绿狐尾藻人工湿地底泥中磷形态分布特征研究

构建处理不同负荷养殖废水的绿狐尾藻人工湿地,采集湿地表层(0~5cm)、中层(5~10cm)和底层(10~20cm)底泥样品,测定TP及有机磷含量,并用五步化学分级提取法将无机磷逐级提取为水溶性磷、铝结合态磷(Al-P)、铁结合态磷(Fe-P)、闭蓄态磷(O-P)和钙结合态磷(Ca-P),对比了各形态无机磷水平和垂直分布差异。结果表明,绿狐尾藻人工湿地表层底泥TP质量浓度在167~965mg/kg,其中有机磷占TP的66.0%(质量分数,下同)~79.2%。各形态无机磷的含量排序为:O-PFe-PCa-PAl-P可溶性磷。不同形态无机磷随着底泥深度的增加变化不同,总体来看,从表层到中层,Al-P、Fe-P和Ca-P含量呈现降低趋势,中层到底层无明显变化规律;低负荷湿地中,O-P含量随深度增加逐渐降低,而在中、高负荷湿地中O-P含量随深度增加逐渐增加。相关分析结果显示,Al-P、Fe-P、O-P含量与底泥pH和溶解性有机碳(DOC)呈显著或极显著正相关,说明磷在底泥中的行为易受底泥pH和DOC影响。     

土地处理系统表层土壤中磷赋存形态及其转化过程

以在江淮地区典型经济欠发达村镇(忠庙)构建的化粪池-土地处理系统为对象,研究了土地处理系统表层土壤中磷赋存形态及其转化过程。结果表明,土地处理系统表层土壤中TP含量在149.2～159.4 mg/kg之间,且在运行实验后其含量有所增加。在磷赋存形态方面,Ca-P占TP含量的百分比最高,达到33.1%,随后依次为Ex-P、Org-P、Fe-P和Oc-P,分别为26.1%、19.6%、14.2%和7.0%;在磷活性方面,活性磷(Ex-P和Fe-P)占TP含量的百分比较大,在运行实验后由38.0%增至40.3%,可能是由于惰性磷(Oc-P、Ca-P和Org-P)转化所致,而Org-P矿化速率大于其累积速率。相关性分析表明,除Ca-P外,其他各形态磷均与土壤pH不相关,而Org-P与OM、TP、Ex-P和Ca-P均呈正相关。     

桂林会仙湿地沉积物中磷形态及分布特征

沉积物中磷的含量及其形态是影响水体营养化进程的重要因素,对研究湿地水体富营养化具有重要意义。应用蒋柏藩等石灰性土壤无机磷提取方法,调查了桂林会仙岩溶湿地5个典型区域柱状沉积物中的磷形态分布、垂向上的变化特征,分析了各形态磷之前的相关性。结果表明,桂林会仙湿地柱状沉积物中w(TP)为161.14~555.48 mg/kg,活性较高的Ca2-P(5.27~51.45 mg/kg)、Ca8-P(7.76~37.57 mg/kg)均较低。沉积物中的磷以Ca-P(42.92%)为主,Ca-P中的Ca10-P所占比例较高(>70.3%),导致内源磷不易释放,有利于减缓桂林会仙湿地水体富营养化进程。在空间分布上,Ca2-P、Ca8-P、Al-P、Fe-P与TP分布趋势相似,从沉积物表层至底层逐渐降低并趋于稳定。Pearson相关系数表明,TP与总氮(TN)、有机质(OM)、Ca2-P、Ca8-P、Al-P、Fe-P极显著相关,与Ca10-P显著相关。     

水源水库沉积物磷的赋存形态及其与间隙水磷的关系

为了探明水源水库沉积物磷的赋存形态及其对水体磷的影响,采用连续提取方法,研究了周村水库沉积物中磷的赋存形态分布特征,并探讨了沉积物各形态磷与总磷、烧失量及间隙水中磷的相关性。结果表明,周村水库内源磷负荷较高,沉积物中TP表现出表层富集的现象,表层沉积物中TP空间分布存在较大差异,上游浅水区为554~563 mg·kg~(-1),库心附近为424~1 161 mg·kg~(-1),而坝前深水区高达812~2 969 mg·kg~(-1)。无机磷(IP)是总磷(TP)的主要成分,占TP的79.26%~89.12%,IP主要由铝/铁磷(Al/Fe-P)构成。沉积物中的Al/Fe-P含量很高,具有很大的磷释放潜能。沉积物中各形态磷的浓度垂向分布随深度增加而逐渐降低,其中B、C两点变化最为明显。相关性分析结果表明,间隙水PO3-4-P与Fe-P存在较好的相关性,说明Fe-P对周村水库沉积物间隙水中PO3-4-P浓度分布有着重要的影响,周村水库水体季节性分层导致恒温层厌氧情况的发生,Fe-P在厌氧还原条件下释放进入间隙水并向上覆水扩散,进而可能对水体水质产生影响。     

多孔陶瓷滤球与沉水植物联合作用处理杭州西湖沉积物中的磷

首次将新型环保陶瓷滤球(red mud-based porous ceramic filter material,PCFM)作为吸附材料,与沉水植物处理沉积物磷技术相结合,通过测定沉积物各形态磷含量的变化,以期研究该吸附-生物联合修复技术对沉积物磷的修复效果。结果表明,苦草组对沉积物各形态磷去除量随时间的变化逐渐增大,苦草在150 d时对沉积物TP、IP、OP、Fe/Al-P和Ca-P的去除量分别为51.60、16.32、34.74、46.37和-14.99 mg·kg~(-1)。研究不同PCFM厚度与沉水植物苦草联合对沉积物磷的去除效果,发现厚度5 cm PCFM+苦草对对沉积物各形态磷的去除效果最好。在150 d时,对沉积物TP、IP、OP、Fe/Al-P和Ca-P在的去除量分别达到652.61、249.12、396.40、314.38和72.11 mg·kg~(-1),苦草与陶瓷滤球在对沉积物磷的去除过程中,可能存在有益于去除沉积物磷的相互促进的作用。可见PCFM和苦草联合作用处理沉积物磷的效果较好,可进一步应用于富营养化湖泊沉积物磷控制工程。     

过氧化钙缓释材料对河道水固磷及底泥控磷的机理研究

用聚乙二醇2000(PEG2000)和硬脂酸(SA)包埋粉末过氧化钙(CP)成功制备了CP缓释材料CP@PEG2000-SA。比较了粉末CP和CP@PEG2000-SA对上覆水中溶解性总磷的影响和对底泥中磷酸铝盐(Al-P)、磷酸铁盐(Fe-P)和磷酸钙盐(Ca-P)的影响。结果表明,CP@PEG2000-SA投加量宜为1.8kg/m2,在CP用量相同的条件下计算得到粉末CP投加量为1.0kg/m~2。投加粉末CP在10d内上覆水中溶解性总磷浓度迅速降至最低后又上升,而投加CP@PEG2000-SA可以实现35d内溶解性总磷持续缓慢下降。上覆水中的内源性磷一般来自底泥中Fe-P的释放。投加粉末CP虽能固定Fe-P含量,但起不到长效作用,甚至可能导致Al-P的释放。投加CP@PEG2000-SA可控制氧气释放速率,稳定pH,使得上覆水中溶解性总磷向底泥中的Al-P、Ca-P和Fe-P转化,起到长效抑制底泥中内源性磷向水体释放并同时吸收水体中磷的双重效应,达到了控磷目的。     

南京玄武湖沉积物生物可利用磷的研究

采用连续提取法(SMT法)和化学提取法,研究了南京玄武湖5个采样点的沉积物中TP、各组分磷及生物可利用磷的垂向分布,探讨了玄武湖不同深度沉积物的潜在释磷能力和生物可利用磷的来源.结果表明,玄武湖5个采样点的沉积物中TP含量分布差异较大,且与人类活动密切相关.沉积物中铁磷(Fe-P)和钙磷(Ca-P)对生物可利用磷的贡献巨大,这部分磷具有较大的潜在释放风险.     

湖泊底泥磷释放及磷形态变化

为研究底泥中内源性磷释放对城市景观水体富营养化的影响,以西安市曲江南湖为对象,采用底泥磷形态标准测试方法(SMT)分析了磷的赋存形态,通过模拟实验探究了在不同环境条件(温度、pH和溶解氧)下磷形态变化的特征。结果表明:温度升高促进内源磷的释放,在夏季加剧水体富营养化程度;碱性条件有利于磷的释放,增大补给水源可减少底泥释磷量;厌氧环境下底泥释磷量是好氧时的3.96倍;Al-P和Ca-P较稳定,在酸性条件下会加速其溶解;NH+4-P、Fe-P和OrgP受溶解氧、pH和温度影响较大,其吸附与释放能力有明显的差异。     

赤泥投加控制河道底泥磷释放的影响因素

通过对不同赤泥投加比例下河道底泥磷释放作用的研究,发现底泥中铁铝磷与钙磷的比值(Fe/Al-P∶Ca-P)、铁磷比(Fe∶TP)及有机质含量(OM)是赤泥能否应用于河道底泥磷释放控制中的决定性因素。实验结果表明,只有当河道底泥中Fe/Al-P∶Ca-P小于0.88,Fe∶TP小于16.1,且有机质含量低于1.87%时,投加适量赤泥才能起到抑制河道底泥内源磷释放的作用;反之,赤泥的投加则有可能促进底泥内源磷的释放。在实际工程应用中,推荐赤泥与底泥的接触时间不低于7d,从而使赤泥的效能发挥到最佳状态。     

合肥市南淝河不同排口表层沉积物磷形态分布特征

对合肥市南淝河不同排口处表层沉积物进行了采样,并采用修正后的标准测试程序SMT和钼锑抗紫外分光光度法测定了其中的总磷(TP)、无机磷(IP)、有机磷(OP)、铁/铝磷(Fe/Al-P)和钙磷(Ca-P),同时分析了各形态磷之间以及与沉积物有机质之间的相关性。结果表明,由于各排口附近不同的水动力条件,污染状况以及沉积环境,各排口表层沉积物总磷(TP)的质量分数存在显著差异,其值在771.23~3 065.36 mg/kg之间,除二里河排口(S15)沉积物磷以钙磷(CaP)为主外,其他采样点表层沉积物磷均以铁/铝磷(Fe/Al-P)为主,各形态P的最低值均在位于南淝河上游的S4点,TP、IP、Fe/Al-P的最大值均出现在位于望塘污水厂排口下游60 m处的S6点,潜在释放磷比例最大值在南淝河上游受农业面源污染影响较大的S3点。沉积物各形态磷之间存在着不同程度的相关性,各形态磷与有机质存在着显著的正相关。以上结果表明,南淝河沉积物磷形态分布特征受排口类型影响显著,其中城市污水处理厂尾水可能是受纳水体沉积物重要的磷源。     

2种动物对复合垂直流人工湿地基质中磷形态的影响

分别向复合垂直流人工湿地下行流池和上行流池中加入蚯蚓和泥鳅,研究动物加入后人工湿地基质中磷形态及去除效率的变化。结果表明,加入蚯蚓后,下行流池基质中铁铝磷(Fe/Al-P)、钙磷(Ca-P)、有机磷和总磷的含量显著增加(p0.05);加入泥鳅后,上行流池基质中Fe/Al-P含量无显著性变化,钙磷、有机磷、总磷含量增加。人工湿地加入蚯蚓后,基质中Ca-P占总磷的百分比下降,Fe/Al-P和有机磷占总磷的百分比增加;加入泥鳅后,基质中Ca-P占总磷的百分比也下降,而有机磷占总磷的百分比升高,该结果表明,蚯蚓和泥鳅促进了基质中Ca-P向有机磷的转化。加入蚯蚓的人工湿地对磷的去除率高于未加蚯蚓的人工湿地,其原因之一可能与加入蚯蚓后人工湿地基质总磷含量增加有关。     

沉积物高强度扰动下生物有效磷的变化规律

采用室内试验研究了沉积物扰动下悬浮物上赋存形态磷的变化规律以及生物有效磷(BAP)的变化规律.结果表明:扰动过程中,悬浮物上不同形态磷发生了明显变化.和扰动初期比,弱吸附态磷(NH4 C1-P)与铁铝结合态磷(Fe/A1-P)下降,钙结合态磷(Ca-P)先上升后下降,残余磷(Res-P)增加,说明扰动促进悬浮物中易释放态磷向难释放态磷转化.上覆水藻类可利用磷(AAP)明显增加,分别从0.026 mg/L升至0.044 mg/L(梅梁湖)、0.032 mg/L升至0.051 mg/L(月亮湾),而梅梁湖、月亮湾悬浮物可被生物利用颗粒态磷(BAPP)先上升后下降,最高值分别达到207、171 mg/kg.说明扰动导致悬浮物上的形态磷有着相互迁移转化的趋势.     

土壤渗滤系统中植物对地表雨水径流中磷的控制效果与影响分析

按照城市地表雨水径流水质指标,通过在自来水中添加药剂或材料,人工配制模拟地表雨水径流。通过对有植物和无植物种植的两个土壤渗滤系统开展4次模拟地表雨水径流渗滤试验,监测每次模拟地表雨水径流渗滤试验的渗滤出水中TP含量以及在进水、落干阶段土壤渗滤系统试验装置中0、5、15、35cm深度改良土壤渗滤介质的交换态无机磷(Ex-P)、铝磷(Al-P)、铁磷(Fe-P)的含量,研究土壤渗滤系统中植物对地表雨水径流中磷的控制效果和对改良土壤渗滤介质吸附磷迁移转化过程的影响。结果表明:(1)4次模拟地表雨水径流渗滤试验中,土壤渗滤系统对模拟地表雨水径流中TP的去除率均在89%以上,有植物种植的土壤渗滤系统中TP去除率均高于无植物种植的土壤渗滤系统。(2)改良土壤渗滤介质对模拟地表雨水径流中无机磷的吸附是分层进行的,随着上层改良土壤渗滤介质固定的无机磷量逐渐增加,改良土壤渗滤介质对模拟地表雨水径流中磷的吸附作用逐渐减弱,含有较多磷的模拟地表雨水径流进入下层的改良土壤渗滤介质再被吸附固定。在没有外源磷进入的阶段,改良土壤渗滤介质吸附磷的主要介质为红壤土中无定形态的铝,植物的生长会促使改良土壤渗滤介质中Al-P累积到一定程度后会向Fe-P转化。     

城市生活垃圾焚烧炉渣对水质除磷效果研究

城市生活垃圾经过焚烧后的炉渣具有广阔的利用前景,是一种较为理想的磷聚填料。研究了磷初始浓度、pH、炉渣粒径以及反应温度对炉渣除磷效果的影响。结果表明:(1)炉渣对KH_2PO_4溶液中的磷具有较好的去除效果,最佳反应时间为3.0h;(2)磷脱除量随磷初始浓度的增加而增加,而磷的去除率呈降低趋势;(3)磷脱除量随pH的增加呈先降低后增加趋势,酸性条件下炉渣对磷具有较高的去除效果;炉渣颗粒越小,对磷的吸附去除效果越好;(4)炉渣对磷的吸附符合Langmuir和Freundlich等温吸附方程,相关系数均达显著水平,且Langmuir等温吸附方程拟合效果更优;(5)炉渣中的磷形态主要为钙结合态磷(包括Ca_2-P、Ca_8-P、Ca_(10)-P)、铝结合态磷(Al-P)和铁结合态磷(Fe-P),其中以Ca_(10)-P形态最多(78.96%)。     

钱塘江富阳-杭州段沉积物磷的赋存形态分析

研究了钱塘江富阳一杭州段10个采样点表层沉积物中TP、各组分磷的含量分布以及沉积物有机质和粒径对磷分布情况的影响.结果表明,钱塘江富阳一杭州段表层沉积物中的TP为594.76～1 463.06 mg/kg,平均为940.24 mg/kg.NaOH提取态磷(NaOH-P)是污染河段无机磷(IP)的主要赋存状态.除个别采样点外,有机磷(OP)在TP中所占的比例相对较低.钱塘江富阳一杭州段沉积物TP以及赋存状态与沉积物粒度组成及有机质含量有显著的相关关系,沉积物中细颗粒越多,有机质含量越高,其TP也就越高,污染河段磷素增加主要造成NaOH-P升高,因此可以判断河段释磷潜力与污染有关.     

多孔陶瓷滤球对杭州西湖沉积物5种形态磷的吸附性能

以新型赤泥基多孔陶瓷滤球(porous ceramic filter material,PCFM)颗粒为吸附剂,采用动态和静态吸附实验相结合的实验方法研究了PCFM颗粒对沉积物磷的吸附性能。动态吸附实验结果表明,影响PCFM颗粒除磷效果的主要因素有投加量、反应时间、上覆水体pH值和环境温度,最佳吸附反应条件为PCFM投加量8 g,反应时间12 h,上覆水体pH=12,环境温度为50℃。静态吸附实验结果表明,随着反应时间的延长,PCFM对沉积物五种形态磷吸附在12 d左右接近或达到了吸附平衡,此时TP、OP、IP、Fe/Al-P和Ca-P的去除量分别为245.89、69.86、155.25、195.22和-49.01 mg·kg-1。可见PCFM对沉积物磷的吸附性能较好,可进一步应用于富营养化湖泊沉积物磷控制。     

城镇污水处理厂污泥中磷的形态分布及生物可利用性分析

以上海市2家污水处理厂为对象,对比了SMT法与碱性过硫酸钾消解(APPD)法对污泥总磷(TP)的提取效果,应用SMT法分析了污泥处理流程中磷赋存形态的变化规律,探究了污泥中生物可利用磷与TP的关系。结果表明,SMT法对污泥磷的提取较APPD法更为彻底,深度脱水污泥含磷量明显低于其他污泥。无机磷(IP)为污泥中磷的主要形态,占TP的62%以上;IP中又以磷灰石磷(AP)为主,特别是深度脱水污泥中,AP约占IP的90%。污泥中TP与生物有效磷和非磷灰石磷呈极显著正相关关系。深度脱水污泥中生物有效磷约占TP的20%,明显低于其他污泥的52%~66%。这表明,深度脱水污泥中磷潜在的生物可利用性较低,填埋处置的生态风险较低。     

合肥城郊典型排水沟渠沉积物磷形态及其释放风险

为弄清合肥市城郊排水沟渠—关镇河水体沉积物磷赋存形态及其污染特征,于2013年9月—2014年6月,在沟渠上选取8个采样点,逐月采集水样和表层沉积物样,解析沉积物的磷赋存形态及其时空变化特征,并对磷的潜在释放风险进行分析。结果表明:关镇河水体氮、磷污染严重;沉积物中TP含量处于1 430.10~1 941.26 mg/kg范围,平均为1 734.42 mg/kg;沉积物各形态磷含量由高到低排序为:OPFe-PCa-PDe-PAl-POc-PEx-P;生物有效性磷平均值为464.01 mg/kg,占TP的26.81%;广义生物有效性磷的平均含量为1 226.92 mg/kg,占TP的71.00%;PSI变化范围为18.31~69.96 mg P/(100 g)·(μmol/L),且沉积物磷释放风险春夏季高于秋冬季。     

红枫湖底泥磷负荷释放

为了研究高原湖泊底泥沉积物中磷的释放负荷,对贵州红枫湖区10个地区的沉积物进行了磷形态分析。选取10个采样点中5个典型区域,研究结果表明,底泥中各形态磷占总磷比例Org-P为58.6%,NaOH-P为29.91%,Ca-P为11.48%,底泥中主要的磷形态为有机磷。上覆水溶解性总磷酸盐(TSP)与底泥中各形态磷的相关性研究表明,底泥中的Ca-P与上覆水中的TSP几乎没有相关性,NaOH-P与Org-P与上覆水的TSP有较高的相关性(R2>0.94),而底泥中的总磷(TP)与上覆水中的TSP相关性最高(R2>0.98),底泥中这种形态的结构有利于抑制底泥的释放。研究表明,在10点位样品中,间隙水中TP和SRP(溶解性正磷酸)浓度远大于上覆水体中相应磷形态的浓度,间隙水中TP平均浓度为0.37 mg/L,SRP平均浓度为0.18 mg/L,上覆水体中TP平均浓度为0.10 mg/L,SRP平均浓度为0.02 mg/L,间隙水中TP、SRP与上覆水中TP、SRP存在了一种浓度梯度。     

污水厂出水及下游大沽排污河磷形态及浓度变化规律研究

为分析研究不同污水厂出水及下游排污河磷形态及浓度的变化规律,2014年3—8月对污水厂A、B出水及其排污河下游与大沽排污河5个点位水体中的总磷(TP)、溶解性总磷(TDP)、溶解性无机磷(DIP)、溶解性有机磷(DOP)、颗粒态磷(PP)进行了动态监测。结果表明,各点位水体均以DIP为主,污水厂A出水TP变化范围为0.27~2.31 mg/L,均值为1.04 mg/L,下游各形态磷浓度低于出水浓度,污水厂B出水TP浓度范围为0.10~3.12 mg/L,均值为0.49 mg/L,下游各形态磷浓度除DOP外均高于出水浓度。大沽排污河的总磷浓度变化范围为0.60~6.26 mg/L,均值为1.82 mg/L。其他外源磷输入对大沽排污河磷形态及浓度影响大于污水厂。