東洞庭湖底泥中磷的釋放特性及其原位控制技術(shù)試驗(yàn)研究.pdf

1、隨著洞庭湖水源的外源污染得到有效控制，內(nèi)源污染將成為影響其富營(yíng)養(yǎng)化的主導(dǎo)因素，研究湖泊沉積物-水界面磷行為是揭示富營(yíng)養(yǎng)化機(jī)理的重要一環(huán)，將為東洞庭湖的治理與管理提供指導(dǎo)和理論依據(jù)。同時(shí)，湖泊底泥污染原位控制技術(shù)的發(fā)展近年來得到了越來越多的重視，但由于對(duì)其相關(guān)技術(shù)及機(jī)理缺少系統(tǒng)性的深入研究，至今未得到廣泛的應(yīng)用。
　　 本文以東洞庭湖底泥為研究對(duì)象，依托水沙科學(xué)與水災(zāi)害防治湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室口東洞庭湖水體污染物在水動(dòng)力作用下的分布研

2、究(2008SS06)”和“東洞庭湖沉積物污染特性及靜態(tài)釋放規(guī)律研究(2008SS05)”項(xiàng)目，通過實(shí)驗(yàn)室模擬試驗(yàn)，研究了不同環(huán)境因素(溫度、pH值和含水率)下底泥磷在底泥-間隙水界面釋放的規(guī)律、不同影響因子(溫度、pH值、溶解氧和水動(dòng)力)對(duì)底泥-上覆水界面磷釋放的影響、以及底泥磷釋放的原位控制技術(shù)(曝氣供氧、沸石覆蓋和硝酸鈣原位處理等)在不同環(huán)境下的控制上覆水磷濃度效果。試驗(yàn)結(jié)果如下：
　　 (1)底泥-間隙水界面磷釋放特性試

3、驗(yàn)結(jié)果表明：1)酸性和堿性條件下有助于底泥磷向間隙水釋放，其釋放強(qiáng)度順序?yàn)椋簤A性(pH9)＞酸性(pH5)＞中性(pH7)。系統(tǒng)pH值升高可加速Fe-P和有機(jī)磷的釋放，pH值降低有利于Ca-P釋放；2)溫度越高，底泥磷釋放越快。溫度由5℃升至25℃時(shí)，間隙水磷濃度可增加2倍。同時(shí)溫度升高底泥各形態(tài)磷遷移轉(zhuǎn)化速率加快，尤其是底泥有機(jī)磷的釋放最為顯著；3)低含水率可使底泥磷釋放速率減緩，但可提高間隙水磷濃度。含水率由70％降低到50％時(shí)，間

4、隙水磷濃度增加了1.36倍，但釋放速率降低了1.7倍。
　　 (2)底泥-上覆水界面磷釋放規(guī)律試驗(yàn)結(jié)果表明：1)水體的環(huán)境pH值為7時(shí)底泥-上覆水界面磷釋放量最小，降低或升高pH值均使磷的釋放量增加。2)水體的環(huán)境溫度越高對(duì)底泥-上覆水界面磷的釋放影響就越大。溫度由5℃升至25℃時(shí)，上覆水磷濃度增加了1.7倍；3)溶解氧對(duì)底泥-上覆水界面磷的釋放影響最為顯著。水體在厭氧環(huán)境下磷的釋放量是好氧條件下的5.56倍。4)擾動(dòng)對(duì)底泥-上

5、覆水界面磷的釋放影響僅是有限的短期效應(yīng)，當(dāng)表層底泥以及懸浮物受擾動(dòng)向水體釋放TP達(dá)到一定程度后，可能進(jìn)入一種釋放“枯竭”狀態(tài)。
　　 (3)原位控制及其對(duì)底泥磷形態(tài)影響試驗(yàn)結(jié)果表明：1)厭氧時(shí)，控制水中磷濃度效果依次為：硝酸鈣原位處理＞沸石覆蓋＞未處理；好氧時(shí)：硝酸鈣原位處理＞沸石覆蓋＞曝氣≥未處理；擾動(dòng)時(shí)：硝酸鈣原位處理＞沸石覆蓋＞曝氣＞未處理；2)沸石覆蓋和曝氣供氧對(duì)底泥固磷效果較好，底泥總磷含量分別增加了20.5％和19.