湖泊底泥中磷释放的随机动力学模型

本文从随机过程的观点出发，推导出湖泊底泥磷相对释放量概率密度函数的随机微分方程，并给出了相应的定解条件。利用隐式差分法进行求解，分析了磷释放的均方差系数(D)、吸附系数(K1)、解吸系数(K2)及其对磷相对释放量概率函数分布的影响情况。所建立的磷释放随机动力学模型计算结果与实验数据吻合良好。     

洋河水库底泥磷的释放规律研究

本文研究了洋河水库底泥中磷的释放规律。通过调整上覆水的DO、pH、温度等条件，在室内进行静态模拟试验，得到了如下结果：厌氧条件促进底泥无机磷的释放，好氧条件抑制底泥磷的释放，同时还可吸收水体中的磷；弱酸性或弱碱性上覆水条件均促进底泥中磷的释放；随着温度的升高，底泥中无机磷的释放量也随之增加。     

环境因子对南四湖底泥磷释放的影响实验研究

通过室内模拟实验,分析了环境因子(温度、pH、扰动)对底泥内源磷释放的影响及原因.实验表明:温度升高和水的扰动有利于底泥磷的释放;中性条件磷的释放速率较慢,偏酸或偏碱条件都有利于底泥磷的释放.     

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.     

不同芦苇生境下白洋淀底泥磷形态分析研究

该实验采用化学连续提取方法(EDTA方法)分析白洋淀底泥中磷形态，并且该底泥经过芦苇生态滤池的处理。结果表明总磷(TP)浓度高达1597—1860mg／kg，远远超出试验参照的当地土壤中TP的浓度。因此，底泥中的磷很有可能超过水体中的而成为主要的可溶性磷释放源。无机磷在总磷中占到53％—68％，高于有机磷(OP)含量。钙磷(Ca-P)是无机磷的中主要磷形态，占到41％～46％。OP主要以酸可溶性有机磷形态存在，占到总有机磷的65％～95％，酸可溶性有机磷酸盐的释放可能成为导致湖泊富营养化的重要过程。     

底泥疏浚对湖泊内源磷释放的短期效应研究

对大纵湖底泥疏浚的短期效应进行模拟实验,分析了上覆水体的Eh、pH和磷质量浓度随时间的变化规律,以及沉积物中总磷、无机磷、有机磷、铁/铝磷、钙磷等5种形态磷质量比的垂向变化规律。结果表明:底泥疏浚30 cm对上覆水体Eh、pH以及磷浓度控制效果不显著,且沉积物磷形态不是影响沉积物释磷的主要因素。     

底泥氮磷释放的影响因素及控制方法

归纳了溶解氧、pH、温度和水体扰动等因素对底泥氮磷释放速率、释放量等方面的影响,分析各因素的影响机理。介绍了控制底泥氮磷释放的原位修复法和异位修复法,分析了各自的优缺点,原位修复法中的覆盖法及其控制效果,从实验可以看出天然或改性的沸石、方解石和凹凸棒石等物质均能在一定程度上控制底泥氮磷的释放。     

汤河水库底泥COD释放规律试验研究

采用室内模拟方法,研究了汤河水库底泥在不同浓度、温度、pH值、扰动、溶解氧条件下COD的释放特征。结果表明:河水COD浓度较高时,底泥仍会吸附有机污染物,成为有机污染物的"汇";升高或降低原水的温度,COD的释放量增加,所以维持常温可抑制COD的释放;水体pH值为8时有利于水体的稳定;扰动使得COD释放强度增大;贫氧条件可以促进底泥COD的释放。     

河道底泥污染物释放控制试验研究

采用自主研制的环形水槽试验装置,研究了水动力条件下河道底泥的污染物释放特性,开展了原位覆盖和原位固化对底泥污染物释放控制效果的研究。试验结果表明:河道水流速度直接影响底泥污染物的释放特性;底泥随流速逐渐增大分别呈现“未起动”、“少量动”和“普遍动”三种状态。流速小于起动流速时,底泥未起动,上覆水中污染物释放量、浊度与静水条件接近。流速大于起动流速时,底泥大幅起动,上覆水中污染物释放量大幅增加。原位覆盖和原位固化均能有效控制底泥污染物的释放。与未处理相比,原位覆盖后的污染物控制率能达到60％ ～90％,砂层的压重作用避免底泥大规模起动,进而导致上覆水中的污染物含量大幅降低。原位固化后的污染物控制率为97％,但固化会导致上覆水ｐＨ升高使水体呈碱性。     

水源型水库底泥中磷形态及其分布特征研究

以长江下游某水源型水库为例,对水库表层底泥应用淡水沉积物磷形态的标准测试程序（SMT）测定了总磷（TP）、铁铝结合态磷（Fe/Al-P）、钙结合态磷（Ca-P）、无机磷（IP）和有机磷（OP）,分析了各形态磷之间的相关性。研究结果表明：水库总磷含量在652.55～889.78 mg/kg ,表层沉积物中 T P含量的增加主要来自Fe/Al-P部分,其次来自IP和OP部分。OP含量与 Ca-P和 Fe/Al-P的含量均有较好的正相关关系,而Ca-P 与 Fe/Al-P相关性较弱。5个采样点底泥中的铁铝结合态磷含量都低于钙结合态磷,且两者比值都小于0.5,应考虑环境酸化引起的磷释放风险。     

天津滨海盐碱地区水库沉积物磷释放动力学研究

通过磷释放动力学实验,研究了天津滨海盐碱地区水库15个沉积物的磷释放动力学特征,并探讨了沉积物组成对磷释放的影响.结果表明:0～2 h内磷快速解吸,2～12 h内磷出现反复吸附、解吸,12 ～24 h内磷的解吸逐渐达到平衡,达最大磷释放量,15个沉积物对于磷的最大解吸量在8.01～ 12.62 mg/kg之间,不同沉积物之间具有较大差异.拟二级动力学模型可以很好地拟合沉积物磷释放动力学特征.沉积物磷释放动力学参数与沉积物全磷、全铁含量呈极显著正相关,与粘粒含量呈显著正相关,而与全盐量呈显著负相关.因此,天津滨海盐碱地区沉积物磷的释放与沉积物磷含量密切相关,并受全铁、全盐量和粘粒含量等因素的共同影响.     

水体沉积物磷释放及控制

分类介绍了影响水体沉积物磷释放的各种因素,其中主要分析了温度、pH值、溶解氧、沉积物磷形态、水体扰动的影响,认为影响释放的主导因素因地而异。评述了目前较多采用的控制磷释放的措施,包括自然净化、原位固定、底泥疏浚、生态修复、稀释冲刷等,着重分析了前四者的优缺点,认为目前综合利用这些控制技术会取得较好效果,提出最终要以生态学方法来控制磷释放和解决富营养化问题。     

Effects of benthic algae on release of soluble reactive phosphorus from sediments: a radioisotope tracing study

To evaluate the effect of benthic algae on soluble reactive phosphorus(SRP) release from sediments in shallow lakes, experiments on SRP release with and without benthic algae in sediment cores and an experiment on SRP uptake by benthic algae were conducted using the radioisotope(32P) tracing method. The dissolved oxygen(DO) concentration in sediment cores was also investigated. The results show that benthic algae effectively reduce the release of SRP from sediments to overlying water. The uptake of SRP by benthic algae, which is the direct way in which benthic algae affect the SRP release from sediments, is low in filtered water and increases with the SRP concentration. However, in the experiment, the increased uptake rate lasted for a short time(in one hour), and after that it returned to a low rate. Benthic algae make the DO concentration and the oxic layer thickness increased, which can indirectly reduce the SRP release from sediments. These findings indicate that benthic algae can reduce the SRP release from sediments in both direct and indirect ways. It seems that the indirect way also plays an important role in reducing the SRP release from sediments.     

清水下泄河床变形的模型试验及数值模拟

根据清水下泄引起的河床变形过程的模型试验，运用泥沙连续方程，引入了以反映瞬时冲淤量的特征速度概念，导出了推移质输沙的平衡过程方程。再结合水流的圣维南方程、河床变形方程，对试验结果进行了数值模拟。     

Sediment phosphorus characteristics in the clearwater state of Lake Mogan, Turkey

This study examined the vertical distributions of total phosphorus (TP) and phosphorus fractions, and the iron and organic matter, in the littoral sediment in a macrophyte‐dominated, clearwater state in Lake Mogan between September 2005 and August 2006. Benthic macroinvertebrates and total bacteria in the sediment also were determined. No clear seasonal or depth‐related (0–20 cm) patterns were found in sediment concentrations for the measured parameters. The phosphorus release was quantitatively very low, and a negative phosphorus release (–0.132 µg m^?2 day^?1) was measured during the summer months. The TP concentrations of the sediment samples ranged between 675.00 and 1463.80 µg g^?1 dry weight (DW), and the trophic level of the lake was eutrophic. On average, inorganic phosphorus fractions comprised the largest fraction (63%), while organic‐bound phosphorus (Org ≈ P) constituted 37% of the TP in Lake Mogan. The most important phosphorus‐immobilizing factors are high iron content (14 200–47 750 µg g^?1 DW), the sediment's clay content (47.80–51.80%), and an abundance of macrophytes at the sampling station. The low abundance of benthic macroinvertebrates (510–850 individuals m^?2), which depend on sediments with high iron and low organic matter (5.42–13.30%), played a role in the sediment phosphorus retention. Although bacterial abundance in the surficial sediment appeared to be positively correlated to temperature, the overlying water did not experience anoxic conditions, supporting a state in which bacteria were able to retain phosphorus in their cell structures. Long‐term changes in the sediments of Lake Mogan must be monitored lake. In order to optimize the management of the lake, and to determine the longevity of a clearwater state following management measures and continued external phosphorus loading, long‐term changes in the sediments of Lake Morgan must be monitored.     

镧沸石控制人工湖泊沉积物磷释放的试验研究

环境条件的变化会引起沉积物中的磷向上覆水释放,从而引发富营养化。投加镧系钝化剂可以有效控制沉积物中磷的释放。然而,目前应用最为广泛的锁磷剂 Phoslock存在着 La3+释放的风险;此外,由于锁磷剂吸附量较小,形成的钝化剂层较厚,氧气从上覆水向沉积物的传质也会被阻碍。使用具有较大吸附量和较低 La3+释放风险的新型材料———镧沸石作为钝化剂,考察了其对人工湖泊沉积物中磷释放的控制效果。通过等温吸附线和 Langmuir 模型拟合,发现镧沸石对磷的最大吸附量为71. 94 mg /g,是 Phoslock的 7 倍。吸附动力学试验表明,镧沸石对磷的吸附速率较快,0. 5 h 内可以利用 81%的吸附位。磷形态分析发现,镧沸石吸附的磷 85%以上为酸溶态或残渣态磷,说明其与磷的结合具有较好的稳定性。投加镧沸石后,沉积物中磷在 pH 值为 10. 8 时的释放量可以降低 30%;厌氧条件下沉积物中磷的释放可以被镧沸石完全抑制。40 d 模拟钝化试验发现,投加质量百分比1. 65%的镧沸石可以显著降低上覆水中溶解性可反应磷( SＲP) 和总磷( TP) 的浓度,其中 SＲP 浓度的降低幅度大于 TP。模拟钝化试验中,非稳定形态的磷被转化为较为稳定的酸溶态磷和残渣态磷。结果表明,镧沸石在沉积物内源磷控制方面具有良好的应用前景。     

基于零维模型的湖泊底泥释磷强度研究 ——以杭州西湖为例

湖泊底泥释磷时空差异性较大,通过实验手段往往较难获得准确的湖泊底泥释磷强度。以杭州西湖为例,以实测资料为基础,通过构建零维模型对2011年西湖外湖TP全年的变化过程进行反演,得到了外湖各月份的底泥释磷强度,并构建了多维水动力水质数学模型对该释磷强度结果进行了校验。结果表明,采用反演得到的底泥释磷强度结果作为三维数学模型的参数值,模拟得到的2011年外湖TP浓度与实测值吻合较好,说明该底泥释磷结果可信。该方法可为国内其他湖泊底泥释磷强度的研究提供借鉴。     

基于化学条件下静态释放模拟研究太行湖底泥TP分布特征

本文通过分析太行湖底泥中TP的时空分布特征,着重对底泥TP释放进行了室内静态模拟研究,并建立了TP释放速率数学模型,其研究结果可为湖区内源底泥TP污染控制提供参考依据。     

波浪作用下细颗粒泥沙密实起动试验

通过室内水槽试验，描述了波浪作用下细颗粒泥沙的起动现象。在规则波作用下，天然沙和轻质模型沙的起动试验资料表明，天然沙的干重度随淤积历时的增长而增大，且起动时的波高和起动流速随泥沙干重度的增大而增加。电木粉的干重度对起动时的波高和起动流速影响很小。