城市浅水型湖泊底泥磷释放的环境因子影响实验研究

通过对城市浅水型湖泊（以南京玄武湖为例）底泥磷释放特性进行实验研究，分析了环境因子对底泥磷释放特性的影响及其原因。得出了溶解氧、pH值、温度和扰动对底泥磷释放的影响曲线。同时说明了湖泊底泥磷对湖泊水质存在着潜在的危险性。为城市浅水湖泊底泥疏浚和营营养化治理提供依据。     

环境因子对浅水湖泊沉积物中磷释放的影响

介绍了湖泊沉积物中磷的存在形态和释放机理,并对影响沉积物中磷的释放的各种因素进行了分析.主要分析了温度,pH值,溶解氧,沉积物的组成,光照和水动力的影响,认为影响释放的主导因素因地而异;认为沉积物-间隙水-上覆水三界面的磷的释放应作为一个整体来研究.     

底泥磷释放的影响因素

水体中磷元素的含量是影响藻类生长的重要因子,来源可分为外源性磷和内源性磷.在外源性磷得到有效控制的情况下,内源性磷成为湖泊水体中磷元素的主要来源。而底泥磷的释放是内源性磷的主要组成。影响底泥磷释放的因素很多,首先与底泥的物理化学组成有关,如底泥颗粒物的粒径、有机质和氧化物的含量以及底泥中磷的形态等,再则与各环境因子的影响关系也非常密切,溶解氧、温度、pH值、扰动是其主要的环境影响因子.对富营养水体底泥释放的影响因素及其机理研究可为富营养化水体的治理提供理论依据。     

巢湖底泥磷的释放模拟实验研究

在实验室条件下，模拟了DO控制、pH值调节、温度调节、水动力条件等，进行了底泥释磷实验。实验表明：（1）厌氧条件下，底泥中的磷向水体释放，且释放强度随pH值的升高而升高。好氧条件下，底泥非但没有向水体释放磷，反而从水体中吸附磷，呈“负释放”状态；且pH值越低，“负释放强度”越大。（2）温度升高有利于底泥中磷的释放，最大释放强度随温度的升高而提前。（3）搅动条件下的底泥磷释放量大于静置条件下的底泥磷释放量。（4）微生物对磷释放有明显的影响。从本次模拟实验结果看，体系温度升高、减少溶解氧、提高pH以及施以水动力作用，均可使底泥中的磷释放量增加，在常温（25℃）、厌氧、pH=7.5条件下，底泥中磷向水体的释放量将增加17％左右。     

杭州城市内河底泥磷污染与磷释放水力模拟

在分析杭州城市内河东新河底泥磷污染的基础上,采用加长型环形水槽动态模拟水体流速（0.002～0.02 m·s^-1）、上覆水质（水体总磷本底值分别为0.18、 0.072和0.007 mg·L^-1）及上覆水深（5、 10 cm）对底泥磷释放的影响,并定量分析了不同流速下底泥磷的释放速率.结果表明,东新河底泥的pH值、含水率、磷含量等理化性质有利于磷的释放.在动态水力条件下底泥磷主要以悬浮颗粒态形式向上覆水体释放.流速对底泥磷释放的影响较为显著,模型流速为0.008 m·s^-1（原型流速为0.05 m·s^-1）时对应底泥的“少量动”,此时底泥磷释放速率趋于最大,达147.36 g·(m²·h)^-1.上覆水质影响底泥磷的释放,尤其显著影响磷的初期释放,内河水较自来水更有利于底泥磷的释放,可能是由于内河水与底泥构成了良好的磷交换关系.在浅水水体中,上覆水深对底泥磷释放影响不大.因此,可以通过调节水力学条件和水质来抑制或强化河流底泥磷的释放.     

浅水湖泊营养盐的释放

对浅水湖泊中营养盐释放的影响因素分别进行了综述和讨论,并认为水动力过程和水-土界面的铁、锰、硫循环与沉积物中磷释放的关系应该给予足够的重视.     

覆盖法控制城市河涌底泥磷释放研究

建立了一套包含有城市河涌底泥、覆盖材料及上覆水的小试装置,采用粉煤灰、水泥、沸石、河砂、玻璃珠等不同物质作为覆盖材料,在厌氧条件下,覆盖材料对城市河涌底泥磷释放的控制效果进行了研究.结果表明,在培养温度为25℃,覆盖材料用量为6.0kg·m-2时,玻璃珠、河砂、沸石、粉煤灰、水泥对PO43-释放的抑制率分别为40.0%、46.7%、60.0%、75.6%、88 9%;覆盖材料对PO43-的抑制作用可归结为覆盖材料的覆盖效应、化学效应和吸附效应;覆盖材料对PO43-释放的抑制率均随着温度的升高而降低;覆盖材料用量对PO43-抑制率影响较大,对于水泥、粉煤灰、沸石、河砂,要达到约50%的PO43-释放抑制率,其用量分别为2.0、2.0、6.0、10.0 kg·m-2,选用粉煤灰作为覆盖材料较合适;从重金属毒理学方面讲,覆盖材料不会对底泥及区域土壤造成影响.     

湖泊底泥中磷形态及分布特征研究

对湖泊底泥磷进行研究分析,结果表明:沉积物PO3-4含量约为350 mg/kg;有机磷Or-P含量约为226.19 mg/kg,无机磷Fe-P、Ca-P分别为112.23~166.14 mg/kg,115.42~130.11 mg/kg,底泥中各形态磷的平均浓度由高到低顺序为:Or-P>Fe-P>Ca-P>De-P>Ex-P>Oc-P>AI-P;对不同形态磷进行相关性分析,结果表明:TP与IP、Fe-P和Ex-P相关性显著;底泥生物有效磷含量为312.65~410.16 mg/kg;上覆水TP与沉积物TP浓度也存在一定相关性。     

深水型湖泊底泥NH4+-N释放的环境因子影响实验研究

通过对深水型人工湖泊(以福州市山仔水库为例)底泥NH4 -N释放特性进行实验研究,该实验在厌氧状态下进行,主要是以氨态氮溶出为主,这是一个物理过程,是由于分子的扩散造成的,分析了环境因子对底泥NH4 -N释放特性的影响及其原因.得出了温度、上覆水本身NH4 -N浓度和底泥粒径对底泥NH4 -N释放影响的动力曲线.同时说明了湖泊底泥NH4 -N释放对湖泊水质存在着潜在的危险性.为城市深水湖泊底泥疏浚和富营养化治理提供依据.     

不同类型湖泊沉积物中氮释放规律研究

通过对武汉市东湖子湖郭郑湖、庙湖以及南湖这3个不同类型的湖泊进行释氮模拟实验,结果表明:(1)在厌氧条件下,不同污染程度的湖泊中沉积物释氮作用均比较明显。为了抑制沉积物向上覆水释氮,控制湖泊富营养化,保持湖泊较高的溶解氧水平是必要的。(2)在厌氧条件下,高温对不同类型湖泊总氮和氨氮的释放均能起到促进作用。(3)沉积物与上覆水间污染物的浓度梯度越大,总氮和氨氮的释放速率与释氮量也越大,此时温度的影响不明显。(4)通过比较3类湖泊沉积物上覆水中总氮和氨氮两者的释放浓度可知,氨氮的释放贡献十分显著,因此控制氨氮的释放量对于控制湖泊氮释放量具有显著效果。     

几种覆盖材料抑制湖泊污染底泥氮释放的试验研究

建立了一套模拟湖泊小试装置,分别采用含黏土的沙子、清洁黄土和土工布3种材料覆盖湖泊污染底泥,抑制底泥中的氮释放。试验控制在恒温25℃厌氧条件下进行,经过75d静置试验,结果表明:含黏土的沙子和清洁黄土均能有效抑制污染底泥的氮释放,而单独使用土工布的效果不佳;覆盖材料的覆盖厚度越厚,抑制污染底泥氮释放的效果越好;覆盖厚度为5cm、15cm和30cm的沙子对污染底泥氮释放的抑制率分别为74.9%、94.0%和96.8%,覆盖厚度为5cm、15cm和30cm的黄土对污染底泥氮释放的抑制率分别为77.2%、95.5%和98.8%,可见黄土的效果更优;从工程成本考虑,采用15cm覆盖厚度即可。     

热带浅水城市湖泊富营养化水体修复中生物操纵的研究

从生物操纵的来由、生物操纵的研究开展到生物操纵的局限,较为全面的体现了生物操纵在湖泊富营养化水体修复中所起的作用,并提出生物操纵的研究展望,提供了生物操纵在典型热带浅水城市湖泊-惠州西湖的实践案例研究,期为生物操纵在热带浅水城市湖泊深入研究提供一定的参考。     

武汉东湖底泥释磷特点

为了探讨东湖底泥的释磷状况 ,采用实验室模拟法研究了环境条件变化对东湖底泥沉积物磷释放的影响以及底泥磷的形态分布与底泥释磷量的关系 .结果表明 :升高水温和扰动上覆水均能加速磷释放 .上覆水中性时(pH =7.4) ,底泥释磷量最低 ;在较高或较低 pH值时 ,底泥释磷量倍增 .厌氧条件下底泥释磷量是好氧条件下的30倍 .研究还显示 ,底泥中不同形态的磷与底泥磷释放量有不同程度的相关性 ,其中可溶性磷和铁磷与底泥磷释放量高度相关 (r>0 90 ,P<0.01) .     

城市浅水湖泊治理技术初探

随着生态文明建设的发展,城市浅水湖泊在城市环境中的角色日益重要,环境治理需求日益迫切.针对城市浅水湖泊的污染特征进行了概括总结,并对污染来源进行了分析.根据污染特征及因素针对性提出了“外源性污染、内源性污染控制阶段-水体水质改善与生态系统恢复阶段-长效管理阶段”三个阶段的治理思路,并就各阶段常用的治理技术进行了简单介绍,作为城市浅水湖泊治理工作的参考.     

光照对湖泊沉积物磷释放及磷形态变化的影响研究

将采自太湖的沉积物移至实验室内进行磷释放模拟实验.通过对水-沉积物界面在不同照度下的磷释放趋势研究发现,照度与水-沉积物界面的磷释放量有明显的负相关性.而藻类计数的结果表明,照度与底栖藻类生物量存在正相关性.由此可以推断,光照对沉积物磷释放的影响主要表现为受照度控制生长的底栖藻类吸收沉积物中释放的磷,阻挡其进入上覆水中.不同照度下pH变化的研究结果表明,pH的升高趋势随照度的增强而升高,稳定后的水体偏碱性.通过对在不同照度下沉积物中总磷及磷形态变化规律研究发现沉积物中总磷减少量表现为无光＞中照度＞高照度;沉积物中磷出现无机态减少,有机态增加的现象;照度越高,沉积物中NaOH-P(Fe(Al)-P)减少量与HCl-P(Ca-P)减少量的比例越大.     

武汉庙湖沉积物中氮释放化学行为的模拟研究

采用实验室模拟释放的方法对沉积物氮释放过程进行研究,运用正交实验设计,探讨了环境条件的变化对庙湖底泥中氮释放行为的影响。此次实验的结果表明:升高温度有利于加速氮释放过程的进行;底泥释氮过程在酸性或碱性条件下受到抑制,中性条件下最有利于释放;底泥总氮释放量随溶解氧增加而减少,从不同形态的氮来看,厌氧条件下氨氮释放量增加,好氧条件下硝酸盐氮释放量增加。运用回归分析,分别推求出在不同温度、pH、溶解氧水平下庙湖底泥平均释氮强度公式,通过释氮模型预测不同环境条件下底泥释氮强度,从而采取适宜措施抑制氮释放,控制内源污染。     

滇池沉积物中磷的释放行为研究

滇池分为草海和外海两个水体,且草海污染较外海严重,但是外海的藻类爆发的频率和强度都高于草海。通过实验室模拟,研究了滇池草海与外海沉积物中磷的释放行为及其藻类爆发程度不同的原因。结果表明,两个沉积物中磷的释放动力学都表现了非单一的扩散过程,拟二级动力学模型可以较好描述释放过程。草海比外海总磷高7倍,但是在水中的释放只高2倍。对两个沉积物而言,由于与表面附着的磷有竞争作用,溶解胡敏酸的加入都显著增大了磷的释放。与草海相比,外海的水交换速率慢、水深浅、沉积物有机质含量低、内源磷释放强以及对外源磷缓冲能力弱,这些特征都是有利于藻类爆发的条件。研究表明抑制滇池藻类爆发要同时考虑对外源磷和内源磷的控制。     

洪湖沉积物中有机氯农药的释放动力学模拟

以洪湖表层沉积物为研究对象,通过模拟试验,对悬浮状态下沉积物中有机氯农药的释放动力学过程进行了研究. 结果表明,沉积物中有机氯农药的释放具有初始阶段释放速度快而后释放速度减慢的规律. 并且,沉积物中有机氯农药的释放强度主要受化合物的水溶性控制. 水溶性相对较高的物质(如α-HCH)在水中的释放浓度较高,释放时间也更长. 另外,温度对有机氯农药的释放也有重要的影响,随着温度的升高,沉积物中有机氯农药的释放明显加强. 最后,通过试验数据分析,建立了沉积物中有机氯农药释放的一级动力学模型并确定了模型参数. 释放动力学模型的验证结果表明,实测值与模拟值吻合较好.