湖泊厌氧表层沉积物磷释放特征的DGT-DIFS测定方法

摘要

本发明提供了一种湖泊厌氧表层沉积物磷释放特征的DGT-DIFS测定方法，该测定方法通过对整个湖泊的多个表层沉积物样点进行磷的DGT-DIFS测定，并将第(I)、(II)提取相中磷的浓度之和作为表层沉积物中的磷贮库，使得根据本发明所述测定方法所确定的磷的固液分配系数才真正符合磷释放原理并能保证DIFS运算的准确度，进而使得本发明所述测定方法能够较为准确地完成对整个湖泊的沉积物中磷的吸附/解吸/扩散过程的评价和释放风险的评估。

说明书

技术领域

本发明涉及一种测定方法，具体涉及一种对湖泊中的厌氧表层沉积物磷 的释放特征进行DGT-DIFS测定的方法，属于环境科学和地球科学领域。

技术背景

生源物质的循环是全球生物地球化学过程研究的核心内容，而磷是一种 重要的生源要素，是湖泊生态系统中初级生产力的主要限制性因子。过多的 磷会导致湖泊的富营养化，富营养化湖泊水质的改善及恢复措施往往集中于 减少外源磷的负荷，然而，作为湖泊营养物质的重要储库的湖泊沉积物，由 于其在富氧条件下可吸收磷，缺氧条件下释放磷，而湖泊沉积物磷(即内源 磷负荷)的释放可能极大地延缓或抵消上述措施的实际效应。由此可见，沉 积物在湖泊磷循环中发挥着重要作用，在不同环境条件下扮演着磷“源”或 磷“汇”的双重角色，因此，深入研究并明确沉积物/水界面磷释放风险及 沉积物反应性的评估方法对于控制湖泊的富营养化具有重要意义。

DIFS(沉积物DGT诱导扩散通量)是一种软件工具，用于研究和解释 采用薄膜扩散梯度(DGT)技术所测定的沉积物磷的测试结果。DIFS使用 数字模型(在沉积物中磷的反应和传输)考察影响DGT设备响应的因素、 模拟DGT操作或是评估磷的再补给参数R和沉积物磷的贮库的容量参数， 可以用来定量评价沉积物的反应性和再补给特征，并用于沉积物磷的释放风 险评估。现有的DIFS模型主要用于土壤中重金属元素的动力学过程的研究、 贮库特征的运算和释放/扩散过程的微区图像的仿真，截止目前仅有一篇文章 (Monbet et al.，Environ.Sci.Technol.，2008，42，5112-5117)对沉积物磷的 DIFS模型运算加以研究，其方法是利用一个背对背的DGT/DET所测定的磷 浓度来确定再补给参数R，以五步磷提取(基于SEDEX连续提取法)的第 一相(交换态和易解吸态)为磷贮库进行分配系数K_d的确定，再运用DIFS 进行两个湖泊的共两个厌氧沉积物剖面中磷的模拟运算。但上述方法存在以 下缺点：(1)DGT/DET对R的确定方法使剖面某些磷的R值过低(接近 于0)或过高(＞1.0)，使得剖面某深度处的DIFS无法进行DIFS运算；(2) 仅采用磷的第一提取相(交换态和易解吸态)作为磷贮库进行分配系数K_d的确定，这样显然对活性磷贮库的评估过小，会导致磷DIFS运算参数所得 到的响应时间T_C、吸附系数K₁和解吸系数K_-1的数值不够准确；(3)只进 行一个剖面磷的DIFS运算并不能全面反映整个湖泊的表层沉积物的释放风 险。

鉴于此，如何根据湖泊表层沉积物的环境条件和营养化特征，确定测试 样点，精确地测定和选择厌氧表层沉积物磷贮库和DIFS输入参数(C_DGT、 C_solu、R、Φs、Φd、Δg、ρ_C、Ds和t)，从而正确地进行DIFS模拟运算和 确定厌氧表层沉积物磷释放风险评估方法，是本领域技术人员尚未解决的技 术问题。

发明内容

本发明解决的是现有技术中的DGT-DIFS测试由于仅仅是针对土壤中金 属或湖泊沉积物的极个别剖面磷进行的实验和模拟运算而不能准确测定整 个湖泊厌氧表层沉积物中磷的释放特征，进而提供一种能够对整个湖泊厌氧 表层沉积物中磷的释放特征作出准确测定和模型运算的方法。

本发明实现上述目的的技术方案为：

一种湖泊厌氧表层沉积物磷释放特征的DGT-DIFS测定方法，包括如下 步骤：

(1)样品的采集及理化性质的测定：

采用柱状采样器对水体采样点处的表层沉积物进行采集，并将采集到的 柱样在与所述采样点相同的温度条件下进行保存；对所述柱样的沉积物的氧 化还原电位、pH值、颗粒物密度和颗粒物空隙率进行测定；

(2)沉积物间隙水中磷浓度测定：

(a)将完成驱氧处理后的圆形氧化铁DGT插入所述柱样的沉积物中并 保持一定的操作时间，所述圆形氧化铁DGT在所述柱样内的深度处于3-5cm 范围内；

(b)取出所述圆形氧化铁DGT，对所述圆形氧化铁DGT中的水合氧 化铁固定胶进行酸洗脱，收集洗脱液；测定所述洗脱液中磷的浓度，并计算 得到所述圆形氧化铁DGT/溶液界面处的磷的时间平均浓度C_DGT；

(3)沉积物中可溶反应性磷的浓度测定：

在所述圆形氧化铁DGT所处的柱样深度范围内取出两份沉积物样品， 在惰性气体保护下，对其中一份所述沉积物样品进行离心处理，收集上清液， 采用钼锑抗光度法测定所述上清液中可溶反应性磷的浓度C_solu；

(4)沉积物磷贮库的测定：

对另一份所述沉积物样品进行干燥得到沉积物颗粒，依次使用NH₄Cl 溶液和BD试剂溶液作为提取剂对所述沉积物颗粒进行提取，每一次提取平 衡后进行离心，由磷钼蓝法测定离心上清液中的可溶性活性态磷的浓度，从 而分别得到弱结合态磷和氧化还原敏感态磷的浓度，沉积物的磷贮库Cs为 所述弱结合态磷和所述氧化还原敏感态磷的浓度之和；其中所述NH₄Cl溶液 的浓度为1mol/L；所述BD试剂溶液为NaHCO₃和Na₂S₂O₄的混合水溶液， 所述NaHCO₃和Na₂S₂O₄的浓度均为0.11mol/L；

(5)DIFS输入参数的确定：

根据所述上清液中可溶反应性磷的浓度C_solu和步骤(2)中得到的所述 圆形氧化铁DGT/溶液界面处的磷的时间平均浓度C_DGT计算得到DGT测定 的再补给系数R：

R＝C_DGT/C_solu；

根据步骤(4)中所述沉积物的磷贮库Cs和所述上清液中可溶反应性磷 的浓度C_solu计算得到固液分配系数K_d：

K_d＝Cs/C_solu；

根据步骤(1)中测定得到的沉积物的颗粒物空隙率计算沉积物中的有 效扩散系数Ds：

Ds＝D₀/(1-2lnΦ_s)

其中，D₀是活性磷在水中的扩散系数，Φs是沉积物的颗粒物空隙率；

(6)将沉积物的颗粒物空隙率Φs、扩散层的空隙率Φd、扩散层的厚 度Δg、沉积物的颗粒物密度ρ_C、沉积物中的有效扩散系数Ds、扩散层中的 扩散系数D、DGT的操作时间t以及再补给系数R、固液分配系数K_d输入 DIFS软件中，得到特征参数。

步骤(1)中，所述沉积物的颗粒物密度和颗粒物空隙率的测定方法为： 取所述柱样的沉积物W₀克，在105℃下烘干后，再次称重记为W₁克，然后 按下式计算所述沉积物的颗粒物密度ρ_C和颗粒物空隙率Φs：

ρ_C＝W₁/(W₀-W₁)/ρ_w)

Φ_s＝dp/(ρ_C+d_p)

其中，ρ_w是25℃时水的密度；dp为标准颗粒物密度，取值2.65g/cm³。

步骤(a)中，所述圆形氧化铁DGT的操作时间为24小时。

步骤(a)中，所述驱氧处理的方法为：将所述圆形氧化铁DGT放入装 有0.01M优级纯NaCl溶液的塑料容器中，通入高纯氮气并保持18小时。

步骤(b)中，采用0.25M硫酸对所述水合氧化铁固定胶进行酸洗脱； 所述酸洗脱的时间为24小时。

还包括将完成驱氧处理后的水合氧化铁/Chelex100DGT探针插入所述 柱样的沉积物中并保持一定的操作时间，测定表层沉积物的Fe-P特征的步 骤，其中所述水合氧化铁/Chelex100DGT探针包括依次连接设置的：

第一扩散胶、水合氧化铁固定胶、基板、Chelex100固定胶和第二扩散 胶。

步骤(1)中所述柱样的沉积物的氧化还原电位小于0mv，pH值为 -6.0～8.5。

步骤(6)中所述特征参数包括响应时间值、解吸系数值和吸附系数值。

本发明步骤(1)对湖泊厌氧表层沉积物样品进行采集并对采集得到的 所述柱样的沉积物的氧化还原电位、pH值、颗粒物密度ρ_C和颗粒物空隙率 Φs进行测定；步骤(2)对沉积物间隙水中的磷浓度测定，本发明限定使用 圆形氧化铁DGT对沉积物间隙水中的磷浓度进行测定，具体方法为：(a) 将完成驱氧处理后的圆形氧化铁DGT插入所述柱样的沉积物中并保持一定 的操作时间；本发明限定所述圆形氧化铁DGT在所述柱样内的深度处于 3-5cm范围内，即所述圆形氧化铁DGT插入所述柱样后，其最上端到最下 端均处于柱样的3-5cm深度范围内；(b)取出所述水合氧化铁DGT，取下 所述水合氧化铁DGT中的水合氧化铁固定胶，对所述水合氧化铁固定胶进 行酸洗脱，收集洗脱液；(c)利用HR-ICP-MS仪器或者钼锑抗光度法测定 所述洗脱液中磷的浓度，并计算得到所述圆形氧化铁DGT/溶液界面处的磷 的时间平均浓度C_DGT；其中，C_DGT的计算方法为：

先根据测定得到的所述洗脱液中磷的浓度计算吸收的磷的质量M，所述 M的计算公式如下所示：

M＝C_e(V_gel+V_elution)/f_e

其中，C_e是洗脱液中磷的浓度；V_gel是水合氧化铁固定胶的体积；V_elution是洗脱液的体积；f_e是磷的洗脱系数，取值为1.0；

再将所述M代入下述公式中计算圆形氧化铁DGT/溶液界面的磷的时间 平均浓度C_DGT：

C_DGT＝MΔg/DAt

其中，t为DGT的操作时间；A为水合氧化铁固定胶暴露的面积；D为 在扩散胶中磷的扩散系数，取值为5.89×10^-6cm²s^-1；Δg为扩散层的厚度。

步骤(3)中，根据所述上清液中可溶反应性磷的浓度C_solu和所述圆形 氧化铁DGT/溶液界面的磷的时间平均浓度C_DGT计算DGT测定的再补给参 数R：

R＝C_DGT/C_solu

R值是沉积物对DGT操作导致的P的损耗的指示，分为三种情况：(a) 完全饱合(R＞0.90)；(b)仅仅是扩散(R＜0.10)；(c)部分饱合(0.10＜R＜0.90)。

本发明步骤(4)中，对另一份所述沉积物样品进行干燥得到沉积物颗 粒，依次使用1.0mol·L^-1的NH₄Cl水溶液、0.11mol·L^-1的BD水溶液作为提 取剂对所述沉积物颗粒进行逐级提取；其中所述干燥方法优选为冻干法或者 在低于100℃条件下进行烘干。所述NH₄Cl水溶液和BD水溶液的用量体积 与沉积物颗粒的重量之比优选为50mL/g。所述逐级提取的过程将所述沉积 物中的磷分为以下两个提取相：(I)弱结合态磷NH₄Cl-P，主要是可交换磷 和易解吸磷；(II)氧化还原敏感态BD-P，主要是Fe-P；对于湖泊的厌氧沉 积物而言，其磷贮库除了第(I)相的弱结合态磷NH₄Cl-P，还应当有Fe-P， 并且Fe-P是湖泊厌氧沉积物中磷的主要释放源。Fe-P在厌氧条件下会进行 释放，关于这一点，可以通过使用水合氧化铁/Chelex100DGT探针同时对沉 积物间隙水的一个剖面的Fe、P释放特征进行测定，经测定后可发现其表现 出明显的Fe-P释放特征。因此，本发明将第(I)相和第(II)相提取相中 磷的浓度之和作为表层沉积物中的磷贮库，从而所确定的磷的固液分配系数 才真正符合磷释放原理并能保证DIFS运算的准确度。

本发明步骤(5)中经过计算得到向所述DIFS软件中输入的参数：K_d、 R和Ds。步骤(6)中，向所述DIFS软件中输入如下参数的值：沉积物的 颗粒物空隙率Φs、扩散层的空隙率Φd、扩散层的厚度Δg、沉积物的颗粒 物密度ρ_C、沉积物中的有效扩散系数Ds、扩散层中的扩散系数D、圆形氧 化铁DGT的操作时间t以及再补给系数R、固液分配系数K_d。

DIFS软件根据再补给系数R和固液分配系数K_d计算得到所述沉积物中 磷的响应时间Tc，并进一步计算得到沉积物对磷的解吸系数值K_-1，所述K_-1的计算公式为：

K_-1＝1/T_C(1+K_d×ρ_C)

再根据所述沉积物对磷的解吸系数K_-1计算沉积物对磷的吸附系数值 K₁：

K₁＝K_d×ρ_C×K_-1

本发明中的测试方法还可以包括将完成驱氧处理后的水合氧化铁 /Chelex100DGT探针插入所述柱样的沉积物中并保持一定的操作时间，测定 表层沉积物的Fe-P特征的步骤，所述水合氧化铁/Chelex100DGT探针包括 依次连接设置的：第一扩散胶、水合氧化铁固定胶、基板、Chelex100固定 胶和第二扩散胶。通过使用所述水合氧化铁/Chelex100DGT探针，可同时测 定磷和铁的时间平均浓度，并得到P-铁的剖面浓度图。在使用水合氧化铁 /Chelex100DGT探针进行测定时，分别取下所述水合氧化铁/Chelex100DGT 探针中的水合氧化铁固定胶和Chelex100固定胶，分别对所述水合氧化铁固 定胶和Chelex100固定胶进行切割和酸洗脱，收集二者的洗脱液；利用 HR-ICP-MS仪器路法测定所述洗脱液中磷或铁的浓度，并计算得到所述 DGT探针/溶液界面处的磷和铁的时间平均浓度C_DGT；利用HR-ICP-MS仪 器测定洗脱液中Fe的浓度，并计算得到所述DGT探针/溶液界面处的Fe的 时间平均浓度，在计算Fe的时间平均浓度时，公式中的f_e是Fe的洗脱系数， 取值为0.8，D为在扩散胶中Fe的扩散系数，取值为5.95×10^-6cm²s^-1；

与现有技术中的DGT-DIFS测定方法相比，本发明所述表层沉积物中磷 的释放特征的DGT-DIFS测定方法具有如下优点：

本发明首次系统地对整个湖泊厌氧表层沉积物磷的释放特征进行 DGT-DIFS测定，从而创立了对整个湖泊厌氧表层沉积物磷的释放特征的 DGT-DIFS测定方法，该测定方法通过对整个湖泊的多个表层沉积物样点进 行了磷的DGT-DIFS测定，并将第(I)、(II)提取相中磷的浓度之和作为表 层沉积物中的磷贮库，使得根据本发明所述测定方法所确定的磷的固液分配 系数才真正符合磷释放原理并能保证DIFS运算的准确度，进而使得本发明 所述测定方法能够较为准确地完成对整个湖泊的沉积物中磷的吸附/解吸/扩 散过程的评价和释放风险的评估。

附图说明

图1为本发明所选取的滇池9个表层沉积物采样点的坐标位置示意图；

图2为根据本发明所述测定方法得到的滇池采样点B、D处沉积物中铁 的剖面浓度示意图；

图3为根据本发明所述测定方法得到的滇池采样点B、D处沉积物中磷 的剖面浓度示意图；

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明提供的湖泊厌氧表层沉积物磷释放特征 的DGT-DIFS测定方法进行详细说明。

本实施例所述湖泊厌氧表层沉积物磷释放特征的DGT-DIFS测定方法， 包括如下步骤：

(1)样品的采集及理化性质的测定：本实施例的研究对象为云南的富 营养化湖泊-滇池，根据滇池的不同营养化特征选取9个表层沉积物采样点， 如图1所示，采用表层沉积物采样器对上述9个采样点(A-I)处的表层沉 积物进行采集，并将采集到的柱样分别在与所述采样点相同的温度条件下进 行保存；对所述柱样的沉积物的氧化还原电位Eh、pH值、颗粒物密度和颗 粒物空隙率进行测定；其中，颗粒物密度和颗粒物空隙率的测定方法为：取 所述柱样的沉积物W₀克，在105℃下烘干后，再次称重记为W₁克，然后按 下式计算所述颗粒物密度ρ_C和颗粒物空隙率Φs：

ρ_C＝W₁/(W₀-W₁)/ρ_w)

Φ_s＝dp/(ρ_C+d_p)

其中，ρ_w是25℃时水的密度；dp为标准颗粒物密度，取值2.65g/cm³；

所述柱样的沉积物的氧化还原电位Eh、pH值如表1所示，所述沉积 物的颗粒物密度ρ_C和颗粒物空隙率Φs的计算结果见表5。

(2)沉积物间隙水中磷和金属的浓度测定：

(a)将完成驱氧处理后的9个圆形氧化铁DGT分别插入各个采样点的 所述柱样的沉积物中并保持24小时的操作时间；所述圆形氧化铁DGT由 DGT公司出产的型号为ferrihydrite-DGT，该DGT的扩散胶厚度为 0.78mm，窗口面积为2.54cm²，其插入沉积物后所处的深度为3-5cm；其中， 所述驱氧处理的方法为：将所述圆形氧化铁DGT放入装有0.01M优级纯 NaCl溶液的塑料容器中，通入高纯氮气并保持18小时；

(b)取出所述圆形氧化铁DGT，取下所述圆形氧化铁DGT中的水合氧 化铁固定胶，对所述水合氧化铁固定胶进行酸洗脱，收集洗脱液；利用磷钼 蓝法测定所述洗脱液中磷的浓度，结果如表2所示，根据测定得到的所述洗 脱液中磷的浓度计算吸收的磷的质量M，所述M的计算公式如式①所示：

M＝C_e(V_gel+V_elution)/f_e   式①

其中，C_e是洗脱液中磷的浓度，V_gel是水合氧化铁固定胶的体积，V_elution是洗脱液的体积，f_e是洗脱系数，取值为1.0；

再将所述M代入式②计算所述圆形氧化铁DGT/溶液界面的时间平均浓 度C_DGT，所述式②如下所示：

C_DGT＝MΔg/DAt   式②

其中，t为操作时间，A为水合氧化铁固定胶暴露的面积，D为在扩散 胶中磷的扩散系数，取值5.89×10^-6cm²s^-1；Δg为扩散层的厚度，取值0.92mm；

作为优选的实施方式，也可以同时使用水合氧化铁/Chelex100DGT探针 测定沉积物表层的Fe-P剖面。本实施例在9个采样点中选取了两个采样点B 和D，利用水合氧化铁/Chelex100DGT探针对两个采样点的沉积物间隙水中 磷和金属的浓度进行测定；所述水合氧化铁/Chelex100DGT探针包括依次连 接设置的第一扩散胶、水合氧化铁固定胶、基板、Chelex100固定胶和第二 扩散胶。在使用所述水合氧化铁/Chelex100DGT探针进行测定时，步骤(b) 中取出所述DGT探针后，除了取下所述DGT探针中的水合氧化铁固定胶外， 还取出所述Chelex100固定胶，对所述Chelex100固定胶进行切割和酸洗脱， 收集洗脱液，对所述Chelex100固定胶进行酸洗脱时使用的是1M的硝酸； 利用HR-ICP-MS仪器测定所述洗脱液中铁的浓度，并利用式①和式②计算 得到所述DGT探针/溶液界面处的铁的时间平均浓度；此时，式①中的C_e对应洗脱液中铁的浓度；f_e的取值为0.8；式②中的D为在扩散胶中铁的扩 散系数，取值为5.95×10^-6cm²s^-1cm²s^-1；Δg为扩散层的厚度，取值0.92mm。 对所述采样点处的所述Fe-P的剖面释放特征进行分析，其中滇池采样点B、 D处沉积物中Fe和P的剖面浓度如图2、3所示；

(3)沉积物中可溶反应性磷的浓度测定：

在9个采样点的每个所述柱样深度为3-5cm范围内取出两份沉积物样 品，一份50g，另一份5g；在氮气保护下，对9个采样点的重量为50g的所 述沉积物样品进行离心处理，收集上清液，采用钼锑抗光度法测定所述上清 液中可溶反应性磷的浓度C_solu，结果如表3所示；根据所述上清液中可溶反 应性磷的浓度C_solu和所述圆形氧化铁DGT/溶液界面的时间平均浓度C_DGT计算DGT测定的再补给参数R，所述R的计算公式如式③所示：

R＝C_DGT/C_solu   式③；

(4)沉积物固相中各无机形态磷的浓度测定：

在惰性气体保护下，对9个采样点的另一份重量为5g的所述沉积物样 品分别进行冻干，然后再分别进行逐级提取，每一次提取平衡后进行离心， 由磷钼蓝法测定离心上清液中的可溶性活性态磷的浓度；

所述逐级提取的方法为：依次使用1.0mol·L^-1的NH₄Cl水溶液、 0.11mol·L^-1的NaHC0₃/Na₂8₂O₄水溶液、0.1mol·L^-1的NaOH水溶液和 0.5mol·L^-1的HCl水溶液作为提取剂对所述柱样的沉积物进行提取，每种水 溶液的用量体积与沉积物样品的重量比为50mL/g；所述逐级提取的过程将 所述沉积物中的磷分为以下五个提取相：(I)弱结合态磷NH₄Cl-P，主要是 可交换磷和易解吸磷；(II)氧化还原敏感态BD-P，主要是Fe-P；(III)金属 水合氧化物结合态磷NaOH_25℃-P，主要是Al-P；(IV)钙结合态磷HCl-P，主 要是Ca-P；(V)惰性有机态磷NaOH_85℃-P，主要是有机磷和残渣磷；本实施 例中滇池9个采样点处沉积物中各提取相中磷及磷贮库的浓度如表4所示； 本实施例采用沉积物磷的标准物质GSS2(中国物探化探研究所)进行回收 率的测定，结果如表4中所示，其回收率为95.9％。

根据表1可以看出，本实施例中滇池9个采样点处沉积物的氧化还原电 位均小于-20mv，pH在-6.0～8.5之间，这说明这9个采样点均处于厌氧状态， 是Fe-P释放的最佳环境条件；再根据图2-3可以得出表层沉积物间隙水的 Fe/P剖面在表层沉积物中表现出明显的Fe-P释放特征；由于本实施例中滇 池9个采样点同时满足上述条件，因此，本实施例中所述DGT-DIFS测定的 表层沉积物中磷贮库C_s为第(I)、(II)提取相中磷的浓度之和。表4清楚 地显示9个采样点的第(II)提取相中磷的浓度均大于50mg·kg^-1；这充分 说明了厌氧表层沉积物的Fe-P释放机制和P(NH₄Cl+BD)的活性磷贮库特征， 可以将其用于DIFS模拟的K_d的运算。

(5)将表5中所示的沉积物的颗粒物空隙率Φ_s、扩散层的空隙率Φd、 扩散层的厚度、沉积物的颗粒物密度ρ_C、沉积物中的有效扩散系数Ds、扩 散层中的扩散系数、圆形氧化铁DGT的操作时间以及再补给系数R、固液 分配系数K_d输入DIFS软件中，DIFS软件先根据再补给系数R和固液分配 系数K_d计算得到所述沉积物中磷的响应时间Tc，并进一步计算得到沉积物 对磷的解吸系数值K_-1，所述K_-1的计算公式为：

K_-1＝1/T_C(1+K_d×ρ_C)

再根据所述沉积物对磷的解吸系数K_-1计算沉积物对磷的吸附系数值 K₁：

K₁＝K_d×ρ_C×K_-1

本实施例中滇池9个采样点(A-I)处沉积物的K_d、K_-1、K₁如表6所示；

根据本发明所述表层沉积物中磷的释放特征的DGT-DIFS测定方法，本 实施例还对整个湖泊沉积物中磷的释放风险进行了评估：

表3显示滇池9个采样点处的再补给参数R值的大小顺序为： G(0.743)＞A(0.513)＞I(0.470)＞F(0.459)＞C(0.451)＞B(0.428)＞D(0.353)＞H(0.291) ＞E(0.189)，表4显示滇池9个采样点处磷贮库浓度的大小顺序为： A(507.55)＞B(270.14)＞G(259.59)＞H(153.56)＞C(125.42)＞F(118.95)＞I(98.22)＞D (87.64)＞E(59.88)；

采样点E和H有最小的R、K_-1和最大的T_C值，这说明采样点E和H 处的固/液间动力学交换较慢且从固相的补给不充分。相反地，采样点G具 有最大的R、K_-1以及最小的T_C值，表明了从沉积物中强的再补给和固/液相 间快的动力学交换。

根据R值和DIFS理论，对9样点的再补给参数R进行了下列分类：快 速补给(G)，中速补给(A，B，C，F和I)和慢速补给(D，E和H)。依据 沉积物/DGT微区可溶活性磷和固相吸附活性磷的随时间/距离分布的一对偏 微分方程的计算理论，可以研究各种图线随测定时间和距离变化特征和各种 输出参数(TC，K1和K-1)之间的关系；本实施例可以得出下列滇池表层 沉积物释放和扩散过程的规律：T_c、R、K_d和K_-1决定了溶解性/吸附态浓度 和M在界面微区的变化，并反映了不同的释放风险、在固/液相间的动力学 交换及不同营养化水平的沉积物磷贮库的作用。比如，解吸系数K_-1在短的 操作时间(＜6h)内对溶解性浓度曲线起控制作用，但对于长的操作时间而言， 分配系数K_d对溶解性浓度曲线起控制作用。吸附态浓度曲线大体上与溶解 态曲线有相似的特征。溶解性浓度曲线和吸附态浓度曲线的衰减距离也与 K_d和K_-1有关，特别是在采样点E处，衰减距离大约为2.5cm，这是由于采 样点E处大的Tc值和小的R、K_-1所致；另外，在采样点D、E和H处大 的T_C值和低的R、K_-1产生了比吸附态浓度曲线更明显的溶解态浓度曲线的 特征(＜6h)。由此可见，本发明所述DGT-DIFS测定方法能够较好地完成对整 个湖泊厌氧表层沉积物磷的释放风险和反应性的预测。

表1 滇池9个采样点A～I处沉积物的理化性质

  pH值 Eh(mv) A 7.56±0.12 -90.05±7.20 B 7.83±0.09 -78.47±8.78 C 7.61±0.12 -89.09±6.05 D 7.42±0.23 -80.18±8.02 E 7.53±0.33 -65.08±5.23 F 7.64±0.07 -86.04±4.98 G 7.74±0.08 -98.98±7.08 H 7.84±0.11 -70.77±10.64 I 7.47±0.21 -80.56±4.55

表2 沉积物间隙水中磷的浓度

表3 沉积物中可溶反应性磷的浓度及DGT测定的再补给参数R

表4 沉积物中各提取相中磷及磷贮库的浓度

样点 NH₄CL-P BD-P Labile P pool NaOH_25℃-P HCl-P NaOH_85℃-P Total(SMT) Recovery A 18.90 488.65 507.55 2584.19 478.21 353.08 4411.68 88.92％ B 9.20 260.94 270.14 524.19 350.47 239.96 1645.70 84.14％ C 17.19 108.23 125.42 464.79 508.54 272.38 1479.36 92.68％ D 13.71 73.94 87.64 488.26 397.08 284.87 1331.78 94.45％ E 6.27 53.61 59.88 366.56 634.01 495.68 1609.74 96.67％ F 13.55 105.39 118.95 508.27 666.87 365.15 1764.62 94.03％ G 12.12 247.47 259.59 459.27 851.99 368.05 2186.36 88.68％ H 10.98 142.58 153.56 295.88 878.23 35844 1828.70 92.20％ I 16.18 82.04 98.22 418.01 309.74 222.12 1130.13 92.74％

表5 沉积物DIFS的输入参数

表6 沉积物DIFS的输出参数

样点 T_C(s) K_-1(d^-1) K¹(d^-1) A 498 5.28 168.08 B 2603 1.15 32.05

C 1777 1.33 47.30 D 6994 0.15 12.20 E 56060 0.03 1.51 F 332 13.03 247.60 G 33 13.13 2609.02 H 13140 0.10 6.48 I 382 9.79 216.15

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式 的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做 出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷 举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围 之中。