NH₄Cl 50 mL后提取弱吸附态磷(NH₄Cl-P)；②上一步残渣加入50 mL BD溶液(0.11 mol · L^-1NaHCO^3- 0.11 mol · L^-1保险粉-连二硫酸钠)在40 ℃下振荡1 h后提取可还原态磷(Fe-P)；③金属氧化物结合态磷(Al-P)：上一步残渣加入50 mL(1 mol · L^-1)NaOH于25 ℃下振荡16 h后提取；④钙结合态磷(Ca-P):残渣加入50 mL 0.5 mol · L^-1 HCl于25 ℃下振荡16 h后提取；⑤残渣态磷(Res-P)：上一步残渣加入50 mL 1mol · L^-1 NaOH消煮2 h提取.有机磷(OP)的含量以TP和IP的差值表示.

提取液经4000 r · min^-1离心10 min，0.45 μm滤膜过滤后，采用钼锑抗分光光度法测定提取液中磷的含量(国家环保总局，2002).

2)磷的吸附模拟试验包括了吸附动力学和热力学2个部分，实验室方法参照文献(APHA and AWWA et al., 1998；王圣瑞等，2006；王圣瑞，2014)进行，简述如下：①吸附动力学实验：在100 mL聚乙烯离心管中，加入0.5 g沉积物干样和1 mg · L^-1 KH₂PO₄溶液50 mL.室温25±1℃下振荡，每间隔一定时间(5 min、30 min、1 h、2 h、4 h、8 h、12 h、24 h)取出离心管，在5000 r · min^-1条件下离心10 min，上清液用0.45 μm滤膜抽滤，采用钼锑抗分光光度法测定SRP浓度(国家环保总局，2002).根据吸附前后磷浓度差计算吸附量.②吸附热力学实验：试验分别在两个磷浓度范围条件下进行，低磷浓度范围为0~0.5 mg · L^-1(0、0.05、0.1、0.2和0.5 mg · L^-1)；高磷浓度范围为1~20 mg · L^-1(1、2、5、10、15和20 mg · L^-1)，分别在一系列100 mL聚乙烯离心管中，加入0.5 g沉积物干样和50 mL不同浓度的KH₂PO₄溶液.室温25±1 ℃下振荡24 h后，在5000 r · min^-1条件下离心10 min，上清液用0.45 μm滤膜抽滤，采用钼锑抗分光光度法测定SRP浓度(即平衡浓度).根据起始浓度与平衡浓度之差，扣除空白，计算沉积物吸附磷酸盐的量.

以上实验在相同条件下做3个平行实验，相对误差控制在5%以内.

滇池水体中的磷与其它湖泊中磷的存在形式基本一致(王雨春等，2002；李任伟等，2001)，主要以溶解有机态磷，溶解无机态磷，颗粒有机态磷，颗粒无机态磷和有机吸附结合态磷存在.滇池不同形态磷含量顺序为有机磷钙(O-P)>钙结合态磷(Ca-P)>金属氧化物结合态磷(Al-P)>残渣态磷(Res-P)>可还原态磷(Fe-P)>弱吸附态磷(NH₄Cl-P)(见表 2)，不同磷形态中以O-P和Ca-P所占比例较大，其次是Al-P.这与其他研究结果基本一致(夏学惠等，2002；高丽等，2004).湖水中的磷在不断地发生着各种变化，同许多元素一样，磷在滇池湖水中的循环可能主要受生物过程的影响.其中，磷对湖中浮游植物的影响很大，通过对磷与湖水中的浮游植物之间关系研究，湖水中磷的转化是受生物控制的，湖水中不能被生物吸收的有机磷则形成泥状沉积物或吸附在其它粘土矿物表面而沉积.Ca-P和Al-P在湖体环境发生变化时，它们将从沉积物中释放出来.

表2(Table 2)

表2 滇池沉积物的不同磷形态含量 Table 2 Content of different forms of phosphorus from the sediment samples in Dianchi Lake

表2 滇池沉积物的不同磷形态含量 Table 2 Content of different forms of phosphorus from the sediment samples in Dianchi Lake 特征值 最小值/(mg·kg-1) 最大值/(mg·kg-1) 平均值/(mg·kg-1) 标准差/(mg·kg-1) 所占总磷比例/ TP 1596.25 5558.50 3248.22 1020.54   NH4Cl-P 0.69 14.69 2.26 3.05 0.07% Fe-P 46.33 559.87 128.13 101.56 4.05% Al-P 103.98 3295.92 463.77 662.18 14.67% Ca-P 193.80 2998.30 865.54 558.40 27.38% Res-P 78.72 496.30 218.52 83.11 6.91% OP 830.99 4074.72 1482.49 1156.82 46.90%

沉积物对磷的吸附是一个复合动力学过程，通常包括快吸附和慢吸附两个阶段(Xie et al., 2003；王圣瑞等，2006).滇池表层沉积物对磷的吸附动力学曲线如图 2所示，即快吸附阶段主要发生在0~0.5 h内，而慢吸附阶段主要发生在0.5~4 h之间.4 h之内吸附量较大，沉积物对磷基本达到吸附平衡，4 h之后吸附量很小，处于一种动态吸附平衡的状态.0~4 h间沉积物对磷的吸附量达到最大吸附量的85%左右，表明滇池沉积物对磷的吸附主要在4 h内完成.这与滇池沉积物与上覆水之间磷的行为规律的初步研究结果基本一致(吴文卫，2007).

图 2(Fig. 2)

图 2 滇池表层沉积物对磷的吸附动力学曲线 Fig. 2 Phosphate adsorption kinetics on the surface sediments from Dianchi Lake

为了反映沉积物吸附磷的动力学过程，引入了吸附速率的概念(刘敏等，2002)，即单位时间内单位质量沉积物对磷的吸附量.在剧烈振荡的环境中，吸附质吸附到吸附剂上的过程主要由外部液膜扩散、表面吸附和颗粒内扩散决定(Plazinski et al., 2009).滇池沉积物对磷的最大吸附速率(V_max)出现在0～5 min内，介于496.12~1175.92 mg · kg^-1 · h^-1之间，吸附效率是之后各时间段的几十甚至上百倍.滇池不同样点表层沉积物对磷的吸附速率差异主要显示在前5 min之内.这与洱海表层沉积物吸附磷特征结论一致(何宗健等，2011).

表3(Table 3)

表3 不同时间段滇池表层沉积物对磷的吸附速率 Table 3 Adsorption rates of phosphate on the surface sediments from Dianchi Lake

表3 不同时间段滇池表层沉积物对磷的吸附速率 Table 3 Adsorption rates of phosphate on the surface sediments from Dianchi Lake mg · kg-1 · h-1 t/h 草海 外海北部 最小值 最大值 平均值 标准差 最小值 最大值 平均值 标准差 0~0.1 496.12 853.50 729.29 202.08 533.73 1175.92 852.45 226.32 0.1~0.5 26.45 40.92 34.12 7.27 1.35 70.35 29.89 23.71 0.5~1 3.94 24.35 11.82 10.97 0.64 30.57 8.61 8.59 1~2 1.74 4.14 2.63 1.31 0.17 8.33 2.28 2.21 2~4 0.08 1.47 0.82 0.70 0.08 1.18 0.46 0.33 4~8 0.25 1.44 0.69 0.65 0.01 0.55 0.14 0.15 8~15 0.07 0.22 0.13 0.08 0.00 0.20 0.04 0.06 15~24 0.00 0.01 0.01 0.00 0.00 0.09 0.01 0.02 t/h 湖心区 外海南部 最小值 最大值 平均值 标准差 最小值 最大值 平均值 标准差 0~0.1 947.37 1158.31 1028.89 74.86 540.76 1073.98 903.44 139.19 0.1~0.5 2.78 15.20 9.21 4.64 7.50 68.55 21.94 17.85 0.5~1 1.23 5.73 3.14 1.59 2.22 13.93 5.65 3.77 1~2 0.22 1.23 0.67 0.39 0.48 4.71 1.33 1.15 2~4 0.08 0.48 0.26 0.17 0.05 0.67 0.37 0.20 4~8 0.02 0.08 0.05 0.02 0.02 0.30 0.12 0.10 8~15 0.00 0.05 0.02 0.02 0.00 0.22 0.04 0.06 15~24 0.00 0.01 0.00 0.00 0.00 0.03 0.01 0.01

湖泊沉积物是由不同粒径的颗粒物组成的.不同粒径的颗粒物具有不同比表面、不同的重量，对氮、磷等营养盐和各种污染物在水-沉积物界面上的交换影响也就不同.较细的颗粒具有较强的吸附能力和较强的再悬浮能力，在沉降、释放过程中起着主要作用(金相灿和屠清瑛，1990；庞燕等，2004).不同区域沉积物中磷的最大吸附速率(V_max)平均值表现为：湖心区(1028.89 mg · kg^-1 · h^-1)>外海南部(900.88 mg · kg^-1 · h^-1)>外海北部(852.45 mg · kg^-1 · h^-1)>草海(729.29 mg · kg^-1 · h^-1).湖心区受外界干扰较小，颗粒沉积的时间较长，颗粒物较细，表面积较大，吸附速率较快(郭松松，2012).

表4(Table 4)

表4 滇池表层沉积物吸附磷的 Elovich模型拟合参数 Table 4 Parameters of Elovich kinetic equation of phosphate adsorption by the sediments from Dianchi Lake

表4 滇池表层沉积物吸附磷的 Elovich模型拟合参数 Table 4 Parameters of Elovich kinetic equation of phosphate adsorption by the sediments from Dianchi Lake 区域 a b 草海 77.22 4.81 外海北部 84.36 3.54 湖心区 90.03 1.17 外海南部 85.05 2.50

为了进一步描述沉积物对磷的吸附动力学特征，用吸附方程对吸附过程进行拟合.常用的吸附模型有：一级反应动力学模型、抛物线扩散模型和修正的Elovich模型(Padmesh et al., 2005；Wang，2005).滇池沉积物对磷的吸附动力学特征通过修正的Elovich模型拟合效果较好，修正的Elovich模型表示为：q=a+blnt，式中：q为沉积物吸附磷酸盐的量(mg · kg^-1)；t为时间(h)；a、b和k为常数，a代表初始吸附率，k和b为吸附系数，其大小标志着沉积物吸附磷酸盐的强度(孙权等，2003).其拟合曲线R²值高于0.70，均达到极显著水平(p<0.01).不同污染水平沉积物磷酸盐的初始吸附速率差异不大，可能是由于初始吸附速率和吸附强度主要受沉积物本底值影响的原因.

在实验设定的浓度范围内(初始溶液磷浓度<0.5 mg · L^-1)，滇池沉积物对磷的等温吸附曲线结果见图 3.沉积物对磷的吸附量与平衡溶液中磷浓度成良好的线性关系，可用Linear方程很好的拟合，均可达到显著水平(p<0.05)，其R²高于0.85，其方程表示为：Q=m×C₀-NAP，其中，Q为沉积物对磷的吸附(mg · kg^-1)；C₀为溶液的初始磷浓度(mg · L^-1)；NAP为沉积物本底吸附态磷浓度(mg · kg^-1)；m为斜率(L · kg^-1)(江敏等，2012).

图 3(Fig. 3)

图 3 滇池表层沉积物磷的吸附/解吸曲线 Fig. 3 Phosphate adsorption-desorption isotherms of the sediments from Dianchi Lake

滇池沉积物对磷的吸附/解吸曲线见图 3，其吸附等温线方程及其参数见表 5.从图 3中可以看出，通过改变溶液中磷的浓度，在初始磷浓度较低的情况下，存在解吸现象，随着磷浓度的增加逐渐进入吸附区.滇池表层沉积物对磷的吸附均存在解吸的现象.这与太湖梅梁湾沉积物中磷吸附/解吸平衡特征的季节性变化研究结果一致(金相灿等，2008).

表5(Table 5)

表5 滇池表层沉积物磷的吸附/解吸特征方程及其特征参数 Table 5 Phosphate adsorption isotherms and parameters of the sediments from Dianchi Lake

表5 滇池表层沉积物磷的吸附/解吸特征方程及其特征参数 Table 5 Phosphate adsorption isotherms and parameters of the sediments from Dianchi Lake 特征值 草海 外海北部 最小值 最大值 平均值 标准差 最小值 最大值 平均值 标准差 NAP/(mg·kg-1) 7.74 42.24 29.74 19.12 26.17 216.60 68.85 52.32 m/(L·kg-1) 568.34 1933.41 1476.94 786.87 273.34 9074.28 2143.87 2085.19 EPC0/(mg·L-1) 0.01 0.02 0.02 0.00 0.02 0.36 0.05 0.09   特征值 湖心区 外海南部 最小值 最大值 平均值 标准差 最小值 最大值 平均值 标准差 NAP/(mg·kg-1) 8.56 52.84 37.88 17.15 12.06 403.81 90.80 119.69 m/(L·kg-1) 800.44 3130.65 2163.97 854.58 992.68 24917.83 6723.06 8018.16 EPC0/(mg·L-1) 0.01 0.03 0.02 0.01 0.00 0.03 0.01 0.01

水体的富营养化水平很 大程度上是由于底泥向水体释放营养元素氮、磷所致(徐洪斌等，2003).磷在沉积物上的吸附等温线是穿过浓度坐标而不是通过原点的“交叉式”的，由此可以看出沉积物既可从上覆水中吸附磷也可向上覆水释放磷.这种“源”、“汇”的角色可通过磷的EPC₀来判别(姜霞等，2011).根据计算，EPC₀=NAP·m^-1，其中，EPC₀是指沉积物对磷的表观吸附量为零时平衡溶液中磷的质量浓度(House and Denison， 2000).滇池沉积物磷的吸附/解吸平衡浓度(EPC₀)介于0.0049~0.3644 mg · L^-1之间，平均值为0.0320 mg · L^-1.而滇池湖体中上覆水SRP浓度最小值为0.0149 mg · L^-1，最大值为0.0980 mg · L^-1，平均值为0.0304 mg · L^-1.从图 4中EPC₀和SRP浓度对比来看，草海、湖心区和外海南部的上覆水SRP远高于沉积物中EPC₀浓度，则该区域上覆水处于吸附区，则沉积物吸附磷，可以初步判断草海、湖心区和外海南部的沉积物在短期内向上覆水中释放磷的风险较小；而外海北部上覆水SRP低于沉积物EPC₀浓度，则该区域上覆水处于解吸区，则沉积解吸(释放)磷.所以，就目前而言，滇池外海北部沉积物有向上覆水体释放磷的风险.

图 4(Fig. 4)

图 4 滇池表层沉积物磷的吸附/解吸平衡浓度(EPC0)和上覆水中磷酸盐浓度(SRP)对比 Fig. 4 Phosphate adsorption-desorption equilibrium concentrations of the sediments and overlying water from Dianchi Lake

当模拟实验中初始溶液磷的浓度在0.5~20 mg · L^-1范围内时，不同区域沉积物对磷的等温吸 附曲线结果见图 5.沉积物吸附磷的等温线可由Langmuir模型很好的拟合，R²高于0.85.其模型方程如下：Langmuir方程：Q=Q_maxKC/(1+KC)，其中，Q为沉积物对磷酸盐的吸附容量(mg · kg^-1)；Q_max为最大吸附容量(mg · kg^-1)，该值是反映沉积物吸附磷酸盐的容量因子，是沉积物磷吸附的数量指标；C为吸附平衡浓度(mg · L^-1)；K为平衡吸附系数(L · mg^-1)，表示沉积物胶体与磷酸盐的亲和能力，是反映沉积物对磷吸附能力的一个重要参数(庞燕，2004).初始磷浓度升高，磷在溶液和沉积物颗粒表面之间的浓度梯度增大，加强了水体-沉积物表面-沉积物颗粒空隙之间的传质过程，从而导致了磷的吸附量增加.但随着反应时间的延长，吸附位点数减少，而且沉积物因带负电荷会与溶液中的磷酸根产生静电斥力作用，从而导致磷吸附速率下降(黄利东等，2012)，吸附量进而趋于平缓.

图 5(Fig. 5)

图 5 滇池表层沉积物磷的吸附等温线 Fig. 5 Model descriptions of adsorption isotherms for phosphate adsorption on the sediments from Dianchi Lake

Langmuir的吸附速率方程表明：对于恒定的环境条件，吸附质在吸附剂上的吸附速率与吸附质的浓度和吸附剂的有效吸附位有关(Liu and Shen， 2008).滇池不同区域沉积物对磷的最大吸附量用Langmuir吸附等温线模型拟合的结果较好，R²高于0.75，达到显著水平(p＜0.05).这与洱海沉积物磷形态分布特征及其通量研究结果一致(刘文斌等，2011；).滇池表层沉积物磷的最大吸附量(Q_max)变化范围较大，介于535.69~41466.41 mg · kg^-1之间，平均值为3084.29 mg · kg^-1.不同区域沉积物磷吸附Q_max平均值表现为：外海南部(5639.24 mg · kg^-1)>湖心区(2032.89 mg · kg^-1)>外海北部(2011.90 mg · kg^-1)>草海(1180.85 mg · kg^-1).

表6(Table 6)

表6 滇池表层沉积物磷的吸附等温线特征参数 Table 6 Isotherm parameters of phosphate adsorption on the surface sediments from Dianchi Lake

表6 滇池表层沉积物磷的吸附等温线特征参数 Table 6 Isotherm parameters of phosphate adsorption on the surface sediments from Dianchi Lake 特征值 草海 外海北部 最小值 最大值 平均值 标准差 最小值 最大值 平均值 标准差 K/(L·mg-1) 0.97 10.82 4.77 5.30 0.58 9.59 4.20 2.49 Qmax/(mg·kg-1) 535.69 1664.52 1180.85 581.48 1088.93 3195.53 2011.90 592.38 MBC/(L·kg-1) 517.91 14530.56 6406.20 7269.02 763.84 17291.32 8582.80 4951.52   特征值 湖心区 外海南部 最小值 最大值 平均值 标准差 最小值 最大值 平均值 标准差 K/(L·mg-1) 1.86 17.10 11.06 5.11 0.48 26.70 11.52 25.17 Qmax/(mg·kg-1) 1189.75 3345.10 2032.89 712.51 1053.84 41466.41 5639.24 1887.11 MBC/(L·kg-1) 6217.86 33537.99 20369.25 9704.67 3588.97 57459.93 25850.40 47504.64

沉积物样品中原本就含有一定量磷酸盐，而这部分原先结合在沉积物上的磷酸盐与吸附实验中吸附的磷酸盐在固液分配性质和结合力上可能不同(吴丰昌等，1996).所以吸附实验中所测得的吸附磷量应包含两部分.一部分是原先就结合在沉积物样品上可解吸的磷酸盐，另一部分是吸附实验中吸附的磷酸盐(金相灿等，2004).为了从整体上理解沉积物吸附磷酸盐，引入了沉积物总吸附磷量的概念，即沉积物总吸附磷量(TQ=NAP+Q)为沉积物本底吸附态磷酸盐量(NAP)和沉积物从溶液中吸附磷酸盐量(Q)的和.与之相关的，沉积物总最大吸附磷量(TQ_max)即为其本底吸附态磷量(NAP)和沉积物最大吸附磷量(Q_max)的和(王圣瑞等，2005).滇池表层沉积物磷吸附的TQ_max介于543.43~41517.93 mg · kg^-1之间，平均值为3151.37 mg · kg^-1.从图 6中可以看出，滇池沉积物磷吸附的TQ_max与Q_max的分布基本一致，即外海南部尤其是以海口区域的总最大吸附磷量最高.由于固体颗粒的数量影响着磷的吸附，外海南部海口区域是滇池唯一的出水口，大量固体颗粒物被输送到此并沉积在海口附近区域，造成该区域沉积物对磷有较大的吸附量；同时，有机质可以占据吸附位点，阻碍磷的吸附(黄利东等，2012)，这也可能是不同湖区对磷吸附差异的原因之一.

图 6(Fig. 6)

图 6 滇池表层沉积物磷最大吸附量与总最大吸附量分布图 Fig. 6 Distribution of the phosphate maximum adsorption quantity and total maximum adsorption quantity of the surface sediments from Dianchi Lake

沉积物磷的吸附和释放过程不仅与上覆水磷浓度有关，还与具体的环境条件及沉积物磷形态含量等因素有关.由表 7中可以看出，NAP与Ca-P呈显著正相关(p＜0.05)，这与滇池南部多为磷矿区，磷矿石含钙量较高，沉积物无机磷主要以钙磷化合物形式沉积有关(高丽等，2004).而其他吸附特征参数与沉积物各理化性质之间均无显著相关性.最大吸附磷量与总最大吸附磷量呈极显著正相关(p＜0.01)，而本底吸附态量与总最大吸附量相关性不显著.所以，为了全面了解沉积物吸附磷的特征，不仅要分析本底吸附态磷量，也要分析最大吸附磷量与总最大吸附磷量.

表7(Table 7)

表7 滇池表层沉积物磷的吸附特征参数与不同磷形态之间的相关性 Table 7 Correlation of the phosphate adsorption parameters with different phosphorus contents of the sediments from Dianchi Lake

表7 滇池表层沉积物磷的吸附特征参数与不同磷形态之间的相关性 Table 7 Correlation of the phosphate adsorption parameters with different phosphorus contents of the sediments from Dianchi Lake NAP Qmax TQmax TP NH4Cl-P Fe-P Al-P Ca-P Res-P O-P 注：**p＜0.01；*p＜0.05. NAP 1 0.0007 0.0325 0.0189 0.0003 0.016 0.0182 0.5139* 0.0031 0.3256 Qmax   1 0.9999** 0.0068 -0.1235 -0.0577 -0.1018 0.1095 -0.0741 0.0022 TQmax     1 0.0069 -0.1237 -0.0584 -0.1031 0.1166 -0.0735 0.0025

根据对长江中下游浅水湖泊沉积物对磷的吸附特征中得出，沉积物本底吸附态磷不仅与其污染程度有关，而总最大吸附磷量也与其污染程度有关，总趋势为，污染程度越高，其总最大吸附磷量也越高(王圣瑞等，2005).由于近年来滇池水体pH值有所升高，导致沉积物中磷的释放作用加强，造成2013年滇池磷的最大吸附量低于2008年(赵祥华等，2008)；其次，滇池沉积物磷的本底吸附量和最大吸附量均高于东部平原湖泊，原因在于东部平原湖泊与高原湖泊在湖泊地质成因有着本质的区别，滇池属于石灰岩断陷性湖泊，沉积物粘粒矿物以高岭石和水云母为主，高岭石对磷酸盐表现出很高的亲和力，从而造成滇池沉积物磷的最大吸附量处于较高水平.

表8(Table 8)

表8 不同湖泊沉积物磷的吸附特征 Table 8 The adsorption content and maximum adsorption amount of phosphate adsorption content in different lakes

表8 不同湖泊沉积物磷的吸附特征 Table 8 The adsorption content and maximum adsorption amount of phosphate adsorption content in different lakes 文献出处 作者，出版年 湖泊 NAP/(mg·kg-1) Qmax/(mg·kg-1) 滇池沉积物对磷的吸附特性研究 赵祥华等，2008 滇池 — 5770.20 洱海表层沉积物吸附磷特征 何宗健等，2011 洱海 26.57 1070.51 长江中下游浅水湖泊沉积物对磷的吸附特征 王圣瑞等，2005 太湖 20.46 76.42 巢湖 39.62 59.75 鄱阳湖 17.18 87.72

1)滇池沉积物不同磷形态中以O-P和Ca-P所占比例较大，其次是Al-P，当湖体环境发生变化时，Ca-P和Al-P在湖体环境发生变化时，会从沉积物中释放出来.

2)滇池表层沉积物对磷的吸附在0~4 h内，其吸附量达到最大吸附量的85%；湖心区受外界干扰较小，颗粒沉积的时间较长，颗粒物较细，表面积较大，吸附速率较快.

3)从滇池表层沉积物磷的EPC₀和上覆水SRP浓度对比来看，短期内草海、湖心区和外海南部的沉积物向上覆水中释磷的风险较小，而外海北部沉积物有释磷的风险.

4)固体颗粒的数量影响着磷的吸附，外海南部海口区域是滇池唯一的出水口，大量固体颗粒物被输送到此并沉积在海口附近区域，造成该区域沉积物对磷有较大的吸附量；同时，有机质可以占据吸附位点，阻碍磷的吸附，导致外海南部的Q_max和TQ_max较大.

5)滇池南部处于磷矿区，磷矿石含钙量较高，沉积物无机磷主要以钙磷化合物形式沉积有关，NAP与Ca-P呈显著正相关关系(p＜0.05)；与高原湖泊和东部平原湖泊相比，滇池沉积物磷的本底吸附态磷、最大吸附量和总最大吸附量处于中上水平，表明滇池磷污染较为严重.