淀山湖底泥氮磷营养盐释放及其影响因素研究

通过大量现场实测数据,对建立的淀山湖水生态系统模型进行率定和验证,并利用该模型对淀山湖底泥氮磷营养盐释放机制进行了系统研究,模拟了温度、流量、入流负荷等因素对底泥氮磷营养盐释放的影响。模拟结果显示:(1)该模型较好地模拟了底泥释放的动态变化;淀山湖底泥无机磷具有一定的释放特性,无机氮以底泥吸附为主,底泥磷酸盐、氨氮、硝酸盐氮释放通量分别为-40~18、-15~75、-38~-10mg/(m2·d)。(2)不同季节下温度对底泥氮磷营养盐的释放影响作用不同。(3)在氮磷营养盐释放较明显的夏秋季节,流量对氮磷营养盐释放影响较大。(4)削减入流负荷会加快底泥氮磷营养盐的释放,当入流负荷削减达到95%时,底泥中氮磷营养盐开始全面转向正释放状态。淀山湖外源污染得到控制以后,沉积物中营养物将对水体水质构成威胁。     

城市内河生物修复及其对底泥氮素转化影响的实验研究

对在城市内河底泥有机质与有机氮含量高的特殊环境下进行水体修复的可行性与修复方法进行了探讨.富含高有机氮的城市内河底泥是氮素的重要释放源,采用向水体曝气可以有效地促使总氮与NH3-N的降解,与未曝气相比,10 d后曝气条件下二者的去除率分别达到81%和92%;此时再以土著水生植物进行修复可以显著地提高水体修复的效果、稳定性与修复成功率,并使总氮、NH3-N维持在1 ms/L和0.5 ms/L以下.但应避免城市内河有效光辐射的减少对水体修复影响.     

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.     

底泥污染物释放动力学研究

采用模拟试验方式和新型微生物数量测定方法 ,研究了沼泽化湖泊底泥和受污染河流底泥在不同扰动状态下 ,底泥耗氧速率、氮和磷污染物释放动力学过程。结果表明 :( 1)底泥耗氧速率是同样条件下上覆水耗氧速率的 48倍 ,而在扰动状态下 ,底泥耗氧速率达到上覆水耗氧速率的 5 96— 93 6倍 ,扰动底泥显著增大其耗氧速率 ,底泥污染越严重 ,其耗氧速率越大 ,对水体产生的影响也越大。 ( 2 )扰动底泥可以显著增大底泥的氮磷释放速率 ,氮的释放受有机氮的氨化、氨氮的硝化、硝酸盐氮的反硝化以及氨氮被微生物吸收转化为有机氮等的影响 ;磷的释放过程受厌氧过程和底泥颗粒吸附的影响 ,耗氧速率高的底泥具有更大的氮磷释放潜力。 ( 3 )微生物数量在底泥污染物释放动力学中起着关键性作用 ,新型方法可以快速检测微生物总量。试验结果对于水环境的管理、受污染水体的修复 ,以及底泥的处理处置等都具有重要的指导意义     

水葫芦对滇池底泥氮磷营养盐释放的影响

为了探讨水葫芦对富营养湖泊底泥氮磷营养盐释放的影响,通过原位采集滇池柱状底泥,以蒸馏水为上覆水,进行了25d的室内静态模拟实验。实验比较了水葫芦处理组和空白对照组底泥氨氮（NH4-N）、硝态氮（NO3^-N）、溶解性总氮（DTN）、正磷酸盐（PO4^3--P）等的释放特征。结果表明,与对照组相比,水葫芦处理组上覆水溶解氧、pH显著性降低,而PO4^3-P浓度显著性升高;在实验前2d,水葫芦处理组上覆水NH4^＋N和DTN浓度显著性高于对照组,而在5～25d时,其显著性低于对照组。根据上覆水营养盐浓度、水葫芦植株吸收营养盐总量,推算底泥氮磷营养盐释放的平均速率,表明水葫芦加速了滇池底泥氮、磷营养盐的释放速率,处理组氮、磷释放速率分别为对照组的5．3～170．2和1．5～21．6倍。     

河道底泥重金属浸出毒性分析及其固化/稳定化效果

城市内河由于长期承纳污染物导致其底泥受到污染,特别是其中重金属污染严重。选取某城市纳污河淤泥为试验对象,发现底泥Cr、Cu、Ni和Zn含量和浸出浓度均较高。为使其达到资源再利用要求,研究了一种污泥改性剂对其固化/稳定化的效果。结果显示,当改性剂掺量为10%时,已能够显著提高淤泥各个龄期强度。固化淤泥重金属浸出浓度在7d时已明显降低,且随养护时间增长进一步降低。改性剂掺量为13%时,固化淤泥Cu、Ni和Zn浸出浓度可降低90%以上,而Cr浸出浓度也可降低80%左右。实验表明,污泥改性剂处理后淤泥抗压强度提高,同时有害物质得到有效的稳定。     

土壤原位覆盖对底泥的修复作用研究

在高度厌氧底泥和富营养化水体构成的模拟生态系统中,采用土壤和硅藻土进行原位覆盖,研究了覆盖技术对水．沉积物界面微环境的改善作用和不同覆盖材料对苦草生长的影响。这2种底质覆盖后,表层底泥氧化还原电位（Eh）分别提高了48．37％和46．77％,底层水体的溶解氧消耗降低,水体中的总氮（TN）和总磷（TP）含量降低;与对照箱体的苦草死亡相比,经过土壤和硅藻土覆盖的箱体中苦草正常萌发、定植和生长;硅藻土箱体苦草的生物量、叶绿素和根茎比均高于土壤覆盖箱体。因此,原位覆盖能有效改善底层水体和表层底泥的氧化还原环境,隔绝污染底泥和延缓营养盐释放,为沉水植物种子萌发和幼苗生长提供有利的生境条件。     

底泥-苦草系统对景观水体氮磷的去除效果及其中微生物群落的结构变化

底泥-沉水植物-微生物系统在景观水体氮磷消减过程中有关键作用。为缓解底泥氮磷释放压力并探究底泥改造材料的选择与氮磷去除效果之间的联系,选用石灰石、白云石和蓬莱镇组紫色母岩作为改造材料,构建水-底泥-苦草系统,结合水体元素质量浓度和微生物群落结构进行分析。结果表明,底泥改造联合苦草(sediment modification combined with Vallisneria natans,SMVS)对上覆水体氮、磷的去除效果相较于未改造处理显著提高(P<0.05),蓬莱镇紫色母岩组处理效果最好,对总磷、总氮的去除率分别达到87.06%、80.96%。上覆水悬浮态颗粒物中微生物群落结构发生改变,在门分类水平上,Actinobacteriota、Bacteroidota丰度在不同改造处理中存在显著差异(P<0.05);在属分类水平上,norank＿f＿norank＿o＿Chloroplast、 Mycobacterium为优势菌属,Mycobacterium在不同改造处理中存在显著差异(P<0.05)。冗余分析结果表明Ca、Mg是驱动上覆水氮磷营养盐降低的主要元素。蓬莱镇...     

红壤原位覆盖对河流底泥氮污染物释放的抑制研究

使用红壤(RS)原位覆盖黑臭河底泥来抑制底泥中氮污染物的释放。结果表明,RS覆盖可有效控制氮污染物释放,经RS覆盖60d后,上覆水中TN、氨氮的释放抑制率分别为77%、63%;同时,RS覆盖可有效减少底泥中TN浓度,60d后RS覆盖组底泥TN从1 409mg/kg下降至786mg/kg,下降了44%,明显高于无RS覆盖的对照组(22%)。随着水流速度增加,水体复氧量增大,使红壤与底泥中部分金属元素(如铁和锰)被氧化,使水中溶解性氮更容易被吸附到底泥中,从而有助于降低TN的释放。     

底泥污染物释放动力学研究

采用模拟试验方式和新型微生物数量测定方法，研究了沼泽化湖泊底泥和受污染河流底泥在不同扰动状态下，底泥耗氧速率、氮和磷污染物释放动力学过程。结果表明：（1）底泥耗氧速率是同样条件下上覆水耗氧速率的48倍，而在扰动状态下，底泥氧速率达到上覆水耗氧速率的596－936倍，扰动底泥显著增大其耗氧速率，底泥污染越严重，其耗氧速率越大，对水体产生的影响也越大。（2）扰动底泥可以显著增大底泥的氮磷释放速率，氮的释放受到机氮的氨化、氨氮的硝化、硝酸盐氮的反硝化以及氨氮被微生物吸收转化为有机氮等的影响；磷的释放过程受厌氧过程和底泥颗粒吸附的影响，耗氧速率高的底泥具有更大的氨磷释放潜力。（3）微生物数量在底泥污染物释放动力学中起着关键性作用，亲型方法可以快速检测微生物总量。试验结果对于水环境的管理、受污染水体的修复，以及底泥的处理处置等都具有重要的指导意义。     

底泥修复对城市污染河道水体污染修复的影响研究

为开发城市黑臭河道的有效治理方法,利用人工模拟河道就河道底泥对上覆水体的二次污染、底泥污染生物修复对其氮磷营养盐释放及河道水体污染生物修复的影响进行了研究,并对实验结果进行了工程现场应证。研究结果表明：河道污染底泥生物修复状况对上覆水体水质产生大的影响,在底泥不加修复时,底泥污染物释放使水体COD、TP、NH₃-N浓度分别达到30～35 mg/L、0.4～0.5 mg/L和3.0 mg/L,底泥修复后分别为15～20 mg/L、0.1 mg/L和2.5 mg/L;底泥G值（y）与底泥氮、磷污染物释放量（x）呈负相关关系,关系式分别为：y=0.5124x-0.1394（R₂=0.9222）,y=0.17772x-0.4781（R₂=0.8701）;结合底泥的生物修复,采用曝气增氧投加生物制剂措施对水体进行生物修复时COD、NH₃-N和PO^3-₄的去除率分别提高13.6%、25.0%和15.7%;对古廖涌的现场治理工程表明,在未对河道底泥进行生物修复的情况下,经过氧化塘预处理河道水体增氧-水体原位强化生物修复等措施的治理,河道中、下游水体又逐渐恢复黑臭,在对河道底泥进行修复后,河道污染水体水质得到显著的改善和提高。     

城市浅水型湖泊底泥污染物释放过程模拟试验研究

通过对城市浅水型湖泊(以宁波东钱湖为例)疏浚后上层底泥污染物释放过程模拟试验研究,分析了环境因子对底泥污染物释放特性的影响及其原因,得出了上覆水营养盐水平、水温和扰动对底泥污染物释放的影响曲线.同时,说明了湖泊内源性有机污染源对湖泊水质存在着潜在的危险性,提出了疏浚施工期间的规避措施,为城市浅水型湖泊底泥疏浚和富营养化治理提供依据.     

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...     

太湖底泥的污染控制及修复技术的可行性应用探讨

太湖表层底泥营养物、重金属和有机污染物等含量较高,并有向水体释放倾向,对水体及水生生态系统造成威胁.文章探讨了对太湖已开展或近期可开展的内源污染治理实用和示范技术,如外部污染源控制、原位覆盖、原位底泥氧化、原位上覆水充氧、生态疏浚、生物修复技术以及自然消减技术等.对上述技术运用于太湖进行了可行性分析.     

底泥生长基质中重金属的迁移特征及生物有效性

河道底泥中重金属含量较高,重金属的迁移性及生物有效性是限制疏浚底泥土地施用或用作废弃场地修复基质资源化利用途径的主要因素。以沈阳细河待疏浚底泥为材料,通过盆栽实验的方法研究了河道底泥与碱性粉煤灰、炉渣和锯木屑配比基质中重金属在紫花苜蓿体内累积、迁移及生物有效性的变化。结果发现,配比底泥基质上紫花苜蓿生物量、株高及株径均好于纯底泥处理,其中底泥、粉煤灰、炉渣、锯木屑以2：0．5：0．5：0．5配比的s2处理中紫花苜蓿生物量是纯底泥处理的11．7倍。与底泥对照相比,配比底泥基质上植株体内重金属含量极显著降低,而且地上部重金属含量显著低于根部含量;底泥基质中紫花苜蓿地上部和根部对Cd、Cu、Pb、Zn的富集系数（BCF）显著低于底泥处理,但转移系数（TF）无显著变化,富集系数（BCF）和转移系数（TF）均小于1．0。紫花苜蓿种植后底泥基质中重金属含量显著低于农用污泥重金属控制标准,除Cd含量略高外,Cu、Pb和Zn含量低于土壤环境质量三级标准。这些结果表明,城市重污染河道底泥经过合理处置后,重金属浓度、活性及生物有效性降低,在其土地施用或废弃地修复中可以用作一些耐性植物的生长基质。     

城市河道底泥中微生物组成及其转化氮、硫污染物的潜力

城市河道是城市生态系统的重要组成部分.以淮河流域某城市河道为研究对象,在了解其污染物分布特征的基础上,分析了底泥中的微生物组成,分别测定了厌氧氨氧化、硫酸盐还原氨氧化、异养反硝化、硫自养反硝化和硫酸盐还原等氮、硫转化过程的潜力.结果表明:(1)底泥中微生物以变形菌门为主,相对丰度为30％左右,同时包含与氮、硫循环密切相...     

城市富营养化水体底泥净化磷效果

以城市富营养化水体底泥和上覆水为材料,研究了扰动状态下底泥对外源磷的净化效果。结果表明,扰动状态下,200 g湿底泥从上覆水中共吸收外源磷19.92 mg,而静止状态下,200 g湿底泥仅吸收了13.61 mg。然而,厌氧状态下,前者内源磷释放量仅占吸收磷量的43%,而后者则高达63.4%。说明底泥扰动不仅强化了底泥对外源磷的吸收,而且也强化了内源磷的固定能力。这与扰动状态下外源磷在不同形态磷间的数量分布有关。底泥扰动和静止状态下,难释放态磷(HCl-P、闭蓄态Fe/Al-P)的增加量分别占底泥吸收外源磷量的36%和21%。     

底泥性质对重金属生物淋滤效果的影响

生物淋滤技术是一项可以将重金属从污染底泥或土壤中分离出来的环境修复技术,具有反应温和、耗酸少、运行成本较低、去除效率高,以及脱毒后底泥的脱水性能好等优点。然而,底泥成分复杂、流域特异性高,这使得相似的生物淋滤工艺对不同底泥的重金属去除效果不尽相同、淋滤技术的工艺参数标准化难度增加。综述了底泥性质对淋滤反应的3方面影响:底泥中的有机质与酸可挥发性硫化物(AVS)会改变重金属的形态;pH、可还原性硫、水溶性有机物(DOM)会对淋滤功能菌的活性产生影响;底泥粒度和耗酸能力(ACC)也会影响重金属的化学淋出效果。在此基础上提出今后该技术有待开展的研究内容,以期为该技术的进一步推广应用提供理论依据和技术支撑。     

曝气和pH对城市污染河道底泥氮形态的影响

以城市重污染河道表层沉积物为研究对象,采用模拟实验方法,探讨了不同曝气方式(水曝气和泥曝气)、上覆水初始pH(自然状态pH=7和pH=11)对城市污染河道底泥氮形态的影响。结果表明:采用水曝气+pH11方式对城市重污染河道上覆水、间隙水中总氮去除率分别为70.03%和44.66%;泥曝气+pH7方式对上覆水、间隙水、底泥中氨氮去除率分别为94.31%、84.07%和68.29%;底泥pH与上覆水总氮浓度呈正相关(p<0.05);泥曝气+pH11方式使底泥含水率、烧失率明显升高,继而影响各形态氮在泥水系统中的赋存,其中底泥吸附态氨氮含量与底泥含水率呈显著负相关(p<0.01),间隙水可溶态氨氮浓度与底泥烧失率显著正相关(p<0.01)。     

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。