ICS13.060.01CCSZ105301昆明市地方標準DB5301/T103—2024湖泊沉積物磷負荷監測及評估技術指南Technicalguideformonitoringandassessmentofphosphorusloadinlakesediments昆明市市場監督管理局發布DB5301/T103—2024目次前言.................................................................................Ⅲ123456范圍...............................................................................1規范性引用文件.....................................................................1術語和定義.........................................................................1磷負荷監測及評估工作程序...........................................................1磷負荷監測及實驗方案...............................................................2磷負荷估算.........................................................................2附錄A（規范性）湖泊沉積物采樣方法...................................................5附錄B（資料性）湖泊沉積物磷負荷估算測定方法.........................................6參考文獻..............................................................................7IDB5301/T103—2024前言本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規則》的規定起草。請注意本文件的某些內容可能涉及專利，本文件的發布機構不承擔識別專利的責任。本文件由昆明市生態環境局提出。本文件由昆明市生態環境科學研究院歸口。本文件起草單位：昆明市生態環境科學研究院本文件主要起草人：楊艷、何佳、支國強、洪昌海、邵智、段玲玲、李昕悅、付瀟華、孫曉能、王燕萍、熊健、廖駿、趙敏、付立蘋。IIIDB5301/T103—2024湖泊沉積物磷負荷監測及評估技術指南12范圍本文件規定了湖泊沉積物采樣、磷含量測定和磷負荷定量評估的工作程序、內容和技術方法。本文件適用于指導湖泊沉積物內源磷負荷監測及評估。規范性引用文件下列文件中的內容通過文中的規范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB11893水質總磷的測定鉬酸銨分光光度法GB17378.3海洋監測規范第3部分：樣品采集、貯存與運輸GB17378.5海洋監測規范第5部分：沉積物分析HJ91.2地表水環境質量監測技術規范3術語和定義下列術語和定義適用于本文件。湖泊底部收集的流域內一切可由水力搬運和大氣沉降帶來的碎屑和顆粒，以及湖體內可能形成的存在于沉積物內部的自由水體。沉積物相與上覆水相之間的邊界層。41DB5301/T103—2024第一階段為前期準備階段。主要內容為：收集調查湖泊相關的歷史和現狀資料，包括但不局限于湖泊面積、水深、水位、水量、水質、沉積物的分布和厚度。第二階段為湖泊沉積物磷負荷監測方案制定階段。主要內容為：監測時間、采樣點位、采樣時間頻率、監測項目、測定方法、磷釋放實驗等。第三階段為監測實施階段。主要內容為：檢定儀器設備，確定監測人員，實施監測方案并進行質量控制。第四階段為湖泊沉積物磷負荷估算與評估階段。主要內容為：根據監測結果，估算沉積物磷釋放通量和磷釋放負荷。5磷負荷監測及實驗方案采樣設計春、夏、秋、冬四季各分別采樣1次或全年逐月采樣，沉積物采樣及布點方法執行附錄A的規定。監測項目及測定方法根據磷負荷估算方法選擇監測項目。a)擴散模型法：1)2)3)沉積物濕重和干重；測定方法見附錄B中的B.2.1。上覆水和間隙水溶解性磷酸鹽；測定方法見附錄B中的B.2.2。上覆水和間隙水生物可利用有機磷；測定方法見附錄B中的B.2.3。6磷釋放通量計算方法見式（1）、（2）：)······················································································(1)=0<0.7≥0.7··························································································(2)=|00()——沉積物-水界面溶解性磷酸鹽濃度梯度，單位為毫克每升厘米[mg/（L·cm）]，計算方法見附錄B=02DB5301/T103—20240——25℃時溶解性磷酸鹽理想擴散系數為7.0×10?6，單位為平方厘米每秒（cm2/s）。6.1.2磷釋放負荷估算磷釋放負荷計算方法見式（3）：W=（∑=1∑=11×××10?9）+(∑=1∑=12×××10?9)················(3)式中：W——沉積物磷釋放負荷，單位為噸每年（t/a）；1——第個點位第次樣品沉積物-水界面溶解性磷酸鹽釋放通量，單位為毫克每平方米天[mg/（m22·d）]；2——第個點位第次樣品沉積物-水界面生物可利用有機磷釋放通量，單位為毫克每平方米天[mg/·d）]；（m——第個點位第次樣品代表時間段，單位為天（d）；——利用ArcGis對沉積物磷釋放通量空間差值計算第個點位第次采樣的沉積物分布面積，單位為平方米（m）。2模擬實驗法6.2.1磷釋放通量估算磷釋放通量計算方法見式（4）：F=(?0)+∑=1?1(?1?)····························································(4)?式中：×××10?9·····················································(5)式中：2——第個點位第次樣品沉積物-水界面總磷釋放通量，單位為毫克每平方米天[mg/（m·d）]；3DB5301/T103—2024——利用ArcGis對沉積物磷釋放通量空間差值計算第個點位第次樣品的沉積物分布面積，單位為平方米（m——第個點位第次樣品磷釋放通量代表時間段，單位為天（d）。2）；4DB5301/T103—2024附錄A（規范性）湖泊沉積物采樣方法A.1樣點數量確定在摸底調查基礎上，采用湖泊面積三次方根法來確定采樣點數量，采樣點計算公式為N=3√100A+·····································································(A.1)式中：N——沉積物采樣點數（個）；A——湖泊水面面積，單位為公頃（hm）；2X——考慮湖泊實際情況而增加的經驗采樣點數(個)，取自然數(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，執行表A.1給出的控制基數。表A.1湖泊沉積物采樣點三次方根法控制基數湖泊面積/hm2＜5002～4500-20002000～50004～65000～1000010000～2000020000～500005～76～98～11三次方根法3～5A.2采樣點布設獲得沉積物采樣點數目后，將樣點合理地布設在湖面上，采用系統布點法，把所研究的湖區用大小相等的方格覆蓋,根據方格覆蓋區所占水面與方格面積的比例確定樣點布設位置,每個網格代表的水面在布設好的樣點處用裝有?90mm×600mm有機玻璃管的沉積物柱狀芯樣采集器采集沉積物柱芯樣，每個樣點采集3根平行樣，取檢測平均值用于計算，泥樣厚度根據實際采樣情況確定，沉積物柱芯樣采集器上部用原樣點沉積物表層上方30cm左右水樣注滿后兩端用橡皮塞塞緊，垂直放置，帶回實驗室靜置30min。沉積物采樣采用GB17378.3規定的方法，水樣采樣采用HJ91.2規定的方法。使用高分辨間隙水擴散平衡裝置采集上覆水及間隙水，高分辨間隙水擴散平衡裝置由很多相同體積的小室組成，每個小室兩側分別覆蓋一層0.45μm具有生物惰性的濾膜，在每個小室內預裝滿去離子水或電解質溶液，并充分地充氮去氧后垂直插入柱狀沉積物樣品中48h之后取出，通過測定裝置中小室內溶液濃度來計算對應深度的上覆水和間隙水中溶解性磷酸鹽濃度。5DB5301/T103—2024附錄B（資料性）湖泊沉積物磷負荷估算測定方法B.1釋放模擬實驗方法選擇基于釋放模擬實驗的沉積物磷釋放負荷估算方法，模擬實驗內容主要包括：在室內將柱狀樣中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水樣，至液面高度距沉積物表面20cm處停止，標注刻度，即刻取原水樣作起始樣，此后于12h、24h、36h、48h、72h時用移液管于水柱中段取樣，每次取樣體積為50mL，同時用原樣點初始過濾水樣補充至刻度，全部實驗于72h結束。每次所取樣品監測項目均相同。B.2監測項目測定方法沉積物濕重和干重B.2.1沉積物濕重和干重采用重量法測定，采用GB17378.5給出的測定方法，測定結果用于計算沉積物孔隙率，計算公式為φ=(?)×100%……………(B.2.1)(?)+2.5式中：φ——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）；沉積物上覆水和間隙水總磷、溶解性磷酸鹽堿性磷酸酶、磷酸二酯酶和植酸酶組合配置成有機磷水解酶溶液。取5mL樣品置于10mL比色管中，加入氯化鎂溶液作為激活劑,加入0.44mL酶配置溶液，再加入0.05mL濃度為0.68mol/L的檸檬酸鈉溶液，混合液密封后，在37℃下恒溫水解16h。通過測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磷含量。由沉積物間隙水與上覆水的濃度差決定，通過測量多個深度沉積物上覆水和間隙水的濃度數值進行指數擬合，按照擬合的表達式對深度求導，計算沉積物-水界面溶解性磷酸鹽濃度梯度。6DB5301/T103—2024參考文獻［1］范成新.湖泊沉積物調查規范.北京：科學出版社，2018年.［