覆蓋活性沸石消減揚州古運河沉積物氮污染負荷試驗研究.pdf

1、揚州古運河底泥沉積年代久、沉積厚度大,是惡化水體的主要污染源。覆蓋活性沸石不僅可以抑制沉積物向上覆水體釋放氨氮,還能消減沉積物中的部分氮負荷,是控制內源污染的有效途徑。論文分析了揚州古運河水質變化特征,在此基礎上，設計實驗,考察覆蓋活性沸石消減揚州古運河沉積物氮污染負荷的影響因素,得出消減氮負荷適宜的菌株、沸石投量、DO和污染負荷,并將該結果應用于揚州古運河現(xiàn)場覆蓋試驗中,對消減沉積物氮污染負荷的能力進行分析。主要實驗結果如下:

2、　　1)水質監(jiān)測結果表明揚州古運河水體葉綠素 a濃度變化范圍為4μg/L～41μg/L,呈現(xiàn)富營養(yǎng)化趨勢。冬季、春季、秋末(共計160天)總氮平均濃度為1.67mg/L,變化不大,氮滯留量為0.05g/(m2.d);夏季(共計90天)總氮大幅度升高到5.83 mg/L,氮滯留量提高為0.32g/(m2.d),占總滯留量的85.8％,與波蘭Rzeszów水庫的氮滯留量相當(0.18-0.5 g/(m2.d)),溶解氧的監(jiān)測結果說明這部分氮

3、滯留量主要來源于沉積物的內源釋放。
　　2)活性沸石可以在原位進行再生,即吸附氨氮的同時再生也會發(fā)生,吸附容量是變化的,不同菌株、氨氮濃度、沸石量、粒徑條件下,沸石吸附量不同。當沸石投量一定時,氨氮濃度越高,沸石的吸附容量越大,沸石對氨氮的吸附能力與初始氨氮的濃度呈線性正相關,即y=0.0122x+4.5291(R2為0.9733);當氨氮濃度一定時,沸石量越少,沸石的吸附容量越大,沸石吸附氨氮的能力與水體中沸石量呈線性負相關,關

4、系式為y=-3.50790ln(x)+4.5291,R2為0.9929。沸石粒徑越小,氨氮的吸附速率越快,吸附越容易達到平衡。接種菌株A時沸石的吸附容量高于接種菌株B的相應值。
　　3)覆蓋接種菌株A活性沸石后,上覆水體的TN、沉積物中TN和沉積物間隙水中的NH4+-N的消減率分別為到75.2%、16.4%和21.6%,氮負荷消減量為0.45 g/(m2.d);而覆蓋接種菌株B的活性沸石,相應的消減率分別為69.8%、0%、11.

5、2%,其氮負荷消減量為0.15g/(m2.d)。表明菌株 A是消減揚州古運河氮負荷的優(yōu)勢菌株。
　　4)活性沸石覆蓋密度從1 kg/m2提高到3 kg/m2的范圍時,上覆水體中氮負荷消減率從22.0%增加到67.9%,沉積物中氮負荷消減率從22.6%增大到31.0%,總氮負荷消減量從0.32 g/(m2.d)增加到0.44 g/(m2.d),均大于氮滯留負荷(0.32 g/(m2.d)),表明活性沸石覆蓋密度大于1 kg/m2就可

6、以有效控制氮污染。此外,發(fā)現(xiàn)由于生物作用引起的總氮消減率分別為85%～96%?？梢?生物作用為總氮消減的主要途徑。
　　5)在DO小于1mg/L條件下,上覆水體中總氮消減率為50.5%,在DO為1.5～5mg/L條件下,上覆水體中總氮消減率為75.2%,其總氮消減率提高了24.7%。
　　6)當沉積物氮滯留量從0.04 g/(m2.d)提高到0.66 g/(m2.d)時,相應活性沸石覆蓋層消減氮負荷量從0.44 g/(m2.