ICS13.060.01

CCSZ10

5301

昆明市地方標(biāo)準(zhǔn)

DB5301/T103—2024

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

Technicalguideformonitoringandassessmentofphosphorusloadin

lakesediments

2024-01-01發(fā)布2024-02-01實(shí)施

昆明市市場(chǎng)監(jiān)督管理局發(fā)布

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目次

前言.................................................................................Ⅲ

1范圍...............................................................................1

2規(guī)范性引用文件.....................................................................1

3術(shù)語(yǔ)和定義.........................................................................1

4磷負(fù)荷監(jiān)測(cè)及評(píng)估工作程序...........................................................1

5磷負(fù)荷監(jiān)測(cè)及實(shí)驗(yàn)方案...............................................................2

6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)..............................................................................7

I

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前言

本文件按照GB/T1.1—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(zhuān)利，本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別專(zhuān)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

本文件主要起草人：楊艷、何佳、支國(guó)強(qiáng)、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(píng)。

III

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

1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

下列文件中的內(nèi)容通過(guò)文中的規(guī)范性引用而構(gòu)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(duì)應(yīng)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(zhì)總磷的測(cè)定鉬酸銨分光光度法

GB17378.3海洋監(jiān)測(cè)規(guī)范第3部分：樣品采集、貯存與運(yùn)輸

GB17378.5海洋監(jiān)測(cè)規(guī)范第5部分：沉積物分析

HJ91.2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lakesediment

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porewateroflakesediment

存在于沉積物內(nèi)部的自由水體。

湖泊沉積物上覆水overlyingwateroflakesediment

覆蓋于湖泊沉積物上的水體。

湖泊沉積物-水界面lakesediment-waterinterface

沉積物相與上覆水相之間的邊界層。

湖泊沉積物磷負(fù)荷phosphorusloadoflakesediment

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

1

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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(jiàn)附錄B中的B.2.1。

2)上覆水和間隙水溶解性磷酸鹽；測(cè)定方法見(jiàn)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(jiàn)附錄B中的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(jiàn)附錄B中的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(jiàn)式（1）、（2）：

??

R=φ×??×()······················································································(1)

???=0

???0?<0.7

??=|2··························································································(2)

???0?≥0.7

式中：

R——沉積物-水界面磷釋放通量，單位為毫克每平方米天[mg/（m2·d）]；

φ——沉積物孔隙率（%），計(jì)算方法見(jiàn)附錄式B.2.1；

??

()——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(jì)算方法見(jiàn)附錄B

???=0

中的B.2.4；

2

??——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/s）；

2

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?62

?0——25℃時(shí)溶解性磷酸鹽理想擴(kuò)散系數(shù)為7.0×10，單位為平方厘米每秒（cm/s）。

6.1.2磷釋放負(fù)荷估算

磷釋放負(fù)荷計(jì)算方法見(jiàn)式（3）：

??1?9??2?9

W=（∑?=1∑?=1???×???×???×10）+(∑?=1∑?=1???×???×???×10)················(3)

式中：

W——沉積物磷釋放負(fù)荷，單位為噸每年（t/a）；

1

???——第?個(gè)點(diǎn)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/

（m2·d）]；

2

???——第?個(gè)點(diǎn)位第?次樣品沉積物-水界面生物可利用有機(jī)磷釋放通量，單位為毫克每平方米天[mg/

（m2·d）]；

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

???——利用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?次采樣的沉積物分布面積，單

位為平方米（m2）。

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(jiàn)式（4）：

?(???)+∑??(???)

F=?0?=1??1??1?····························································(4)

????

式中：

F——磷釋放通量，單位為毫克每平方米天[mg/（m2·d）]；

V——柱中上覆水的體積，單位為升（L）；

??、?0、???1——第n次、初始和j-1次采樣時(shí)總磷濃度，單位為毫克每升（mg/L）；

??——添加原水后上覆水總磷濃度，單位為毫克每升（mg/L）；

???1——第j-1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（m2）；

?——釋放時(shí)間，單位為天（d）。

6.2.2磷釋放負(fù)荷估算

磷釋放負(fù)荷計(jì)算方法見(jiàn)式（5）：

???9

W=∑?=1∑?=1???×???×???×10·····················································(5)

式中：

W——沉積物磷釋放負(fù)荷，單位為噸每年（t/a）；

2

???——第?個(gè)點(diǎn)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）]；

3

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???——利用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（m2）；

???——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）。

4

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A

A

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

N=√+?·····································································(A.1)

100

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（hm2）；

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A.1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)

湖泊面積/hm2＜500500-20002000～50005000～1000010000～2000020000～50000

三次方根法2～43～54～65～76～98～11

A.2采樣點(diǎn)布設(shè)

獲得沉積物采樣點(diǎn)數(shù)目后，將樣點(diǎn)合理地布設(shè)在湖面上，采用系統(tǒng)布點(diǎn)法，把所研究的湖區(qū)用大小

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30cm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30min。沉積物采樣采用GB17378.3規(guī)定的方法，水樣采樣采用HJ91.2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

積的小室組成，每個(gè)小室兩側(cè)分別覆蓋一層0.45μm具有生物惰性的濾膜，在每個(gè)小室內(nèi)預(yù)裝滿去離子

水或電解質(zhì)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(guò)測(cè)定裝置中小室

內(nèi)溶液濃度來(lái)計(jì)算對(duì)應(yīng)深度的上覆水和間隙水中溶解性磷酸鹽濃度。

B

B

5

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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

選擇基于釋放模擬實(shí)驗(yàn)的沉積物磷釋放負(fù)荷估算方法，模擬實(shí)驗(yàn)內(nèi)容主要包括：在室內(nèi)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(guò)濾的原采樣點(diǎn)水樣，至液面高度距沉積物表面

20cm處停止，標(biāo)注刻度，即刻取原水樣作起始樣，此后于12h、24h、36h、48h、72h時(shí)用移液管于水

柱中段取樣，每次取樣體積為50mL，同時(shí)用原樣點(diǎn)初始過(guò)濾水樣補(bǔ)充至刻度，全部實(shí)驗(yàn)于72h結(jié)束。

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

沉積物濕重和干重采用重量法測(cè)定，采用GB17378.5給出的測(cè)定方法，測(cè)定結(jié)果用于計(jì)算沉積物孔隙率，

計(jì)算公式為

(?????)×100%

φ=?……………(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）；

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(jiàn)GB11