海河底泥氮磷营养物静态释放模拟研究

海河底泥氮磷污染负荷很高.在分析了海河外环河桥(淡水)、中心桥处水(接近海水)中全氮(TN)、全磷(TP)含量和表层底泥中有机质、TN、TP含量的基础上,采用柱状模拟反应器模拟研究了静态条件下海河底泥N、P释放规律.研究表明,海河外环河桥、中心桥处水体氮磷污染严重.底泥中有机质和TN存在显著相关关系.静态条件下,底泥中氮磷释放有很大差别:原水模拟柱中,无论是外环河桥还是中心桥,上覆水TP浓度都随时间增加而降低,底泥中磷呈负释放;TN浓度变化趋势相同,先降低后略升,总趋势是降低.自来水模拟柱中,外环河桥柱上覆水TP浓度随时间增加而升高,中心桥上覆水TP浓度变化趋势正好相反;TN浓度变化趋势相同,都是随时间增加而升高.高盐度可能会抑制底泥中氮的释放.     

湖泊底泥氮营养释放特征研究

通过模拟培养,研究了底泥氮营养的释放及上覆水体中氮营养的浓度变化特征。结果表明,在扰动下,底泥向上覆水体明显地释放氮营养,而消亡的水华更可以激发底泥中有机氮的释放,底泥中有机氮的矿化释放与沉积到底泥表层的水华量密切相关。释放进入上覆水体中氮首先以铵氮存在,并快速向亚硝氮转化,此后才向硝氮转化。水中铵氮浓度高,存在时间长,是比较主要的氮形态。     

南淝河巢湖入湖区夏季底泥磷营养盐释放通量的估算

[目的]通过采集南淝河进入巢湖河口冲积区的原柱样底泥,实验室控温、动态模拟该区域底泥的磷释放情况,从而估算出夏季该区域底泥磷的释放通量。[方法]将新鲜泥样置于150 mm高的有机玻璃柱中,用不同浓度的磷酸二氢钾溶液作为上覆水,在不同的扰动速度使其循环,并用加热泵控制水箱温度。[结果]扰动对底泥中的磷释放影响较大,且符合动态条件下底泥中磷的释放量大于静态条件下释放量的规律;上覆水中的磷浓度对底泥磷的释放有很大的影响,存在一定的平衡关系。[结论]在夏季,南淝河巢湖入湖区磷释放量为1.07 t/km2。     

溶解氧对河流底泥中氮去除的影响

为探索溶解氧(DO)对河流底泥中氮释放和去除的影响,选择城市污染河流底泥,通过室内模拟不同的DO条件,观察河流上覆水中氨氮、亚硝态氮和硝态氮之间相互转化的规律.结果表明:底泥是主要的二次污染源,氮污染物质以氨氮的形式向上覆水体中释放;DO浓度越低越有利于底泥中氨氮的释放,DO浓度越高水体中氨氮去除越快.同时试验过程中出...     

南淝河入湖区夏季底泥氮的释放通量估算

以巢湖南淝河入湖区为研究对象,估算该区域夏季底泥氮释放通量。采集原柱状底泥样品,控制温度,以扰动强度和上覆水浓度为影响因素进行模拟试验。估算结果表明:巢湖南淝河入湖区夏季氮释放量为0.597 t/km2。     

巢湖十五里河入湖区夏季底泥磷的释放通量估算

[目的]估算巢湖十五里河入湖区夏季底泥磷的释放通量。[方法]以巢湖为研究对象,分别研究静态和动态条件下巢湖十五里河入湖区底泥磷的释放规律,从而估算出该区夏季底泥磷的释放通量。[结果]扰动对巢湖十五里河入湖区夏季底泥磷释放的影响较大,当上覆水磷浓度为0 mg/L时,扰动时磷的释放量是静止时的2.3倍;上覆水磷浓度为0.05 mg/L时,扰动时磷的释放量是静止时的1.3倍,符合动态条件下磷释放量大于静态条件下释放量的规律。夏季十五里河入湖区底泥磷的释放通量相当大,为0.2 t/km2。因此,在外源性磷污染得到控制的条件下,控制底泥中磷的释放才是关键。[结论]该研究为今后底泥疏浚和湖泊富营养化治理提供了理论依据。     

种养凤眼莲条件下pH值对底泥中不同形态磷释放的影响

[目的]种养凤眼莲条件下,通过定期调节上覆水pH值,对底泥中不同形态磷释放的趋势进行研究,为凤眼莲生态修复技术的更广范应用提供科学依据。[方法]采用圆柱型聚氯乙烯(PVC)桶模拟法,通过84 d种养凤眼莲模拟试验,研究底泥中不同形态磷的消减趋势及其对总磷释放的贡献。[结果]凤眼莲生长条件下,随pH值升高底泥总磷释放量呈增加趋势,上覆水总磷浓度减少量呈降低趋势。在弱酸性和中性偏碱条件下,凤眼莲吸收磷是底泥释放磷素的主要去向,分别占底泥总磷释放量的58.9%和69.7%。其中:弱酸性条件下,铁锰螯合态磷(BD-P)是对底泥总磷释放贡献最大的磷形态;中性偏碱条件下,铁铝氧化物结合态磷(NaOH-rp)和聚磷酸盐(NaOH-nrp)是对底泥总磷释放贡献较高的磷形态。而碱性条件下,不同形态磷对底泥总磷释放均呈正贡献,其中:钙磷(HCl-P)和活性磷(NH4Cl-P)对总磷释放的贡献较其他不同形态磷最小。[结论]本试验条件下,提高上覆水pH值对促进太湖底泥总磷的释放效果较为显著。碱性条件下,各磷形态对总磷释放均表现为正贡献;而弱酸性和中性偏碱条件下,不同形态磷对总磷释放的贡献存在差异。     

汤逊湖·南湖及墨水湖底泥沉积物中氮磷的释放特征

在夏季环境下以武汉汤逊湖、南湖和墨水湖的底泥沉积物为目标,采用蒸馏水作为上覆水进行静态释放试验,监测各试验柱上覆水中氮磷营养盐的变化趋势,计算TN、TP的累计释放量,分析湖泊底泥中氮磷营养盐的释放规律。结果表明,各湖泊底泥样本向上覆水中释放的氮主要以NO₃^--N的形式存在;墨水湖底泥向上覆水中释放的氮最多,南湖底泥向上覆水中释放的磷最多。3个湖泊的底泥向上覆水释放的氮磷总量仅占底泥氮磷总量的极少部分,说明汤逊湖、南湖和墨水湖底泥均具有较大的氮磷释放潜力。     

不同土地利用方式下水塘底泥氮磷和重金属的积累及释放特性

为了解不同土地利用方式下水塘底泥污染物的积累与释放特性及对水塘水质的可能影响,采用底泥全量化学分析、间隙水水质分析、水可溶性组分分析和水柱培养试验等综合方法研究了4个具不同土地利用特点的小型水塘底泥中氮磷和重金属等污染物的垂直分布规律及其释放特点.结果表明,不同土地利用方式下水塘底泥中氮、磷和重金属含量有较大的差异,底泥中全P和全N含量:水产养殖区>上业生活混杂区>生活区>农业区;底泥中重金属含量:工业生活混杂区>水产养殖区>生活区>农业区.底泥上层全磷、全氮、重金属全量一般高丁下层,表明近年来底泥中污染物的积累呈增加趋势.但底泥中对水质起关键作用的水溶性氮、磷和重金属浓度并不一定随底泥深度增加而下降,间隙水中NH4-N的浓度一般随深度而增加,大部分底泥间隙水中磷和重金属浓度峰值出现在底泥中下层.水柱培养试验也表明,清淤(移去底泥上层)不一定能有效改善水质.     

酸碱度对山地农村沟渠底泥营养盐动态迁移的影响

  目的  酸碱度是影响沟渠底泥营养盐迁移释放的关键性因子。探究不同pH条件下山地农村沟渠底泥营养盐释放迁移的动态变化,为农村生态环境治理提供理论依据。  方法  采集滇池流域典型山地农村沟渠底泥,通过室内模拟实验测定未灭菌与灭菌处理下不同pH (5.5、7.5、9.5、11.5)条件的底泥、上覆水中营养盐含量,估算底泥-水界面营养盐释放通量。  结果  底泥中总氮质量分数随着pH升高而减少,未灭菌组强碱性(pH 11.5)和酸性(pH 5.5)条件下总氮释放通量分别是对照(pH 7.5)的8和4倍,灭菌组均为对照的2倍。上覆水中溶解性总磷质量浓度和释放通量随pH升高而增加,未灭菌组强碱性(pH 11.5)和弱碱性(pH 9.5)条件下溶解性总磷释放通量分别是对照的12和4倍,灭菌组分别是对照的30和15倍;未灭菌组溶解性总磷释放通量高于灭菌组。冗余分析表明:酸性条件促进底泥中钙结合态磷(Ca-P)的释放,碱性(pH≥9.5)条件促进总氮、总磷和铁铝结合态磷(Fe/Al-P)的释放,中性(pH 7.5)条件对底泥中氮/磷释放影响较小。  结论  碱性(pH≥9.5)和酸性显著促进山地农村沟渠底泥中氮磷营养盐释放,中性条件下释放量最小。底泥灭菌处理降低了不同pH下的微生物活性,阻碍山地农村沟渠底泥中氮磷向上覆水体迁移释放。图6表1参36     

缢蛏扰动及排氨作用对上覆水氮营养盐含量和通量的影响

底栖生物的扰动及排泄等生命活动会影响沉积物-水界面营养盐含量与迁移状况。采用室内模拟培养缢蛏的方法,在23℃、盐度22、pH=8的环境条件下,设置低、中、高密度3组以及对照组,进行为期25 d的室内模拟实验,每隔5天采集上覆水进行氮营养盐组分含量和通量的测定,探讨缢蛏扰动及其排氨作用对上覆水中氮营养盐的影响。结果表明,缢蛏扰动促进了上覆水中氨氮(NH₄⁺)、硝态氮(NO₃^-+NO₂^-)含量的增加,随着缢蛏投放密度的增加,NH₄⁺含量呈现明显的增大趋势,而NO₃^-+NO₂^-含量先增加后降低。NH₄⁺通量为-0.195~0.273 mmol/(m²·d),即沉积物中的氨氮向上覆水中释放,NO₃^-+NO₂^-通量为-0.554~0.038 mmol/(m²·d),表明沉积物从上覆水中吸收硝态氮。考虑到缢蛏代谢排氨的影响,用排氨数据校核氨氮含量,尽管NH₄⁺含量有小幅降低,但随时间的变化趋势不变。另外NH₄⁺通量在实验初期变化较大,从沉积物向上覆水释放转变为上覆水中NH₄⁺向沉积物迁移,随后趋于平稳,变化不明显。因此,缢蛏的扰动促进了沉积物与上覆水之间氮营养盐的交换,其中排氨作用在实验前期对通量的影响较大,随时间的推移排氨作用的影响逐渐降低。     

pH值对白洋淀沉积物氮磷释放的影响

[目的]研究白洋淀水体在不同pH值条件下沉积物-水界面氮磷营养盐交换规律,为白洋淀富营养化的治理提供技术依据。[方法]利用实验室静态模拟法,在沉积物柱状样上方加入一定pH值的上覆水,每天测定水中总氮、氨氮、总磷、总可溶性磷的浓度,并计算各营养盐的释放速率。[结果]中性条件下,总氮、总磷的释放速率最小,分别为33.08和-1.21 mg/(m2.d);酸性和碱性条件下,氮磷释放速率都有所增加,尤其是强酸和弱碱性水体中总氮释放速率分别为53.56和57.11 mg/(m2.d),明显地促进了氮的释放;强酸和强碱性条件下,总磷释放明显,尤其强碱性条件下其释放速率倍增,为3.39 mg/(m2.d),而强酸和弱碱性水体中其释放速率分别为1.13和0.18 mg/(m2.d)。研究结果还显示,不同pH值下,总氮与氨氮、总磷与总可溶性磷的累积释放量有显著相关性。[结论]pH值对沉积物-水界面氮磷营养盐的交换有显著影响,酸、碱水体都会促进沉积物中氮磷的释放,控制水体的酸碱度能有效抑制沉积物对水体的二次污染。     

光照强度对三峡库区消落区土壤水界面可溶性硅和无机氮释放的影响

通过模拟淹水试验,研究了三峡库区消落区土壤(石灰性紫色土、沉积物、水稻土)可溶性硅和无机氮的释放规律及光照强度的影响.结果表明:光照能加速底栖微生物对NH4+-N的硝化以及摄取,从而使NH4+-N的消耗量增大,含量降低,从而使NO3--N浓度增大,含量升高.光照能刺激上覆水中硅藻的光合作用,加速其生长,使硅藻直接摄取更多的可溶性硅,从而使水体中可溶硅浓度下降.     

疏浚对影响上覆水体自净能力的研究

分别在已疏浚和未疏浚河道底泥的影响下，考察了上覆水体自净系数——BOD减少速度系数和COD减少速度系数，以比较疏浚对于改善水体自净能力的效果。实验发现，疏浚前后，底泥向上覆水体释放污染物的规律虽然有所不同，但是释放通量均较大，严重影响上覆水体水质。若疏浚深度不足以疏浚掉大部分受污底泥，则疏浚对于抑制底泥影响上覆水体水质的效果不理想。     

滇池水体沉积物磷素特征及其对藻类的影响

为揭示在外源磷得到控制的情况下,滇池沉积物磷在适宜条件下释放特征及其对藻类的影响,采用室外模拟方法,研究滇池沉积物与上覆水中的磷素特征,探索沉积物磷释放对藻类的影响。结果表明：上覆水下层水中各形态磷（总磷、可溶性磷、正磷酸盐）含量高于上层水;沉积物中磷素形态以钙结合态磷和有机磷为主,向水体释放贡献最大的是铁铝结合态磷和有机磷;水中正磷酸盐与水中叶绿素a含量呈正相关关系,正磷酸盐含量升高显著加剧水体富营养化;沉积物中可交换态磷含量与水体叶绿素a呈极显著正相关,沉积物磷释放是藻类生长的最主要内源负荷。研究表明,控制水体中的正磷酸盐和沉积物中铁铝结合态磷的浓度以及限制有机磷的转化和矿化是控制藻类的有效措施。     

哈素海表层沉积物中内源磷的释放研究

以浅水湖泊哈素海为研究对象,开展了上覆水质、温度、pH、溶解氧、扰动和光照等环境要素对湖泊沉积物内源磷释放的影响试验研究.结果表明,温度升高、碱性条件、厌氧和强烈的扰动作用等均有利于内源磷的释放.而照度则间接地限制了沉积物释磷对上覆水中磷浓度的影响.HSH-2、HSH-5和HSH-6等3个站位TP的最大释放量在自然光照条件下分别为1.53、1.39和1.27mg·kg-1,避光条件下分别为1.77、1.52和1.52 mg·kg-1;静置条件下分别为1.42、1.38和1.68 mg·kg-1,R=60 r·min-1时分别为1.75、1.50和2.00mg·kg-1,R=120 r·min-1时分别为2.52、2.64和4.02 mg·kg-1;在pH=11时释放量最大,分别为10.82、6.83和16.68 mg·kg-1.各环境因子中,以pH和扰动对哈素海沉积物内源磷的释放影响最大.哈素海为浅水湖泊,在湖水咸化程度逐渐增高的条件下,将会导致湖泊沉积物内源磷的大量释放,从而将进一步加剧水体的富营养化.