水體沉積物中污染物釋放及其多相界面過程研究.pdf

1、隨著湖泊、水庫等水源的外源污染得到有效控制，內(nèi)源污染成為影響水源水質(zhì)的主導(dǎo)因素。因此，研究多相界面體系特征及氮磷等營(yíng)養(yǎng)鹽在水體一沉積物多相界面的吸附，釋放、遷移轉(zhuǎn)化過程意義深遠(yuǎn)。
　　 沉積物和水體物質(zhì)交換相互作用最重要的過程發(fā)生在水體一沉積物多相界面上，這一界面是最重要的環(huán)境邊界層。本研究建立了水體一沉積物多相界面結(jié)構(gòu)模式，其由上覆水體、沉積物以及廣泛存在于它們之間的生物相構(gòu)成，研究重點(diǎn)為多相之間的相互關(guān)系以及與生態(tài)環(huán)境間的相

2、互作用。在此基礎(chǔ)上討論了這種結(jié)構(gòu)模式復(fù)雜性、特定性、系統(tǒng)性、連續(xù)性、空間延展性、季節(jié)變化性等多方面特點(diǎn)，對(duì)大水深水庫水體一沉積物多相界面過程實(shí)驗(yàn)室模擬方法進(jìn)行了初步研究。
　　 為了探明微生物在水體一沉積物多相界面磷循環(huán)轉(zhuǎn)化過程中的作用，本研究以汾河水庫沉積物為研究對(duì)象，通過水體一沉積物體系“好氧-厭氧-投加還原劑”連續(xù)模擬對(duì)比實(shí)驗(yàn)，研究了上覆水體永質(zhì)變化、沉積物中污染物含量廈形態(tài)變化。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：好氧狀態(tài)下，內(nèi)源磷不發(fā)生釋放

3、；厭氧狀態(tài)下DO<0.5mg/L，時(shí)，微生物生命活動(dòng)引起周圍環(huán)境氧化還原電位降低進(jìn)而導(dǎo)致內(nèi)源磷和可溶性鐵釋放，活性磷濃度升高，釋放強(qiáng)度由開始的0.42mg/(d·m2)增至釋放達(dá)到平衡后的2.09 mg/(d·m2)mg/,可溶性鐵的濃度由初始的0.2mg/L上升至1.3mg/L，且磷和鐵的釋放存在明顯正相關(guān)性，平均相關(guān)系數(shù)為0.936；而不舍有微生物的反應(yīng)器內(nèi)添加強(qiáng)還原劑后才發(fā)生明顯釋放。
　　 沉積物各種磷形態(tài)含量變化分析表

4、明，鐵結(jié)合態(tài)磷和閉蓄態(tài)磷在微生物作用下更容易釋放出來。
　　 黑河金盆水庫多相界面污染現(xiàn)狀調(diào)查和分析結(jié)果表明：水體存在明顯分層，多相界面附近水體的總氨、氨氮、COD、磷、錳等部分污染指標(biāo)嚴(yán)重超標(biāo)，季節(jié)轉(zhuǎn)變各層混合翻轉(zhuǎn)時(shí)將會(huì)對(duì)表層水質(zhì)產(chǎn)生嚴(yán)重影響。沉積物測(cè)定結(jié)果表明底泥污染物質(zhì)(總磷、總有機(jī)質(zhì))含量屬于中等俯高水平，成為該水庫季節(jié)性缺氧水質(zhì)惡化的潛在原因。實(shí)驗(yàn)室模擬釋放實(shí)驗(yàn)表明，氨氮、總氮、總磷、鐵、錳和COD分別于58.5、34