滇池沉积物内源磷释放初步研究

沉积物内源磷释放是湖泊富营养化重要的污染来源。本次研究在滇池20个采样点进行了原状柱状沉积物样品的采集。分析测试了分层沉积物样品的总磷、总氮、总有机质含量，揭示了滇池全湖沉积物中营养组分的含量特征和分布规律。为估算沉积物磷释放的通量水平和初步解释滇池磷释放的主要作用机制，现场提取出了沉积物间隙水，并分析了间隙水以及采样点湖水中溶解总磷、溶解磷酸盐和溶解有机磷的含量，根据实测运用费克扩散定律计算了沉积物-水界面之间磷的交换通量。同时对代表性样点进行了原样沉积物柱磷释放的实验室模拟。通量计算和模拟实验的结果表明，滇池沉积物具有较强的向水体的释磷能力，全湖沉积物平均磷释放通量为0．095mg／cm^2／a，沉积物磷释放成为全湖磷负荷的重要部分。实验数据相关性分析表明，滇池表层沉积磷活化释放的主要机制是表层沉积物有机质矿化降解，有机磷分解形成的浓度梯度驱动了溶解磷从沉积物向水体扩散。     

南阳湖和微山湖表层沉积物磷负荷及吸附、释放特性

对南阳湖和微山湖表层沉积物磷负荷的研究结果表明,南阳湖和微山湖的Qmax分别为112.76mg/kg和93.91mg/kg,在48h沉积物对磷的吸附基本都达到了平衡。对磷吸附特性以及释放过程中磷形态转换等方面进一步分析发现,TQmax为NAP和Qmax之和,在吸附过程中,m不仅体现的是对外来磷的吸附效率,还应当包含对本身释放磷的再吸附的效率。两个湖泊沉积物磷释放过程中存在着磷形态不同程度的转化,其中NH4Cl-P、BD-P和HCl-P在沉积物中的含量减少,表现为释放,而NaOH-P的含量却有所增加,但NaOH-P增加的量要小于NH4Cl-P、BD-P和HCl-P减少的量。除了以上四种无机磷之间的相互转化之外,还存在着其它形态磷的转化关系。     

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La~(3+)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La~(3+)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p H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。     

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。     

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.     

什刹海沉积物磷释放特性的初步研究

以北京城市中心区的什刹海为研究对象,通过室内模拟试验,探求了春季西海、后海沉积物中磷的释放情况,并计算出沉积物中磷的释放量,为湖泊富营养化防治提供依据.     

水库沉积物氮磷释放通量及释放规律研究

在现场调查的基础上,采集了产芝水库深度为20cm的底泥。通过室内柱状试验,研究了不同温度和不同水动力扰动条件下沉积物的氮磷释放通量和释放规律。结果发现,在温度和水动力联合作用下,氮磷释放通量具有一定的规律性。在试验初期,氮磷快速释放达最大值,之后释放缓慢趋于平衡;在同一温度下,随着扰动强度的增大,释放通量增大;且静态与动态释放之间,存在明显分化,温度越低分化越明显;释放后期,温度的影响处于强势地位。在以上试验的基础上,建立了氮磷释放通量与释放时间之间的关系式,研究结果可为产芝水库富营养化治理提供科学依据。     

产芝水库沉积物氮磷释放通量及释放规律研究

在现场调查和钻探的基础上，采集了产芝水库深度为20cm的底泥。通过室内柱状试验，研究了不同温度和不同水动力扰动条件下沉积物的氮磷释放通量和释放规律。结果发现，在温度和水动力联合作用下，氮磷释放通量具有一定的规律性。在试验初期，氮磷快速释放达最大值，之后释放缓慢趋于平衡；在同一温度下，随着扰动强度的增大，释放通量增大；且静态与动态释放之间，存在明显分化，温度越低分化越明显；释放后期，温度的影响处于强势地位。在以上试验的基础上，建立了氮磷释放通量与释放时间之间的方程式，研究结果为产芝水库富营养化治理提供科学依据。     

洱海沉积物磷的化学赋存形态研究

本文对洱海沉积物磷的含量、空间分布以及沉积剖面上沉积磷的化学赋存形态进行了研究。结果发现，洱海表层（5cm）沉积物中总磷的含量范围为736．40～1602．50mg／kg，平均为964．60mg／kg；北部湖区高于南部，弥苴河是湖泊的主要磷来源；洱海沉积物中各形态磷的含量高低顺序为：钙结合态磷，碎屑态磷，有机态磷，铁结合态磷，吸附态磷，磷形态的剖面变化反映了埋藏作用对沉积磷的强烈改造作用。     

升钟湖冬季氮和磷内源静态释放风险初探

为探究升钟湖冬季氮和磷的内源静态释放风险及释放规律,于2018年冬季在升钟湖湖区设置了15个采样点,采集了各样点的水样和沉积物样品,测定了水体常规理化指标及沉积物间隙水氮、磷含量,并进行了沉积物氮、磷室内模拟静态释放试验。结果表明：(1)升钟湖沉积物间隙水总氮(TN)含量在1.846～5.293 mg/L之间,氨氮(NH₄⁺-N)是主要形态,含量在0.437～3.603 mg/L之间,硝态氮(NO₃^--N)次之,含量在0.545～1.452 mg/L之间,各形态氮、磷具有较为明显的空间分布差异。(2)升钟湖沉积物间隙水总磷(TP)含量在0.194～0.561 mg/L之间,其中溶解性正磷酸盐(PO₄^3--P)含量在0.029～0.417 mg/L之间。(3)升钟湖在冬季存在氮和磷的内源静态释放,相对而言,磷的释放风险更大,释放规律更加明显,而氮的释放主要是通过硝态氮(NO₃^--N)的形式进行,基本不进行氨氮(NH...     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。