底泥修复中温度对微生物活性和污染物释放的影响

通过分析底泥中微生物的酶活性以及污染物的释放规律,探讨了温度对河道底泥生物修复的影响.结果表明,底泥中微生物的脱氢酶、脲酶和磷酸酶的活性随着温度的升高而显著增大,但温度对纤维素酶的活性影响较小.4 ℃和10 ℃时底泥中污染物的释放量和微生物的酶活性均较低,水质较稳定;20～37 ℃时底泥中污染物的释放量明显增加,微生物的新陈代谢能力有较大提高,水体的自净能力较强.在各种因素的综合作用下,20～30 ℃是进行底泥生物修复的适宜环境温度.此外,当pH为9.0以及添加葡萄糖时,底泥中微生物均表现出较高的脱氢酶活性.     

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。     

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;NH4+-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。     

土工管袋法固结底泥氮磷转化特征及释放风险

以土工管袋法脱水固结底泥为对象,对巢湖清淤底泥固结前后管袋内底泥氮磷形态以及释放特征进行分析,研究土工管袋固结法对疏浚底泥氮磷转化影响及释放风险。结果表明,与湖体原泥相比,固结后底泥有机质和总氮均出现下降趋势(有机质下降10.87%,总氮含量下降3.50%),但总磷明显升高(增幅约18.89%)。同时,固结后底泥最大吸附量(Q_m)较未固结底泥增幅约1.35倍,为0.89 mg·g⁻¹。固结后底泥等温平衡浓度(EPC₀)较固结前底泥降低约1.58倍,这表明疏浚底泥固结后磷释放风险降低。氮磷形态分析结果表明,管袋固结后氨氮含量降低,但硝氮的质量浓度没有明显变化。固结后底泥中铁结合态磷、铝结合态磷较未固结底泥分别增加约1.20、1.49倍,有机磷含量则较固结前底泥下降约71.6%。静态释放结果表明,固结底泥氮释放随温度增加而增加,其中30 ℃条件下固结底泥氨氮释放速率为3.31mg·(m²·d)⁻¹,约是湖体未固结底泥10%。但固结底泥磷处于吸收状态,其中30 ℃条件下磷酸根吸收速率最大为2.74 mg·(m²·d)⁻¹。以上结果表明,固结底泥氮磷总量、活性态及其释放通量均降低,再次释放风险较小。     

四平市二龙湖底泥磷释放研究

采用室内实验模拟法对四平市二龙湖富营养化限制因子磷的底泥释放速率及释放量进行了研究,并研究在种环境因子(温度、pH、DO和扰动因素)影响下底泥磷的释放规律。结果表明,(1)二龙湖年平均底泥释磷量为208·78g,最大释磷率为0·889μg/g(T=20℃,pH=8,DO为4·68mg/L);(2)自然和人为的扰动因素会促进底泥的磷释放;(3)H在弱酸至中性范围内底泥释磷量最小,酸性和碱性条件都有利于磷的释放;(4)随着温度的升高底泥释磷量增大;(5)厌条件比好氧条件更有利于磷的释放。     

于桥水库底泥磷分级及其释放能力

取样测定了于桥水库底泥无机磷各组分含量及其平面和竖向分布,无机磷总量为284～704 mg/kg,平均为485.70mg/kg,其中Ca2-p、Cag-P、Al-P、Fe-P、O-P和Ca10-P所占质量分数平均分别为3.5%、2.9%、0.3%、48.5%、2.9%和41.9%.通过模拟释放实验得出,在pH<8和pH=9.10条件下,由于厌氧使得底泥磷释放的启动溶解氧分别为<1、<2 mg/L.底泥磷在pH=6.50、DO<1 mg/L,pH=9.10、DO>5 mg/L,pH=9.10、DO<1 mg/L的3种条件下的极限释放量为0.24、0.17、0.33 mg/g,分别占底泥无机磷总量的41.7%、29.5%和57.3%(质量分数).释放的磷主要来自Fe-P,但Fe-P也只能部分释放.酸性条件下,有部分Ca2-P、CaB-P、Ca10-P和Al-P释放,对于AI-P,低pH酸溶作用要远大于高pH下OH-置换作用.     

乌梁素海水体富营养化原位生态修复实验及效果分析

为探讨原位生态修复技术对乌梁素海水体富营养化的治理效果,在乌梁素海农田排水入湖口作业区用双层防水围隔建立了实验示范区,测定了水体中氮磷质量浓度和底泥中氮磷质量分数;在室内进行模拟实验,研究了溶解氧(DO)和pH值变化下柱状底泥营养盐的静态释放规律。室外实验结果表明：示范区水体中总氮(TN) 和总磷(TP)质量浓度显著低于对照区(P<0.001),削减率分别为66%和68%,水体平均TN质量浓度为0.99 mg·L⁻¹,TP质量浓度为0.11 mg·L⁻¹;就水质年度变化而言,5月份水体TN和TP质量浓度相对较高,随着水生植物生长,其质量浓度显著降低,11月达到最低值,翌年1月,其值有所回升;实验示范区底泥中的平均TN和TP质量分数分别为1.43 g·kg⁻¹和0.43 g·kg⁻¹,显著低于对照区的数值(P<0.01),削减率分别为16% 和28%。室内模拟实验结果表明：当DO质量浓度低于2.0 mg·L⁻¹时,底泥中磷的释放速度较快;当DO质量浓度高于2.0 mg·L⁻¹时,随着pH值的增加,底泥中磷的释放速率显著增加(P<0.01);在厌氧状态下,pH值对底泥氮释放影响较小;在好氧和缺氧状态下,底泥中氮的释放速率显著增加后又下降;DO和pH值对底泥氮磷释放有很强的协同作用。综上所述,原位生态修复技术可显著降低水体和底泥中氮磷营养盐质量浓度,达到净化水质,减缓内源污染的目的,有望成为治理乌梁素海富营养化的一种有效措施。     

底泥扰动状态下内源磷释放过程模拟研究

为了揭示底泥扰动对内源磷释放的影响,通过室内实验模拟了底泥多次扰动状态的整个过程。结果表明,底泥扰动刚结束(0 h),溶解态磷(DIP、DTP)显著降低;底泥扰动结束后(1、6和24 h),溶解态磷发生"滞后释放"。第1 d,在1、6和24 h采样时段,DIP、DTP的"滞后释放量"最大,分别达到20.0 1mg/kg,22.12 mg/kg,16.85 mg/kg和17.21 mg/kg,22.12 mg/kg,9.69 mg/kg。第2 d,该释放量分别降低了44.80%~57.87%和42.52%~61.24%。随着底泥扰动次数的增加,溶解态磷的"滞后释放"逐渐转变为"负释放",同时,DIP/TP和DTP/TP逐渐降低。这说明,底泥扰动应该是促进了上覆水中溶解态磷向底泥的迁移和强化了底泥对磷的固定作用,同时降低了水体中磷的可生物利用性。因此推测,底泥扰动延缓了水体富营养化的发展进程。     

淀山湖底泥氮、磷释放通量的研究

水体中氮、磷含量是影响藻类生长的重要因子,来源可分为外源性和内源性,而底泥氮、磷释放是内源性氮、磷的重要组成.为了解城市浅水型湖泊中底泥氮、磷释放过程及其规律,根据淀山湖底泥状况,在湖的进水口2个采样点、湖中心1个采样点、湖的出水口1个采样点分别采集底泥,通过在室内模拟不同的温度、扰动、pH共3个环境因子,考察其对底泥...     

不同温度、pH、水动力条件下寒旱区水库底泥中不同形态氮的释放特征模拟

为探究寒旱区水库上覆水环境条件对底泥释氮的影响,以大河口水库底泥和上覆水为试验材料,通过改变上覆水温度、pH、水动力条件,模拟研究了底泥中不同形态氮的释放特征,探讨了不同环境条件与底泥氮释放浓度之间的相关性,并用线性函数、对数函数、双曲线函数、二次函数、三次函数进行拟合.结果表明:(1)温度的升高有利于底泥氨氮、总氮的...     

新型复合药剂原位修复河道底泥污染

采用新型复合药剂开展河道底泥原位修复技术研究,通过考察河道水质改善效果、底泥中磷含量及形态的变化确定药剂的最佳投加量。结果表明,投加复合药剂对上覆水体中TN、NH4+-N和TP均有不同程度的净化效果,且净化效果随药剂量的增加而增强,最高去除率分别达到23.52%、21.79%和81.5%,上覆水体COD去除率随药剂投加量增多呈先升后降的趋势,最高（投加量为600 mg·L-1）达到57.6%。从底泥磷含量及形态变化来看,投加药剂增大了底泥TP含量并促进底泥不稳态磷向稳定态磷转化。因此,从经济成本和修复效果方面综合分析,以投加量为600 mg·L-1对底泥污染原位修复较为合适。     

河流底泥活性覆盖板的制备及其对城市内河底泥氮磷释放的抑制效果

我国部分城市内河氮磷严重超标,成为水体富营养化的诱因之一,故需采取消减措施。底泥覆盖法可有效削减城市内河氮磷,但颗粒状覆盖材料具有施工时不易均匀覆盖、雨季行洪排涝时又易流失等问题,从而导致氮磷效果不理想。因此,本研究尝试采用活性覆盖板来控制底泥氮磷释放。活性覆盖板由铝基锁磷剂、水泥和粉煤灰作为主要原料制备而成。考察了材料配比、水料比、成型压力和铝基锁磷剂颗粒粒径等4个因素对活性覆盖板的抗冲刷性能和透水性能的影响;通过室内静态模拟实验探究了活性覆盖板覆盖对氮磷释放的控制效果。结果表明,活性覆盖板制备最佳工况条件为铝基锁磷剂(粒径1~3 mm)、水泥和粉煤灰占比分别为70%、15%和15%;水料比为0.25;成型压力为1.00 MPa;活性覆盖板具很好的抗冲刷性能和透水性能,其抗冲刷系数和透水系数分别为98.01%和0.139 cm·s⁻¹;活性覆盖板主要含有Si、Al、Ca和Fe等元素,其质量分数分别为28.99%、26.99%、22.78%和14.50%;与对照系统相比,活性覆盖板系统对底泥TP和${\rm{NH}}_4^ + $-N释放的平均削减率分别为73.78%和53.93%;覆盖系统上覆水氮和磷质量浓度与对照系统均存在显著差异(P<0.05),由此可见,活性覆盖板能够有效控制污染河流底泥氮磷释放。     

赤泥在控制沉积物磷释放中的应用研究

利用烧结法赤泥中富含Ca、Fe等金属元素的氧化物而具有吸附性的特点,通过室内模拟研究赤泥投加对沉积物中各种磷形态含量及分布比例的影响,进而探讨利用赤泥控制沉积物中磷释放的可行性。对经过处理后的沉积物磷形态分析后表明,投加赤泥能促使沉积物中铁铝磷向钙磷转化（Pearson相关分析,r=-0.892,P<0.01,n=9）,且赤泥的强碱性使沉积物pH值逐渐升高。确定了赤泥最佳投加比例为5%,此时沉积物的pH为9.03,铁铝磷含量由初始的148 mg/kg降至107 mg/kg,占总磷比例也由18.1%降至13.4%,钙磷含量由486 mg/kg升至546 mg/kg,其占总磷比例则由60%增至68.7%,铁铝磷和钙磷之间的转化已基本完成,继续增加赤泥投加量对沉积物中磷形态间的相互转化影响甚微。由于铁铝磷较钙磷活性高而易释放,可见投加赤泥能降低沉积物中磷的释放风险。赤泥可以作为吸附材料被应用于沉积物磷污染控制技术中,为有效控制水体内源磷负荷提供一种新思路和廉价材料。     

汪洋沟表层沉积物中总氮含量和氨氮释放特征

对汪洋沟6个样点沉积物样品的总氮含量以及沉积物中NH4+-N的释放动力学特征、释放潜能进行了研究。结果表明,汪洋沟沉积物中总氮含量在0.368~2.036 g/kg之间,平均值为1.037 g/kg。NH4+-N最大释放量在0.258~0.705 g/kg之间,释放主要集中在0~5 min内,约占最大释放量的79%~84%;随后释放速率逐渐放缓,到120 min后基本达到释放平衡。运用无限稀释法对沉积物NH4+-N释放潜能进行测定表明,汪洋沟沉积物NH4+-N释放潜能在0.351~0.706 g/kg之间,在水土质量比约为2 500时,NH4+-N释放量达到最大,随后释放逐渐趋于平衡。汪洋沟沉积物NH4+-N释放潜能及最大释放量与总氮含量呈正相关。汪洋沟沉积物中总氮含量与NH4+-N释放潜能低于洱海,与长江中下游湖泊相近,汪洋沟沉积物氨氮释放存在一定的风险。     

活性滤坝对城市内河中氮磷的削减效果

城市内河氮磷严重超标是当前水污染治理的重要难题。针对内河具有旱季水位低、水流速度慢、自净能力差等特点,提出采用活性滤坝削减氮磷,以铝基锁磷剂和沸石为活性滤坝基质滤料,实验室静态和动态实验研究了活性滤坝削减氮磷效果,讨论了基质滤料组合方式对削减氮磷效果影响,同时采用曲线方程拟合分析方法预测了活性滤坝吸附氮磷有效使用时间。静态实验结果表明,在控制进水氨氮15 mg·L⁻¹和正磷酸盐5 mg·L⁻¹情况下,实验历时20 d,活性滤坝对氨氮和正磷酸盐削减率分别为98.02%和100%,混合滤坝组削减氮磷效果最佳;动态实验结果表明,控制水中氨氮和正磷酸盐为8~15 mg·L⁻¹和2.5~5 mg·L⁻¹,流速为8.33 cm·h ⁻¹,实验历时37 d,完成氮和磷循环分别为11次和16次,拟合曲线方程预测混合滤坝组削减氨氮和正磷酸盐的有效使用时间分别为282 d和479 d。以上研究结果可为城市内河道修复提供技术参考。     

环境因素对长寿湖底泥释磷影响的模拟实验研究

肥水养殖显著增加了长寿湖底泥中的磷含量。为了解肥水养殖积累在湖泊底泥中磷的释放情况,以长寿湖大坝口枯水期底泥为实验材料,模拟研究了不同环境条件(上覆水pH、温度、DO含量和扰动)下湖泊底泥的释磷特征。结果表明,在弱碱性条件下,底泥释磷量随上覆水pH的升高而升高;温度升高有利于底泥磷的释放,温度每升高5℃,第21天时底泥释磷量增大0.0045～0.0074 mg/L;DO含量降低有利于底泥中铁/铝结合态磷的释放;扰动对底泥磷的释放没有明显影响。研究表明,网箱养殖增加了底泥中的有机磷含量,促进有机磷向无机磷转化,增大了底泥中磷的释放风险。     

水丝蚓生物扰动对沉积物磷释放的影响

研究了不同投放密度和不同环境条件下水丝蚓的生物扰动对沉积物磷释放的影响.研究表明,水丝蚓的生物扰动作用对沉积物磷释放有明显的促进作用,与未投放水丝蚓的空白组相比,当水丝蚓密度为1 ind./cm2和2 ind./cm2时,上覆水中总磷的平均浓度分别提高了190%和230%.温度的提高,会加大水丝蚓生物扰动对磷释放的影响...     

北方典型干旱缺水型河流氮磷时空分布特征与富营养化评价

以北方典型干旱缺水型河流-滏阳河流域邢台段为研究对象,通过为期1年(2013年6月—2014年5月)的水质监测,阐述了流域内氮磷时空变化特征及富营养化水平。结果表明,流域内水体TN的平均质量浓度为28.27 mg·L-1(其中NH4+-N占67.94%),TP的平均质量浓度为1.37 mg·L-1(其中SRP占62.01%);流域内氮磷时空分布特征明显:在时间尺度上,水体中氮磷浓度均呈现出旱季(9月—次年5月)高于雨季(6—8月);空间尺度上,氮磷质量浓度分布差异明显且均呈现出市区流域高于市郊流域,沿河流流向逐渐减少的趋势;对数型幂函数普适指数公式对水体富营养化的评价结果显示:无论从时间尺度上还是空间尺度上,所有采样点都处于极富营养状态,其变化趋势与氮磷有明显的一致性,同时富营养化程度与地区污染水平呈现一定的相关性。水资源匮乏以及河流湖库化严重是造成该地区水体富营养化问题突出的主要原因。