[发明专利]一种确定湖泊沉积物高氮和/或磷风险区的方法

权利要求书

1.一种建立湖泊沉积物氮和/或磷质量分类标准的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

a)采集待分析湖泊的表层沉积物样品多个；

b)以氮和/或磷含量(mg/kg)为指标，对a)步骤表层沉积物样品分别进行氮和/或磷含量的测定并对所得数据进行精度、准确度、代表性、完整性、可比较性评估与筛选；

c)选择与待分析湖泊具有相似污染因素的富营养化模型，确定当水体发生富营养化和严重富营养化时水体的氮和/或磷含量(mg/L)；

d)配制与待分析湖泊污染现状相对应的水体的氮、磷浓度的梯度溶液，并将该溶液与a)步骤所采集的待分析湖泊的表层沉积物样品进行混合，通过吸附-解吸实验求解沉积物与水体达到吸附-解吸平衡时溶液的吸附-解吸平衡浓度以及此时水体的氮和/或磷含量(mg/L)并对所获得的数据进行质量评估直到满足要求；

e)利用b)步骤所测得满足要求的沉积物化学数据与d)步骤所求解的沉积物氮和/或磷在吸附-解吸平衡浓度建立有关水体氮和/或磷含量与沉积物氮和/或磷含量的拟合方程；

f)若拟合方程的置信度≤90％(p＞0.10)时，需要重新拟合建模；若拟合方程的置信度≥90％(p＜0.10)时，将通过c)步骤所确定的水体营养盐含量代入e)步骤所建立的拟合方程，求解湖泊发生富营养化和严重富营养化时的沉积物氮和/或磷含量的阈值，即水体刚发生富营养化时沉积物的氮和/或磷的阈值效应含量和水体发生严重富营养化时沉积物的氮和/或磷的可能效应含量；

g)根据f)步骤所求出的沉积物氮和/或磷含量的阈值建立湖泊沉积物氮和/或磷营养物质质量分类标准。

2.一种采用权利要求1所述方法获得的标准确定湖泊沉积物高氮和/或磷风险区的方法，其特征在于：该方法还包括以下步骤：

h)将步骤b)所测得的沉积物氮和/或磷含量与步骤g)所建立的沉积物质量分类标准进行比较，确定待分析湖泊及区域的沉积物是否存在维持富营养风险以及沉积物氮和/或磷的营养风险程度，即当步骤b)所测得的沉积物的氮和/或磷含量低于步骤g)所述标准的阈值效应含量时，该处的沉积物处于氮和/或磷的低风险状态；当步骤b)所测得的沉积物的氮和/或磷含量高于步骤g)所确定的阈值效应含量但低于所述的可能效应含量时，该处的沉积物处于氮和/或磷高风险状态，能够维持湖泊水体的富营养状态；当步骤b)所测得的沉积物的氮和/或磷含量高于步骤g)所确定的的可能效应含量时，该处的沉积物处于氮和/或磷极高风险状态，能够维持湖泊水体的严重富营养状态。

3.根据权利要求1-2任一项所述的方法，其特征在于：所述氮指标优选为总氮或氨氮，进一步优选是氨氮；所述磷指标优选为总磷或易解吸磷，进一步优选是易解吸磷。

4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其中步骤a)所述表层沉积物是待分析湖泊沉积物表层1-20cm左右的沉积物，以10cm左右为最佳采集区。

5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其中步骤d)所述梯度溶液中的氮、磷浓度各自独立地大约分别是待分析湖泊水体中氮、磷含量的0.01～50倍，优选是大约0.02～10倍、大约0.02～5倍、或大约0.02～2.5倍。

6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于：步骤c)所述营养模型采用卡森指数(TSI_M)法建立，该营养模型关于氮、磷的公式分别为：

TSI_M(TP)＝10(9.436+1.6241nTP)；

TSI_M(TN)＝10(5.453+1.6941nTN)。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：TSI_M为50认定为湖泊发生富营养化的界限，TSI_M≥70时认定为严重富营养化，据此可算出水体发生富营养化及严重富营养化时水体中营养盐含量阈值，即氮为0.31mg/L和1.2mg/L，磷为0.023mg/L和0.11mg/L。

8.根据权利要求1-7任一项所述的方法，其特征在于：步骤a)所述表层沉积物是利用低扰动柱状采样器进行取样的。