pH、溫度、溶解氧、風(fēng)浪和微生物代謝等對(duì)底泥的氮、磷釋放產(chǎn)生很大的影響。底泥自上而下可分為三層：一為污染層，多呈黑色至深黑色；二為過(guò)渡層，結(jié)構(gòu)疏松，含有大量沉水植物根系及莖葉殘?。蝗秊槌练e層,多為粘質(zhì)夾粉質(zhì)粘土。沉積物-水界面物質(zhì)交換主要發(fā)生在沉積物表層5-10cm范圍內(nèi)。

沉積物中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，可以通過(guò)礦化和解吸，生成無(wú)機(jī)離子重新進(jìn)入到上覆水中，或由于離子交換、分子擴(kuò)散和生物擾動(dòng)等作用進(jìn)入到上覆水中，或形成松散的無(wú)機(jī)礦物或有機(jī)化合物，而上覆水中的氮無(wú)機(jī)離了也能反向擴(kuò)散到底泥的厭氧層，經(jīng)反硝化作用還原成N2O、N2等逸入大氣。

底泥中氮的累積和釋放是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，氮的遷移轉(zhuǎn)化的主要是通過(guò)硝化和反硝化完成的當(dāng)水體中NO3-的濃度較高時(shí)，底泥厭氧層的反硝化作用就會(huì)加劇，更多的NO3-進(jìn)入底泥厭氧層，因而水體NO3-濃度就會(huì)下降；當(dāng)上覆水中NCH-的濃度降低時(shí)，底泥厭氧層的反硝化作用就會(huì)減緩，上覆水中NO：進(jìn)入底泥的量就會(huì)減少，從而維持著水體生態(tài)系統(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)水平。

底泥中的磷的釋放機(jī)理主要有三個(gè)方面：

一、生物釋放

主要是大型水生植物的釋放、底棲生物的消化釋放和細(xì)菌釋放。大型水生植物的莖葉可通過(guò)分泌作用將磷釋放到水體中，死亡后的大量植物腐殖質(zhì)沉入水底，成為底泥中的一部分,然后由于細(xì)菌的分解又把磷釋入上覆水體中，造成水體中磷的增加。細(xì)菌分解作用使底泥中的有機(jī)化合物釋放出磷酸鹽，并且細(xì)菌會(huì)把底泥中不溶性的磷化合物轉(zhuǎn)化為可溶性的磷化合物。

二、物理釋放

由于溶解性磷在底泥間隙水與上覆水間存在濃度梯度，從而產(chǎn)生擴(kuò)散作用；水面的風(fēng)速、波浪等水力擾動(dòng)作用引起底泥再懸浮，從而產(chǎn)生磷釋放。

三、化學(xué)釋放

厭氧條件下鐵磷礦物的還原促進(jìn)底泥中的磷釋放，好養(yǎng)狀態(tài)下鐵具有很強(qiáng)得吸附磷的能力，特別是磷酸鹽，磷酸鹽以高鐵絡(luò)合物的形式從底泥中析出；而在厭氧條件下，鐵離子被還原成亞鐵離子，容易與磷生成可溶于水的磷酸亞鐵鹽，并且與磷酸鹽一并釋放到上覆水體中。

磷由底泥先進(jìn)入底泥的間隙水中，再經(jīng)過(guò)擴(kuò)散、擾動(dòng)和水動(dòng)力等作用逐漸擴(kuò)散到水-底泥界面，進(jìn)而擴(kuò)散到上覆水體中，底泥中的磷主要以兩種途徑向上覆水體中釋放：鐵氧化物(FcOOH)、氫氧化物結(jié)合磷的解吸，與有機(jī)化合物的礦化分解。

水體中的磷進(jìn)入底泥后，礦化分解為可溶性的無(wú)機(jī)磷釋放到底泥的間隙水中，造成間隙水中的溶解性磷的含量升高，由于存在濃度梯度，間隙水中的溶解性的磷有一部分?jǐn)U散到上覆水體中，另一部分由于擴(kuò)散阻力的作用向底泥沉積物中聚集，這一部分磷在等間隙水中的釋放后會(huì)更容易解吸，并進(jìn)一步擴(kuò)散到上覆水體中。

底泥中鐵的氫氧化物和氧化物對(duì)磷酸鹽有較強(qiáng)的親和性，能限制間隙水中的磷酸鹽向上覆水體中擴(kuò)散，該作用與底泥的氧化還原電位相關(guān)。底泥在氧化條件下時(shí)，只存在少量的磷釋放到上覆水體中；而底泥在還原條件下時(shí)，由鐵的氧化物釋放的磷可以直接從間隙水中進(jìn)入上覆水體中。

氮元素釋放主要是銨態(tài)氮,釋放強(qiáng)度與pH和溶解氧負(fù)相關(guān)，與溫度正相關(guān)。

夏季時(shí)表層水體中藻類進(jìn)行光合作用吸收水中的CO2,提高了水體的pH。水體中H+濃度增大后，底泥中膠體吸附的銨態(tài)氮由于同H+競(jìng)爭(zhēng)吸附位置而被釋放到水體中，銨態(tài)氮脫附過(guò)程增強(qiáng)，從而釋放量增加；相反當(dāng)pH增大時(shí)，水體中的OH含量增加，則促使銨態(tài)氮更多地與OH相結(jié)合，然后以氣體形式釋放到水體中，化學(xué)平衡的移動(dòng)會(huì)造成系統(tǒng)內(nèi)氮元素總量減少，進(jìn)而降低水體中的硝態(tài)氮和銨態(tài)氮的濃度。

此外大多數(shù)的氨化細(xì)菌和硝化細(xì)菌適宜在中性環(huán)境(pH=6.5~7.5)下生存，過(guò)堿環(huán)境(pH>8)則不利于氨化和硝化過(guò)程的進(jìn)行，因而pH增大會(huì)抑制底泥中氮的釋放；當(dāng)水體的pH在3~7之間時(shí)，磷元素主要以磷酸氫根離了的形式存在，而pH在8~10之間時(shí)，磷元素主要以磷酸二氫根離了的形式存在，此時(shí)底泥的吸附作用zui大；pH值偏高利于更多的磷酸根離了從鐵氧化物中解析出來(lái)，釋放到水體中造成磷酸鹽含量增加，因此pH值升高促進(jìn)底泥中磷的釋放。

對(duì)于城市小型潛水型湖泊，底泥中氮的釋放取決于時(shí)間尺度：短期的水力條件對(duì)底泥的釋放影響作用較大，但是長(zhǎng)期水力條件的影響并不顯著。

水環(huán)境系統(tǒng)中的水生植物對(duì)營(yíng)養(yǎng)鹽具有吸收利用作用，在水生植物生活旺盛季節(jié)，底泥釋放的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)濃度處于較低水平，冬季時(shí)植物生長(zhǎng)活動(dòng)停止，凈化作用趨近于零,此時(shí)水體中的營(yíng)養(yǎng)鹽濃度由于底泥釋放達(dá)到一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的水平。

此外底泥中生活著底棲動(dòng)物、底棲微生物、酶類，其物理、化學(xué)和生物作用對(duì)水體環(huán)境產(chǎn)生的影響不容忽視季節(jié)的溫度變化、底泥的現(xiàn)有濃度和水體中所含的營(yíng)養(yǎng)物濃度都影響著底泥營(yíng)養(yǎng)鹽的釋放速率，因而一年中的底泥釋放變化可能較大。

文章內(nèi)容來(lái)源于：城市景觀水體氮磷污染負(fù)荷來(lái)源解析