泥沙污染水质模型研究综述

对现有的泥沙污染水质模型进行分类,总结了国内外泥沙污染基本问题及泥沙污染水质模型研究的成果,指出模型发展方面应加强泥沙与污染物相互作用机理研究,进一步揭示污染物在水体、悬浮泥沙、底泥之间迁移转化的机理,模型的建立应综合考虑污染物的沉降再悬浮、以及吸附解吸、底泥释放等动态过程。     

底泥污染物释放水动力特性实验研究

在环境水动力学中,河口地区的河流底泥污染物释放扩散特性的研究越来越受到人们的重视.实际上,污染物在底泥和上覆水体之间的释放扩散,对上覆水体水质有很大影响.底泥污染物释放扩散受到底泥本身物理性质和上覆水体水动力特性的共同作用.本文对底泥污染物向上覆水体释放扩散规律进行了水槽实验,通过对水体中底泥释放污染物COD浓度的测量分析,初步得到了底泥污染物在动水条件下的释放机理.底泥污染物释放主要分为两种形式:一是底泥污染物泥水界面释放,二是底泥污染物起动悬浮释放.随后结合底泥污染物释放的水槽模拟实验,天然河道(苏州河)现场实测资料,对三者进行了分析比较.它们相互符合得较好,所反映的基本规律是一致的,表明了本文实验研究的合理性和可靠性.     

间歇性波浪扰动下河口底泥中磷释放特性研究

作为反映河流、海洋水体受污历史的载体,河口底泥在污染达到一定程度时易在海洋动力作用下释放沉积其中的污染物,影响水体水质。为了明确秦皇岛近岸海域内污源染,量化波浪扰动下底泥释放对水质的影响,该研究以波流水槽为动力试验设备,选取秦皇岛污染最严重的河流之一大蒲河的河口底泥为研究对象,试验研究河口底泥在间歇性波浪扰动下磷的释放特性。总磷在波浪扰动下的释放可分为浓度迅速增加的初期和浓度随时间线性增加的稳定期两个阶段,浓度随波高增大而升高,且在波高大于8 cm时与浊度呈显著正相关。溶解性总磷受浓度梯度和波浪引起的孔隙水压力影响向上覆水体迁移扩散,随时间呈小幅增加。总磷在波浪扰动初期的释放强度为2.00×10~(-3)–8.75×10~(-3) mg/m2/s,是稳定期释放强度0.50×10-4–2.25×10~(-4) mg/m~2/s的18–40倍,且两个阶段的释放强度均随波高呈指数增长。当波浪强至起动底泥,原先的泥水界面释放转为底泥起动悬浮释放,水体中颗粒态磷取代溶解态磷成为磷的主要赋存形态。间歇性波浪扰动静置期,颗粒态磷的吸附沉降使得水体中总磷浓度和颗粒态磷的比例大幅降低。     

受污染底泥陶粒化回填技术及其底泥修复效果

针对受污染底泥原位或异位修复技术存在需引入外来材料或长期占用土地和易产生二次污染等问题,提出了将疏浚底泥脱水干化及无害化处理后,烧结成陶粒并回填至原疏浚区域的受污染底泥陶粒化回填技术,并从增强床面稳定性、清晰泥水界面、改变底泥中溶解氧垂向分布和减少底泥污染物释放通量等方面,探讨了该技术修复底泥的潜力。底泥疏浚可直接去除大部分表层污染物,而陶粒制备过程中的高温烧结会降低疏浚底泥的污染程度;陶粒回填后,床面稳定性增加,相同水动力条件下颗粒不易再悬浮,底泥释放通量明显减小,床面溶解氧渗透深度增加。     

里运河底泥CODCr和NH3-N释放对水质的影响实验

通过利用长江水体作为上覆水的里运河表层底泥的释放实验研究，分析了表层底泥中CODCr和NH3—N在静置和3种扰动条件下的释放规律，结果发现城区段底泥中CODCr和NH3—N的释放强度大于非常区段，底泥孔隙水与上覆水之间的浓度梯度增大促进了底泥中污染物质的更快更多地释放。同时得出了各个断面表层底泥中CODCr，和NH3-N的释放强度，在扰动条件下的释放强度远大于静置条件下的释放强度，底泥中污染物质的释放可能会在一定程度上影响里运河将来的调水水质。     

湖泊底泥絮凝沉降试验研究

湖泊底泥的运动过程产生了内源污染,加剧了湖泊生态环境的恶化。研究湖泊底泥在风浪作用下悬浮后再沉降的运移规律,可为了解湖泊水质变化成因以及开展生态环境治理提供技术支持。本课题采用有机玻璃制作的沉降桶,在静水条件下对太湖、龙感湖、巢湖的底泥进行了沉降试验,研究3个湖泊的水体在不同初始含沙浓度和不同水深条件下含沙浓度的变化,分析了3个湖泊淤泥的沉降规律,近似代表天然湖泊的底泥运动状态。试验研究表明3个湖泊水体中悬浮泥沙的沉降均为絮凝沉降,其沉降过程和沉速与单颗粒泥沙相比均发生了量和质的变化,悬浮泥沙絮凝平均沉速随沉距、含沙浓度的增大而增大。最后得出3个湖泊底泥的沉降速度,其研究结果可为采用絮凝沉降法改善水质环境提供参考依据。     

河道底泥污染及其处置方法

底泥污染对环境的危害 在河道疏浚过程中，由于对河道底泥进行扰动，底泥中的污染物会释放到河水中，造成二次污染；底泥输送过程中，如果不注重管理．会造成底泥流失．重新污染水体和土壤；底泥脱水过程中，如果不对渗滤水进行处理．渗滤水会进入水体和土壤。污染自然水体和地下水：底泥在填埋、利用、焚烧处置过程中．仍存在对水体、空气、人群健康的危害。     

泥沙粒径对铜离子吸附贡献率的影响研究

含有重金属的工业废水排放到河道中,通过河道底泥的吸附作用,不断累积到底泥中,对环境和人类健康构成威胁。研究河涌底泥重金属吸附特性,对于解决重金属污染问题具有科学意义和现实价值。该文通过研究泥沙粒径对底泥吸附铜离子的影响规律,分析泥沙粒径对于铜离子的吸附量和吸附速率的影响特征。结果表明:在相同条件下,随着泥沙粒径的增大,泥沙对铜离子吸附速率的贡献率随之增大,粗颗粒泥沙的吸附速度要比细颗粒泥沙的迅速的多;而随着粒径的增大,泥沙对铜离子吸附量的贡献率随之减小,细颗粒泥沙的吸附量则远大于粗颗粒泥沙。     

河流底泥重金属污染研究进展

随着经济和社会的发展,大量未经处理的污染物直接排入河道中,大多数重金属等污染物被泥沙吸附,沉积在河道底泥中。当外部条件发生变化时,底泥重金属会被重新释放出来,可能会造成水体的二次污染。在参考大量研究文献的基础上,对国内外底泥重金属样品检测、污染程度评价、迁移转化过程及污染物治理研究进行了系统总结。目前的研究忽视了重金属在沿底泥深度方向的分布及污染情况,没有形成多种污染评价方法的综合运用,对底泥重金属迁移转化过程的理论研究不足。     

感潮河段污染底泥疏浚扰动对水质影响研究

通过实验室水槽实验，研究了感潮河段疏浚时机械作用对污染底泥释放污染物的影响，并与底泥污染物静态释放过程进行了对比分析。研究结果表明，底泥表面被破坏并产生再悬浮时，底泥中的耗氧性污染物释放到水体中，产生的化学需氧量比静态扩散时大得多。根据实验结果，分别针对静态水流和动态水流条件，利用菲克第一定律和第二定律，推导了反映底泥污染物释放的公式。     

黄河泥沙对水质参数影响的研究

运用多年资料研究黄河水沙特点 :水少沙多、含沙量高 ,水沙导源 ,水沙量年际变化大 ,水沙年内分配不均 .泥沙是黄河来源面最广的非点源污染物 ,对排入黄河的污染物 (特别是重金属、有机物 )具有显著的吸附效应 ,成为污染物的载体 .文章分析了多沙河流水质监测评价执行国家标准所出现的特殊问题 ,并对黄河泥沙与若干水质参数的关系进行了研究 .     

Relative roles of resuspended particles and pore water in release of contaminants from sediment

Sediment layers containing contaminants play a significant role in environmental hydrodynamics. Experiments were conducted in order to characterize the relative roles of resuspended particles and pore water under different flow and sediment conditions. A conservative tracer （NaC1） and a reactive tracer （phosphate） were used as contaminants in the bottom sediment in a laboratory flume. The mixing between the overlying water and pore water occurred over a short time while the desorption of contaminants from fine-grained resuspended particles lasted a relatively long time. The effects of resuspended particles and pore water on the variations of release flux and concentration of contaminants in water with time under different hydrodynamic conditions were quantified. The results show that pore water dominated the initial release flux, which could be several orders of magnitude greater than the flux due to molecular diffusion. Flux contribution of desorption from sediment particles in the latter release could be equal to what was seen from pore water in the initial stage.     

泥沙对营养物质吸附与释放研究进展分析

水体中的泥沙分布非常广泛，它对进入水环境系统的营养性污染物具有强烈的表面物理、化学和生物等作用，是污染物迁移、转化的主要载体。污染物与泥沙的作用对水体生态环境会产生影响。结合国内外研究最新动态，对泥沙及营养性污染物的形态、泥沙与水体水质的关系作了概述，重点对影响营养性污染物释放与吸附的因子作了分析，并对泥沙对营养性污染物吸附与释放存在的问题发表了一些见解。     

含沙量对水体耗氧有机污染物降解耗氧影响

在泥沙存在情况下,水体中的耗氧有机污染物的降解耗氧规律与清水中有很大的差异。从水体耗氧有机物降解反应动力学和溶解氧反应动力学方程出发,考虑泥沙对耗氧有机污染物降解的影响,得出了耗氧有机物降解过程耗氧量随时间变化表达式。通过室内实验研究了含沙量对耗氧有机污染物的耗氧规律的影响,利用耗氧量随时间表达式对实验数据进行分析,得出了泥沙影响下的耗氧有机污染物耗氧速率常数与含沙量的一般规律。结果表明,泥沙对耗氧有机污染物降解耗氧过程符合一级动力学反应,且耗氧速率常数随含沙量的增大而增大,由泥沙存在引起的溶解氧衰减速率常数与含沙量之间存在非线线的函数关系。     

三峡库区蓄水对含沙水体水质的影响分析

根据三峡库区蓄水前后监测的水文、水质及泥沙资料,分析水文、水质、泥沙等指标的变化情况。对蓄水前后泥沙的变化引起的水质变化进行讨论。结果表明:蓄水后由于泥沙大量淤积,库区含沙量显著减小,引起相应的浑样污染物浓度明显减小.水库运行过程中应充分重视泥沙对水环境的影响。     

水环境中泥沙作用研究进展及分析

首先分析了泥沙在微观和宏观方面，对污染物迁移转化过程中的影响。泥沙通过吸附、解吸作用，同时通过泥沙运动，共同影响着污染物的赋存状态，从而影响着水体环境质量的变化。本文系统总结了在泥沙吸附解吸污染物机理、影响因素、数学模型等方面，已经进行的研究工作所取得的成果，并讨论了有待进一步研究的内容。     

渭河陕西段底泥间隙水与上覆水中污染物分布特征研究

通过渭河8个断面2015年4月和9月的采样分析,探讨了表层底泥间隙水和上覆水中污染物的分布特征,并对间隙水和上覆水中的污染物浓度进行了相关性分析。结果表明:在丰水期时上覆水中TN、NO_3—N、NH_3—N及COD含量均高于平水期,其中采样点D5(泾河汇入前渭河干流处)的污染物含量很高;间隙水中TN、NH_3—N、NO_3—N变化趋势相似,丰水期TN、NH_3—N、NO_3—N含量均高于平水期含量,采样点D5、D7(泾河汇入后干流处)丰水期总磷、COD含量很高;相关性分和上覆水中TN、COD浓度在丰水期高度相关,说明间隙水中TN、TP、COD的浓度是其上覆水中TN、TP、COD浓度的决定因素。     

基于GPS的洪泽湖水流流场质点示踪及数值模拟

针对不同水文气象条件下湖泊真实流场描述的难题,通过在洪泽湖主要入口分别投放GPS示踪器,实现了对湖泊表层水流轨迹、方向的实时监测,形成洪泽湖初步流场图。野外示踪实验结果表明:流经湖泊中心区域的水流运动轨迹均为自西向东的曲线;入湖流量较小时水流难以进入湖泊中心流场,入湖流量较大时流速空间分布不均,流场较复杂;小流量入湖条件下水流运动受到湖泊表面风场的影响,流量较大时水流流动的主要影响因素为湖泊自身的流场。同时,构建了不同入湖流量条件下的洪泽湖二维水动力数值模型,水动力模型模拟的流场分布基本符合水流质点GPS示踪实验的结果,两者拟合较好。本次研究揭示了洪泽湖的真实流场,基于GPS的示踪方法可用于分析河流湖泊的水动力空间变化,为泥沙、污染物质的输移和扩散提供了重要参考依据。     

Modelling of sediment oxygen demand and organic flux for a pulsed sediment organic load.

Biodegradation of organic matter in the sediment affects both the level of dissolved oxygen (DO) in the overlaying water and material flux into the water body. In the present study, a mathematical model was developed to describe the DO dynamics and related organic transformation in the sediment after a pulsed load of rich organic, sediment. The model includes DO diffusion at the sediment-water interface and inside the sediment, diagenetic reactions of particulate organic to soluble organic, substances, biodegradation of soluble organic, and related DO consumption. The model can simulate sediment oxygen demand (SOD) in a dynamic system after a sudden organic load on the sediment and the flux of both biodegradable and non-biodegradable organic can be predicted. In addition, laboratory experiments were conducted using SOD chambers to investigate the SOD dynamics and sediment material fluxes. The sediment of the batch SOD tests was loaded with fish food at various rates for the sudden organic input. Numerical simulations for SOD and organic fluxes compared well with the experimental measurements. The results demonstrate that the model can be used to predict the effect of sediment pollutants on the water quality of surface waters.