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非穩(wěn)沉采煤沉陷區(qū)沉積物-水體界面的氮、磷分布及遷移轉(zhuǎn)化特征*

收修改稿.鄭劉根(1972~)，男，博士，副教授；E-mail：lgzheng@ustc.edu.cn。

鄭劉根1，劉響響1，程樺1，姜春露1，陳永春2

(1：安徽大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院礦山環(huán)境修復(fù)與濕地生態(tài)安全協(xié)同創(chuàng)新中心，合肥 230601)

(2：煤礦生態(tài)環(huán)境保護國家工程實驗室，淮南232001)

摘要：以淮南后湖非穩(wěn)沉采煤沉陷區(qū)沉積物-水體界面為研究對象，分析該湖未開發(fā)區(qū)(A區(qū))、水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)(B區(qū))和水生蔬菜種植區(qū)(C區(qū))3個功能區(qū)上覆水-間隙水-沉積物體系中氮、磷分布及其遷移特征.結(jié)果表明，氮、磷在不同水體界面的分布差異較大.其中上覆水中氮、磷濃度表現(xiàn)為A區(qū)>B區(qū)>C區(qū)；間隙水中氮、磷分布差異不顯著，然而各功能區(qū)間隙水的氮、磷濃度明顯高于上覆水，氮、磷主要由間隙水向上覆水中移動；沉積物中氮、磷含量以C區(qū)最高.后湖采煤沉陷區(qū)水體表現(xiàn)出氮污染、磷限制的現(xiàn)象。

關(guān)鍵詞：采煤沉陷水體；上覆水；間隙水；沉積物；氮；磷；后湖

煤炭作為我國的主要能源，2013年約占能源消費體系的65.7%.煤炭在開采利用中會出現(xiàn)一系列生態(tài)和環(huán)境問題，如土地破壞、水體污染、地表植被破壞、重金屬以及大氣污染等[1]，其中，采煤導(dǎo)致的地表沉陷是最重要的生態(tài)環(huán)境問題之一.研究資料顯示，全國煤炭開采所形成的沉陷區(qū)總量已達400×104hm2，平均每年新形成沉陷土地約3.3×104~4.7×104hm2[2].煤炭開采在形成地表洼地的同時，在高潛水位、水資源豐富地區(qū)很容易在洼地積水，根據(jù)其形態(tài)、面積以及人類改造目的不同，這些采煤沉陷積水區(qū)往往形成水塘、湖泊、濕地、甚至平原水庫等不同功能類水體，其中具有良好水資源儲存條件的兩淮煤炭生產(chǎn)基地目前沉陷面積已達300 km2，預(yù)計10年后面積將擴大1.6倍，屆時將達到500 km2，同時積水區(qū)面積將占30%~50%，由此引起的沉陷區(qū)水資源利用和富營養(yǎng)化問題備受研究者關(guān)注[3]。

采煤沉陷水域?qū)嵸|(zhì)上是土壤覆水演變區(qū)域水體的過程，水體中的營養(yǎng)鹽濃度初期受覆水土壤巖石礦物化學(xué)成分的作用明顯[4]，伴隨著當(dāng)?shù)亟?jīng)濟社會的發(fā)展，沉陷水體氮、磷濃度很容易受人類活動影響[5].與湖泊、河流等天然水體相比，沉陷區(qū)水域除了具有雨水匯入、季節(jié)性變化、水質(zhì)成分受湖泊面積和底質(zhì)影響等相似特點外，采煤沉陷區(qū)水域特征與煤炭開采活動往往有緊密聯(lián)系，通常水體年齡與煤炭開采時間一致，面積大小不一，數(shù)量眾多，臨近水域間存在兼并聯(lián)合等，與此同時沉陷區(qū)水域有的已經(jīng)大小穩(wěn)定，有些因煤炭的持續(xù)開采還在繼續(xù)擴大處于非穩(wěn)沉狀態(tài)，隨著今后的開發(fā)和更多沉陷土地被水體淹沒而釋放出更多的氮、磷，進而增加該水體的氮、磷負荷，采煤沉陷水域環(huán)境十分復(fù)雜[6].但是，采煤沉陷區(qū)的存在具有相當(dāng)?shù)钠毡樾?，在我?4個大型煤炭生產(chǎn)基地有不同程度的分布.因此對采煤沉陷水體中的氮、磷進行研究具有重要的現(xiàn)實意義。

以往大多數(shù)學(xué)者對水體中氮、磷循環(huán)過程和機理的研究主要集中在海洋、河流、天然湖泊以及濕地等傳統(tǒng)水體[7-10]，對于采煤活動形成的沉陷水體研究較少.近年來也有不少研究者開始關(guān)注沉陷區(qū)這種人為擾動形成的特殊水體中的氮、磷，但大多集中在水體營養(yǎng)化特征[11-12]、沉積物賦存形態(tài)[13]以及營養(yǎng)鹽的時空分布規(guī)律[14-15]等方面，對沉陷區(qū)氮、磷的遷移轉(zhuǎn)化研究也僅限在實驗室模擬方面[16-17]，具有一定的局限性，缺乏對氮、磷在沉積物-水體界面的系統(tǒng)報道.本研究選擇我國典型的高潛水位、多煤層煤炭生產(chǎn)基地淮南礦區(qū)作為研究對象，對該地非穩(wěn)沉類型為典型代表的后湖采煤沉陷區(qū)上覆水-間隙水-沉積物體系中氮、磷特征進行綜合分析，比較不同功能區(qū)中氮、磷的分布和遷移差異，旨在揭示沉陷水體的氮、磷污染遷移機理，為高潛水位采煤沉陷區(qū)水體綜合治理和開發(fā)利用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

研究區(qū)域后湖采煤沉陷區(qū)位于安徽省淮南市潘集區(qū)泥河鎮(zhèn)西部，地處淮河北岸沖積平原，地勢平坦，區(qū)內(nèi)水系發(fā)達，屬于典型的高潛水位地區(qū).該地區(qū)由于地涉潘一礦和潘二礦2個采煤區(qū)，多年的煤炭開采導(dǎo)致了區(qū)內(nèi)分布了大大小小的沉陷區(qū)，加上地處溫帶季風(fēng)氣候，年降雨量較為豐富，在雨水、地下水和地表徑流的影響下沉陷區(qū)常年積水形成不少沉陷水域。

后湖地區(qū)沉陷前是一個以農(nóng)業(yè)為主，主產(chǎn)小麥的農(nóng)耕區(qū).2008年開始對后湖周邊約1×104hm2的沉陷區(qū)進行綜合治理，已建設(shè)成一個集生態(tài)、觀光、休閑、旅游于一體的生態(tài)園.目前已完成兩期共357 hm2的沉陷地的整理與利用，園區(qū)內(nèi)規(guī)劃有水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)、農(nóng)業(yè)試驗區(qū)、花卉種植區(qū)、蔬菜種植區(qū)等10個功能區(qū)，各功能區(qū)以車道、步道相互連接.目前，根據(jù)區(qū)內(nèi)積水區(qū)功能用途將研究水域劃分為3類，分別為未開發(fā)區(qū)(A區(qū))、水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)(B區(qū))和水生蔬菜區(qū)(C區(qū))(圖1)。

圖1 后湖采樣點分布Fig.1 Distribution of the sampling sites in Lake Houhu

1) 未開發(fā)區(qū)：位于后湖生態(tài)園西部，水域面積最大，最大水深約5 m，一般水體深度約2 m，主要由一大一小2塊水區(qū)組成，由于相近加上中間土層不高，2塊水區(qū)水體已有連通，處于兼并階段.同時該區(qū)受采煤活動影響，處于非沉穩(wěn)狀態(tài)，有進一步下沉擴大的趨勢.該區(qū)尚未開發(fā)，水體營養(yǎng)鹽濃度主要受農(nóng)業(yè)面源影響。

2) 水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)：位于生態(tài)園中部位置，該區(qū)是在原有較淺的采煤沉陷區(qū)挖深墊淺形成魚塘，深度約1.5 m，由于開挖現(xiàn)象水塘邊緣較直、整體呈矩形，該魚塘有投餌活動，屬于飼料養(yǎng)殖。

3) 水生蔬菜區(qū)：位于生態(tài)園東北部，該區(qū)以蓮藕種植為主，水深約1 m，水區(qū)中間道路是以木橋搭建，伴有涼亭，便于休閑觀賞。

1.2 樣品采集和前處理

于2013年11月對后湖生態(tài)園內(nèi)A區(qū)、B區(qū)、C區(qū)3個不同的功能性水區(qū)進行樣品采集，并用GPS定位記錄，樣點分布圖如圖1所示.根據(jù)研究區(qū)分布，共設(shè)置13個采樣點，其中A區(qū)6個(編號1~6)；B區(qū)4個(編號7~10)；C區(qū)3個(編號11~13).分別在取樣點處采集對應(yīng)的上覆水和沉積物樣品.上覆水利用有機玻璃采水器采集表層水水深約0.5 m處水樣，并裝入聚乙烯瓶中.取樣時現(xiàn)場測試表層水的溫度、溶解氧、Eh和pH值.利用蚌式采泥器收集表面0~5 cm沉積物樣品于聚乙烯塑料袋中，帶回實驗室儲存于冰箱中.將沉積物以4300轉(zhuǎn)/min進行泥水分離，取上層水即間隙水，立即用0.45 μm醋酸纖維濾膜進行過濾，并儲存在5℃冰箱內(nèi)備用.沉積物經(jīng)冷凍干燥后，研磨、過100目篩備用。

1.3 樣品分析方法

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS 18.0軟件進行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析，采用One-way ANOVA(P<0.05)進行各個功能區(qū)間均值的比較檢驗，利用Pearson相關(guān)系數(shù)表示相關(guān)性.采用Corel DRAW X5和Origin 8.5制圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 上覆水中的氮、磷

不同利用方式沉陷水體的pHw總體呈偏堿性，在8~9正常范圍內(nèi)(表1)，無顯著差異(P>0.05).作為綜合反映水體氧化還原作用的Ehw指標(biāo)也無顯著性差異(P>0.05)，3個功能區(qū)水體Ehw順序為A區(qū)>C區(qū)>B區(qū).各功能水域中的DO、Chl.a和CODCr濃度均有顯著差異(P<0.05)(表1).其中DO和Chl.a濃度以B區(qū)最高，特別是Chl.a，作為反映水體浮游藻類的重要指標(biāo)，B區(qū)濃度(3.62 mg/m3)是A區(qū)的4.31倍，是C區(qū)的24.13倍，表明水產(chǎn)養(yǎng)殖會對水體中的浮游藻類繁殖產(chǎn)生較大的促進作用[21].C區(qū)CODCr(69.80 mg/L)明顯高于A區(qū)(27.95 mg/L)和B區(qū)(13.27 mg/L)，采樣期間發(fā)現(xiàn)C區(qū)的植株都枯萎在水中，導(dǎo)致水中有機質(zhì)濃度很高，CODCr是其它功能區(qū)的2~3倍.然而C區(qū)對應(yīng)的TPw濃度卻未檢出，可能是由于C區(qū)的磷以有機態(tài)為主，通常狀況下有機磷主要以顆粒態(tài)存在[22]，磷的這種顆粒特性很容易沉降下來，再加上C區(qū)環(huán)境限制基本無風(fēng)浪，水體擾動性小，使該區(qū)上覆水中的磷沉降到水底，C區(qū)沉積物中TPs濃度較高就是有力證明。

綜上所述，與B區(qū)和C區(qū)相比， A區(qū)具有較高的氮、磷營養(yǎng)鹽濃度；3個功能水區(qū)之間以C區(qū)有機污染最嚴重。

2.2 間隙水中的氮、磷

盡管統(tǒng)計上沒有顯著性差異，但后湖沉陷區(qū)各功能區(qū)間隙水TNi和TPi濃度遠高于上覆水的TNw和TPw濃度(表1).謝偉芳等[23]對喀斯特山區(qū)溪流水體間隙水和上覆水濃度對比研究發(fā)現(xiàn)氮素在上覆水與沉積物之間存在明顯的遷移活動.間隙水作為沉積物與水體的接觸帶往往反映了上覆水和沉積物之間的物質(zhì)交換程度[24-25].各個功能區(qū)間隙水的氮、磷濃度明顯高于上覆水的氮、磷濃度，說明后湖沉陷區(qū)上覆水和沉積物的氮、磷營養(yǎng)鹽交換十分劇烈，存在較明顯的遷移活動。

2.3 沉積物中的氮、磷

各功能區(qū)表層沉積物氮素含量較高，TNs含量是巢湖周邊池塘(TNs：1.58 g/kg；TPs：0.93 g/kg)[18]的2.41~3.10倍，是合肥十五里河(TNs：2.03 g/kg；TPs：0.88 g/kg)[29]的1.87~2.41倍；各功能區(qū)表層沉積物磷素含量則較低，TPs含量是巢湖周邊池塘的0.44~0.59倍，是十五里河的0.47~0.63倍.后湖采煤沉陷區(qū)沉積物中氮、磷含量與沉積物的原始礦物成分有很大關(guān)系.該地區(qū)底泥基質(zhì)基本由農(nóng)墾地構(gòu)成，長期的農(nóng)田墾種生產(chǎn)往往會施加大量氮肥，造成土壤氮素較高以至于覆水形成沉積物后氮含量相對較高；而磷含量相對低些，可能受當(dāng)?shù)厥┓史绞接绊?，一般小麥施肥氮磷?1，當(dāng)?shù)刈魑镏饕N植小麥可能是造成沉積物中TPs含量相對較低的原因。

C/N作為沉積物有機質(zhì)的重要指標(biāo)，被許多研究者利用來揭示有機質(zhì)的來源，通常認為C/N大于20為陸源植被[30].統(tǒng)計顯著性檢驗發(fā)現(xiàn)功能區(qū)間的C/N有明顯差異，其中A區(qū)(26.13)>B區(qū)(22.75)>C區(qū)(17.29)，3個功能區(qū)沉積物有機質(zhì)的陸源性逐漸降低.其中A區(qū)正處于持續(xù)沉陷，導(dǎo)致陸地植被和農(nóng)作物被水體淹沒，地表徑流攜帶大量陸源植物殘體，從而造成了本區(qū)水體的C/N值最高.C區(qū)種植蓮藕水生蔬菜，增加了該水體中水生植株的有機質(zhì)含量，導(dǎo)致該區(qū)C/N值最低.各水塘間的LOI含量沒有顯著差異，以A區(qū)相對最高，C區(qū)次之，B區(qū)最低(表1).沉積物燒失量不僅會反映沉積物中的有機質(zhì)含量，也會反映碳酸鹽的含量.A區(qū)由于受面源污染影響顯著，地表徑流帶來大量碳酸鹽礦物，使其LOI含量略高于C區(qū)。

綜上所述，各功能區(qū)之間，C區(qū)表層沉積物有較高的氮、磷含量和較低的C/N。

表1 后湖不同功能區(qū)理化性質(zhì)統(tǒng)計分析結(jié)果

“-”表示未檢出。

3 討論

3.1 氮、磷在沉積物-水界面之間的遷移關(guān)系

在湖泊體系中，沉積物-水體界面間營養(yǎng)鹽的交換主要通過間隙水來實現(xiàn).張水元等對保安湖水體中氮、磷進行研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)間隙水中的氮、磷濃度超過上覆水時，沉積物所溶解的氮、磷營養(yǎng)鹽就會釋放到上覆水中[31].采樣期間，水體分層消失，上、下水層混合均勻，上覆水采集的表層水能很好地反映整個水體的水質(zhì)狀況.本研究中A、B、C 3個功能區(qū)間隙水的總氮和總磷平均濃度均高于上覆水的，更高于溶解態(tài)的氮、磷濃度.由于間隙水與上覆水中營養(yǎng)鹽存在明顯的濃度差，間隙水中的營養(yǎng)鹽必然會通過分子擴散形式遷移到上覆水中.因此，后湖采煤沉陷水體的沉積物經(jīng)間隙水向上覆水釋放氮、磷營養(yǎng)鹽.在研究期間，沉積物對水體中的氮、磷主要起著源的作用。

為了比較各個功能區(qū)氮、磷的遷移，利用遷移速率即(間隙水-上覆水)/間隙水來進行分析，由于上覆水中TDPw未檢出，所以對間隙水和上覆水的總氮、總磷進行計算比較，從側(cè)面反映各個功能區(qū)的氮、磷遷移差異.結(jié)果表明，總氮的遷移速率以B區(qū)和C區(qū)較高，A區(qū)最低.然而總磷的遷移速率卻以C區(qū)明顯高于其它兩區(qū)，B區(qū)最低(圖2).C區(qū)較高的磷遷移速率與上覆水磷的沉降和該區(qū)沉積物中高含量的磷密切相關(guān).B區(qū)氮、磷遷移速率之間出現(xiàn)了較大的反差，A區(qū)和B區(qū)上覆水中TPw具有相同的濃度，但B區(qū)間隙水的TPi濃度卻是A區(qū)的0.67倍(表1)，B區(qū)磷的遷移速率明顯受間隙水含量的影響.通常認為間隙水的營養(yǎng)鹽含量受生產(chǎn)和消耗之間平衡的影響，前者受有機質(zhì)含量、沉積物的釋放等影響，后者與底棲生物、水動力條件以及礦化作用等有很大關(guān)系[32].A區(qū)和B區(qū)沉積物中TPs及A-P含量相差不大，但LOI含量以A區(qū)較高，因此間隙水中磷的含量差異可能與有機質(zhì)含量密切相關(guān)。

圖2 后湖不同功能區(qū)總氮和總磷的遷移速率Fig.2 Distribution of total nitrogen and total phosphorus of different water areas in Lake Houhu

3.2 氮磷比在上覆水、間隙水和沉積物的變化

所調(diào)查的研究區(qū)上覆水的TNw濃度為4.83~8.47 mg/L，TPw濃度為0.02~0.08 mg/L.張冰等對張集和顧橋沉陷區(qū)的研究表明[33]，該沉陷區(qū)水體中TN濃度為0.02~2.32 mg/L，TP濃度為0.201~0.328 mg/L.與前人研究結(jié)果相比，后湖沉陷區(qū)各功能區(qū)上覆水的TNw濃度較高，TPw濃度較低.從國內(nèi)湖泊富營養(yǎng)化評級標(biāo)準來看[34]，A、B和C 3個功能區(qū)的總氮濃度已經(jīng)處于重度富營養(yǎng)化水平，總磷濃度的富營養(yǎng)化水平較低，一般認為氮磷質(zhì)量比>10時，磷為藻類的限制因素[35]，反之氮成為限制因子。

表2 后湖不同功能區(qū)上覆水、間隙水與沉積物的氮磷比

Tab.2 N/P ratios of overlying water, interstitial water and sediment of different water areas in Lake Houhu

位置A區(qū)B區(qū)C區(qū)武漢東湖[36]上覆水330.00291.0015.7~40.6間隙水200.78386.67283.43沉積物10.058.848.912.94~3.04

通過對3個功能區(qū)氮磷比的分析(表2)可以看出，各區(qū)上覆水中的氮磷比遠高于武漢東湖典型磷限制富營養(yǎng)狀態(tài)淺水湖泊，該湖泊沉積物對營養(yǎng)鹽扮演著源的角色[37].C區(qū)由于磷沉降的原因，上覆水顯然為磷限制，氮磷比最高，A區(qū)比值次之，B區(qū)最低.各功能區(qū)間隙水氮磷比為B區(qū)>C區(qū)>A區(qū)，數(shù)值也遠高于標(biāo)準限定值，可以看出間隙水中的營養(yǎng)鹽也為磷限制.沉積物是水體中氮、磷“匯”和“源”的容納場.在研究期間，后湖沉積物主要起著源的作用.根據(jù)對比發(fā)現(xiàn)，各功能區(qū)沉積物的氮磷比是武漢東湖的2.91~3.42倍，可以推斷后湖采煤沉陷區(qū)沉積物基質(zhì)對水體氮、磷限制起著重要作用，因此原覆水土壤中氮、磷含量礦物分布可能是影響淮南采煤沉陷區(qū)水體主要磷控制[12]的關(guān)鍵因素。

從沉積物到間隙水的氮磷比變化來看，氮磷比在3個功能區(qū)均增加(表2)，這與水動力條件和沉積物對氮、磷釋放解析強度等諸多因素有很大關(guān)系.在該研究中由于氮、磷在沉積物水體界面的遷移是從間隙水向上覆水移動，各功能區(qū)間隙水和上覆水中氮磷比的變化趨勢也一定程度上反映了上覆水的氮、磷消耗和來源影響.A區(qū)從間隙水到上覆水氮磷比變大，B區(qū)變小(表2)，這除了與濃度擴散、生物擾動、營養(yǎng)鹽水平遷移等因素有關(guān)外，還可能與A區(qū)面源的影響和沉陷擴大造成的水土流失有很大關(guān)系，土壤中較高含量的氮對A區(qū)上覆水中氮磷比的升高有重要影響.B區(qū)降低的氮磷比可能與該水體中較為豐富的藻類對磷的消耗有一定關(guān)系。

綜上所述，后湖采煤沉陷區(qū)雖然開發(fā)規(guī)劃時間僅僅幾年，然而水體中卻表現(xiàn)出高濃度的氮污染現(xiàn)象，水體中較高的氮磷比使磷成為該水域最重要的控制元素.同時，由于沉積物處于釋放階段，未來水體富營養(yǎng)化風(fēng)險可能更大.因此，今后我們需要對采煤沉陷水體的開發(fā)和重建予以重視，有針對性地減少外源污染物輸入、預(yù)防水體富營養(yǎng)化、合理調(diào)控水體氮磷比例結(jié)構(gòu)等，在保證沉陷區(qū)水體生態(tài)系統(tǒng)健康穩(wěn)定的前提下合理開發(fā)。

4 結(jié)論

1) 后湖采煤沉陷區(qū)水體中含有較高的氮營養(yǎng)鹽含量，然而均表現(xiàn)出磷缺失的狀態(tài).由于水體利用方式和環(huán)境特征的不同，各功能區(qū)氮、磷在上覆水和沉積物中表現(xiàn)出明顯差異.其中，上覆水中以未開發(fā)區(qū)氮、磷濃度最高，沉積物中以水生蔬菜區(qū)氮、磷含量最高。

2) 從氮、磷在沉積物-水體界面的遷移變化來看，后湖沉陷區(qū)沉積物還處于釋放營養(yǎng)鹽狀態(tài)，其中在水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)氮、磷遷移變化反差較大.然而由于面源污染以及煤炭的持續(xù)開采等人類活動的影響，外源輸入對沉陷區(qū)水體富營養(yǎng)化也起著重要作用。

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J.LakeSci.(湖泊科學(xué))， 2016， 28(1)： 86-93

?2016 byJournalofLakeSciences

Distribution and migration characteristics of nitrogen and phosphorus in sediment-water interface from unstable coal mining subsidence area

ZHENG Liugen1, LIU Xiangxiang1, CHENG Hua1, JIANG Chunlu1& CHEN Yongchun2

(1:CollaborativeInnovationCenterforMinesEnvironmentalRemediationandWetlandEcologicalSecurity,SchoolofResourceandEnvironmentEngineering,AnhuiUniversity,Hefei230601,P.R.China)

(2:NationalEngineeringLaboratoryofCoalMineEcologicalEnvironmentProtection,Huainan232001,P.R.China)

Abstract：Three water bodies of different functionalities, i.e., undeveloped (A), aquaculture (B), and aquatic vegetable planting (C), in Lake Houhu unstable coal mining subsidence area, were studied to address the distribution and migration of nitrogen and phosphorus in a column system of overlying water column, sediment pore water and sediments. The results showed that the contents of nitrogen and phosphorus were quite different in different sediment-water interface. The concentrations of nitrogen and phosphorus in overlying water column were in the order of A>B>C. Although no significant difference in concentrations of nitrogen and phosphorus in pore waters of these three water bodies were observed, they were distinctly higher than those in overlying water columns. This suggested an upward migration of nitrogen and phosphorus from pore waters to overlying water columns. The highest concentrations of nitrogen and phosphorus were examined in the sediments of aquatic vegetable planting water body. Overall, the study found that water bodies were polluted by nitrogen but had limited availability of phosphorus。

Keywords：Coalmine subsidence water; overlying water column; pore water; sediment; nitrogen; phosphorus; Lake Houhu

基金項目*國家科技支撐計劃項目(2012BAC10B02)、國家自然科學(xué)(41373108)、煤礦生態(tài)環(huán)境保護國家工程實驗室科技攻關(guān)項目(HKKY-JT-JS2012)、安徽省自然科學(xué)基金項目(1208085ME66)和安徽省教育廳重點基金項目(KJ2012A022)聯(lián)合資助.2014-12-18收稿；2015-05-09

DOI10.18307/2016.0110