DB5301-T 103-2024 湖泊沉積物磷負(fù)荷監(jiān)測(cè)及評(píng)估技術(shù)指南

13.060.01CCS

Z

105301 DB5301/T

103—2024湖泊沉積物磷負(fù)荷監(jiān)測(cè)及評(píng)估技術(shù)指南Technical

for

and

of

phosphorus

load

lake

sediments 昆明市市場(chǎng)監(jiān)督管理局發(fā)

布DB5301/T

—2024 前言

.................................................................................

Ⅲ1

...............................................................................

12 規(guī)范性引用文件

.....................................................................

13 術(shù)語(yǔ)和定義

.........................................................................

14 磷負(fù)荷監(jiān)測(cè)及評(píng)估工作程序

...........................................................

15 磷負(fù)荷監(jiān)測(cè)及實(shí)驗(yàn)方案

...............................................................

26 磷負(fù)荷估算

.........................................................................

2附錄

A（規(guī)范性） 湖泊沉積物采樣方法...................................................

5附錄

B（資料性） 湖泊沉積物磷負(fù)荷估算測(cè)定方法.........................................

6參考文獻(xiàn)

..............................................................................

7DB5301/T

—2024 本文件按照GB/T

1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則

第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請(qǐng)注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利，本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別專利的責(zé)任。本文件由昆明市生態(tài)環(huán)境局提出。本文件由昆明市生態(tài)環(huán)境科學(xué)研究院歸口。本文件起草單位：昆明市生態(tài)環(huán)境科學(xué)研究院IIIDB5301/T

—20241 范圍本文件規(guī)定了湖泊沉積物采樣、磷含量測(cè)定和磷負(fù)荷定量評(píng)估的工作程序、內(nèi)容和技術(shù)方法。本文件適用于指導(dǎo)湖泊沉積物內(nèi)源磷負(fù)荷監(jiān)測(cè)及評(píng)估。2 規(guī)范性引用文件文件。GB

11893水質(zhì)

鉬酸銨分光光度法GB

17378.3海洋監(jiān)測(cè)規(guī)范

第3部分：樣品采集、貯存與運(yùn)輸GB

17378.5 海洋監(jiān)測(cè)規(guī)范

第5部分：沉積物分析HJ

91.2 地表水環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范3 術(shù)語(yǔ)和定義下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。湖泊沉積物 lake

湖泊底部收集的流域內(nèi)一切可由水力搬運(yùn)和大氣沉降帶來(lái)的碎屑和顆粒，以及湖體內(nèi)可能形成的化學(xué)沉積和水生生物殘?bào)w等湖體沉積物。湖泊沉積物間隙水porewater

lake

sediment存在于沉積物內(nèi)部的自由水體。湖泊沉積物上覆水overlying

water

of

lake

sediment覆蓋于湖泊沉積物上的水體。湖泊沉積物-水界面 lake

sediment-water

沉積物相與上覆水相之間的邊界層。湖泊沉積物磷負(fù)荷 phosphorus

load

of

lake

sediment湖泊沉積物累積的磷受生態(tài)環(huán)境條件改變和影響等可釋放進(jìn)入上覆水體的磷負(fù)荷總量。4 磷負(fù)荷監(jiān)測(cè)及評(píng)估工作程序??=0

(1)R

=

φ×????

??=0

(1)R

=

φ×????

×(

)第一階段為前期準(zhǔn)備階段。主要內(nèi)容為：收集調(diào)查湖泊相關(guān)的歷史和現(xiàn)狀資料，包括但不局限于湖泊面積、水深、水位、水量、水質(zhì)、沉積物的分布和厚度。第二階段為湖泊沉積物磷負(fù)荷監(jiān)測(cè)方案制定階段。主要內(nèi)容為：監(jiān)測(cè)時(shí)間、采樣點(diǎn)位、采樣時(shí)間頻率、監(jiān)測(cè)項(xiàng)目、測(cè)定方法、磷釋放實(shí)驗(yàn)等。第三階段為監(jiān)測(cè)實(shí)施階段。主要內(nèi)容為：檢定儀器設(shè)備，確定監(jiān)測(cè)人員，實(shí)施監(jiān)測(cè)方案并進(jìn)行質(zhì)量控制。第四階段為湖泊沉積物磷負(fù)荷估算與評(píng)估階段。主要內(nèi)容為：根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果，估算沉積物磷釋放通量和磷釋放負(fù)荷。5 磷負(fù)荷監(jiān)測(cè)及實(shí)驗(yàn)方案采樣設(shè)計(jì)春、夏、秋、冬四季各分別采樣1次或全年逐月采樣，沉積物采樣及布點(diǎn)方法執(zhí)行附錄A的規(guī)定。監(jiān)測(cè)項(xiàng)目及測(cè)定方法根據(jù)磷負(fù)荷估算方法選擇監(jiān)測(cè)項(xiàng)目。a)

擴(kuò)散模型法：1)

沉積物濕重和干重；測(cè)定方法見附錄

B

B.2.1。2)

上覆水和間隙水溶解性磷酸鹽；測(cè)定方法見附錄

B

中的

B.2.2。3)

上覆水和間隙水生物可利用有機(jī)磷；測(cè)定方法見附錄

B

B.2.3。b)

模擬實(shí)驗(yàn)法：1)

柱中沉積物-水界面面積；2)

柱中上覆水體積；3)

柱中上覆水總磷；測(cè)定方法見附錄

B

B.2.2。6 磷負(fù)荷估算擴(kuò)散模型法6.1.1 磷釋放通量估算磷釋放通量計(jì)算方法見式（1）、（2）：????????

(2)????

=

|

(2)

(????)(????)??=0

——（）]BR-（m·d）]；φ——沉積物孔隙率（%），計(jì)算方法見附錄式B.2.1；????B.2.4；????——沉積物-水界面溶解性磷酸鹽實(shí)際擴(kuò)散系數(shù)，單位為平方厘米每秒（cm）；

F=

??(???????0

F=

??(???????0 ?????1(?????1?????)????=1??0——25

℃時(shí)溶解性磷酸鹽理想擴(kuò)散系數(shù)為7.0×10?6，單位為平方厘米每秒（cm）。6.1.2磷釋放負(fù)荷估算磷釋放負(fù)荷計(jì)算方法見式（3?? ??W

=

（∑??=1∑????=1??????1

×??????

×??????

×10）+(∑??=1∑????=1??????2

×??????

×??????

×10)?? ??式中：W——沉積物磷釋放負(fù)荷，單位為噸每年（t）；??????1——第??個(gè)點(diǎn)位第??次樣品沉積物-水界面放通量，單位為d（m·

）]；d??????2——第??個(gè)點(diǎn)位第??次樣品沉積物-d（m·

）]；d??????——第??個(gè)點(diǎn)位第??次樣品代表時(shí)間段，單位為天（d??????——

ArcGis

對(duì)沉積物磷釋放通量空間差值計(jì)算第??個(gè)點(diǎn)位第??m模擬實(shí)驗(yàn)法6.2.1 磷釋放通量估算磷釋放通量計(jì)算方法見式（4?????(4)式中：dF（m·

）]；dV柱中上覆水的體積，單位為升（L）；????、??0、?????1——第n????——添加原水后上覆水總磷濃度，單位為毫克每升（mg/L）；?????1——第

次采樣體積，單位為升（L）；??——柱中沉積物-水界面面積，單位為平方米（m??——釋放時(shí)間，單位為天（d6.2.2 磷釋放負(fù)荷估算磷釋放負(fù)荷計(jì)算方法見式（5??W

=

∑??=1∑????=1??????

×??????

×??????

×10(5)??式中：W——沉積物磷釋放負(fù)荷，單位為噸每年（）；d??????——第??個(gè)點(diǎn)位第??次樣品沉積物-（m·

）]；dDB5301/T

—2024??????——

ArcGis

對(duì)沉積物磷釋放通量空間差值計(jì)算第??個(gè)點(diǎn)位第??次樣品的沉積物分布面積，單位為平方米（m??????——第??個(gè)點(diǎn)位第??次樣品磷釋放通量代表時(shí)間段，單位為天（d）。2/hm500500-2

000

000

000

00010

00010

000

00020

000

00011N

=

√100+??N

=

√100+??(A.1)

附 錄A（規(guī)范性）湖泊沉積物采樣方法A.1 樣點(diǎn)數(shù)量確定在摸底調(diào)查基礎(chǔ)上，采用湖泊面積三次方根法來(lái)確定采樣點(diǎn)數(shù)量，采樣點(diǎn)計(jì)算公式為3A式中：N沉積物采樣點(diǎn)數(shù)（個(gè)）；A湖泊水面面積，單位為公頃（hm）；X考慮湖泊實(shí)際情況而增加的經(jīng)驗(yàn)采樣點(diǎn)數(shù)(個(gè))，取自然數(shù)(0,1,2,3,…)。按湖泊面積的3次方根確定的湖泊沉積物采樣點(diǎn)，執(zhí)行表給出的控制基數(shù)。表A.1

湖泊沉積物采樣點(diǎn)三次方根法控制基數(shù)表A.1

湖泊沉積物采樣點(diǎn)三次方根法控制基數(shù)相等的方格覆蓋,根據(jù)方格覆蓋區(qū)所占水面與方格面積的比例確定樣點(diǎn)布設(shè)位置,每個(gè)網(wǎng)格代表的水面面積要盡可能接近，對(duì)已知污染源應(yīng)有所考慮。A.3沉積物采集在布設(shè)好的樣點(diǎn)處用裝有?90mm×600mm有機(jī)玻璃管的沉積物柱狀芯樣采集器采集沉積物柱芯樣，每個(gè)樣點(diǎn)采集3根平行樣，取檢測(cè)平均值用于計(jì)算，泥樣厚度根據(jù)實(shí)際采樣情況確定，沉積物柱芯樣采集器上部用原樣點(diǎn)沉積物表層上方30

cm左右水樣注滿后兩端用橡皮塞塞緊，垂直放置，帶回實(shí)驗(yàn)室靜置30

。沉積物采樣采用GB

規(guī)定的方法，水樣采樣采用HJ

規(guī)定的方法。A.4 沉積物上覆水及間隙水采集使用高分辨間隙水?dāng)U散平衡裝置采集上覆水及間隙水，高分辨間隙水?dāng)U散平衡裝置由很多相同體

μm48h

φ=

????)×100%B.2.1DB5301/Tφ=

????)×100%B.2.1附錄B（資料性）湖泊沉積物磷負(fù)荷估算測(cè)定方法B.1 釋放模擬實(shí)驗(yàn)方法上層水體用虹吸法抽去，再用虹吸法沿壁小心滴注已過濾的原采樣點(diǎn)水樣，至液面高度距沉積物表面20cm12h、h、36h、h、72h時(shí)用移液管于水柱中段取樣，每次取樣體積為50

mL，同時(shí)用原樣點(diǎn)初始過濾水樣補(bǔ)充至刻度，全部實(shí)驗(yàn)于72

h每次所取樣品監(jiān)測(cè)項(xiàng)目均相同。B.2監(jiān)測(cè)項(xiàng)目測(cè)定方法B.2.1 沉積物濕重和干重采用

GB

給出的，2.5????

????2.5φ——沉積物孔隙率（%????——沉積物濕重，單位為克（g）；????——沉積物干重，單位為克（g）；2.5表層沉積物平均密度與水密度的比值。B.2.2 沉積物上覆水和間隙水總磷、溶解性磷酸鹽總磷、溶解性磷酸鹽測(cè)定見

GB

11893。B.2.3 沉積物上覆水和間隙水生物可利用有機(jī)磷堿性磷酸酶、磷酸二酯酶和植酸酶組合配置成有機(jī)磷水解酶溶液。取5

mL樣品置于10

比色管中，加入氯化鎂溶液作為激活劑,0.44

mL酶配置溶液，再加入0.05

濃度為

的檸檬酸鈉溶液，混合液密封后，在37

℃下恒溫水解16

h。通過測(cè)定樣品酶水解前后溶液中溶解性磷酸鹽濃度的差值獲得生物可利用有機(jī)磷含量。B.2.4 沉積物-水界面溶解性磷酸鹽濃度梯度由沉積物間隙水與上覆水的濃度差決定，通過測(cè)量多個(gè)深度沉積物上覆水和間隙水的濃度數(shù)值進(jìn)行指數(shù)擬合，按照擬合的表達(dá)式對(duì)深度求導(dǎo)，計(jì)算沉積物-DB5301/T

—202