沸石覆盖层控制水库底泥氮磷释放的影响因素

用模拟实验方法研究了天然沸石活性覆盖层控制底泥氮磷释放的影响因素(如温度、天然沸石厚度以及pH值等),结果表明:1)厌氧状态下,天然沸石覆盖层可以有效地控制总氮和总磷的释放;2)温度越高,底泥总磷的释放量越大,沸石层抑制底泥总磷释放的效果越差;3)天然沸石层厚度与底泥总磷释放相关性不明显;4)温度的高低及沸石层的厚度对沸石层抑制底泥总氮释放的影响不大;5)对上覆水进行酸碱性的调节,有利于提高沸石层对总磷、总氮的控制效果,酸性条件下吸附效果更佳.     

底泥-上覆水界面污染物释放机制的数值模拟

当外源污染受到控制后, 河流与湖泊底泥中的污染物可能会引起上覆水的再次污染. 在上覆水流动不致底泥起动悬浮的条件下, 数值模拟了底泥中污染物在底泥-上覆水界面向上覆水释放的机制. 采用k-ε模型计算了上覆水的湍流流动, 并采用 Darcy 定律描述了多孔介质中的渗流, 这里底泥被看成是各向同性均匀多孔介质; 耦合计算了上覆水和底泥中孔隙水的定常流动, 并基于流场计算结果, 数值计算了非定常溶质迁移扩散过程; 数值研究了平整底泥-上覆水界面以及底泥-上覆水界面为周期性三角状时, 污染物由底泥向上覆水释放的规律. 研究结果表明, 底泥中孔隙水与上覆水的交换是决定底泥中污染物向上覆水释放量的重要因素.     

水库底泥氮释放及其好氧微生物脱氮研究

以丹江口水库为例, 考察水库底泥在不同温度、扰动和曝气等条件下, 总氮、硝氮、氨氮和亚硝氮的释放规律。设置模拟反应器, 探究高效好氧脱氮微生物强化消除水库底泥内源氮污染的效果, 并运用高通量测序技术, 分析高效好氧脱氮微生物对底泥微生物群落结构的影响。结果表明, 温度升高会减少氨氮的释放,增加硝氮和亚硝氮的积累; 水体扰动会加速底泥中氮素释放, 且上覆水中的氮素释放累积量与扰动速度成正比; 溶解氧对底泥氮素释放有显著影响, 曝气处理可以明显地降低底泥中总氮和硝氮的释放及其在水体中的累积。在反应器中底泥–上覆水界面投加高效好氧脱氮微生物Pseudomonas stutzeri (PCN-1)后, 反应器内各种形态的氮素都出现先上升、后下降的趋势; 在反应器运行的第65天, 底泥释放的总氮和硝氮的去除率分别高达75.87%和79.96%, 底泥内源氮污染得到有效的控制。对比投加菌株前后的微生物群落结构, 发现底泥中Proteobacteria, Bacteroidetes和Spirochaetes的相对丰度明显增加, PCN-1强化脱氮处理能够改变底泥的微生物群落结构。     

东洞庭湖底泥的释磷特性

为了研究东洞庭湖底泥的释磷规律,考察了pH值、温度、溶解氧、扰动等环境因子对湖泊底泥中磷释放的影响.研究结果表明,水体pH值在7左右时,上覆水体中磷浓度最小,降低或升高pH值都能使磷浓度增加;环境温度越高,上覆水体中磷浓度也越高,但变化趋势不明显;在相同条件下,厌氧环境时上覆水体中磷浓度是好氧时的5.56倍;而扰动对磷释放的影响仅是有限的短期效应.各影响因素中以溶解氧对底泥释磷影响最为显著.     

水库底泥重金属污染物静态释放规律

 为了探求水库底泥中重金属污染物的释放情况,分别对某水库表层底泥和底层底泥中重金属污染物进行静态释放模拟实验,得到了Cr、Pb、Ni、Zn和Cu 5种重金属的释放浓度曲线,并分析了释放曲线的浓度变化趋势,通过计算得出了重金属污染物的释放速率及年释放量。结果表明,该水库底层底泥中重金属污染物的释放浓度比较低,对上覆水水体水质影响较小;而表层底泥中重金属污染物的释放浓度相对较高,对上覆水水体水质影响较大;5种重金属污染物Cr、Pb、Ni、Zn和Cu在表层底泥中其释放速率和年释放量都要比底层底泥中约高一个数量级。     

固定化微生物对湖塘底泥有机污染的减量化

为研究湖塘上覆水体COD浓度与底泥有机污染物释放之间的关系,采用固定化微生物技术(IM)原位修复湖塘底泥,在实验室模拟条件下通过改变固定化微生物载体柱的设置位置、上覆水溶解氧以及上覆水p H,探讨了IM技术的最佳工艺条件;然后以湖塘水为上覆水,在最佳条件下进行验证实验,了解上覆水及底泥修复情况,并采用GC-MS技术分析修复后沉积物中有机污染物的降解情况。结果表明:最佳工艺条件为:将载体柱设置在泥水交界面,并且上覆水的溶解氧浓度和p H值分别为6 mg/L和7。最佳工艺条件下,经过一个月的原位修复,IM组上覆水水质由劣Ⅴ类变成了Ⅲ类,而对照组为Ⅳ类;同时IM组底泥的总有机质去除率达到33. 4%,并且GC-MS结果显示,与对照组相比经修复,IM组底泥样品中各种类型有机物的浓度均显著降低。     

文思湖底泥污染物覆土缓释可行性研究

通过实验室模拟研究了覆土法对三峡大学文思湖底泥中污染物缓释的可行性.通过监测上覆水体中总氮、总磷和有机质浓度水平监控底泥中污染物释放过程,发现底泥覆土之后上覆水体中总氮、总磷和有机质浓度水平均显著降低,与覆土材料自身向上覆水体释放的氮源、磷源和有机质浓度水平相当.结果表明,覆土可以明显抑制底泥中污染物向上覆水体的释放,因此通过覆土以抑制底泥污染物释放可行.     

轮叶黑藻腐解过程营养物质释放及微生物胞外酶活性变化规律

通过轮叶黑藻腐解模拟试验,分析了底泥和砂石2种基质条件下营养物质释放和微生物胞外酶活性变化特征。结果表明,试验结束时底泥组和砂石组的轮叶黑藻质量损失率分别为64. 62%和62. 15%。植物腐解过程释放的营养物质使得水体溶解氧含量迅速降低,TN、TP质量浓度迅速增加。试验结束时(146 d),上覆水体的水质基本恢复初始水平。水体有机质在56 d以色氨基酸类蛋白质为主,之后逐渐以类富里酸和类腐殖酸类物质为主。植物腐解过程与微生物胞外酶活性具有一定的响应关系,跟水体水质及植物本身的特性相关。纤维素酶、蔗糖酶密切相关(r=0. 70,P0. 05),且受植物TOC和水体TN的影响,过氧化氢酶与水体的DO和EC相关(P0. 05),碱性磷酸酶及脲酶则分别受TP和NH_3-N的抑制调节(P0. 05)。     

城市缓流水体底泥内源磷释放研究现状与展望

城市缓流水体中的底泥是影响水体水质的内污染源，底泥中磷的释放在外污染源控制的情况下会导致到水体的富营养化。本文总结了影响缓流水体底泥中磷释放到上覆水体的机理及各种影响因素，包括水动力条件，水环境条件和底泥环境条件，分析了当前研究的不足，并对后续的研究进行了展望。     

底泥二次污染的研究现状

底泥污染已经成为世界范围内的一个重要环境问题,底泥中的营养盐和污染物在上覆水发生变化时会重新释放再次进入水体形成二次污染,对水质及周围环境造成严重影响.文章综述了底泥中氮、磷、重金属的释放机理、影响因素及一些常用的研究方法.     

泥-水界面微孔曝气对底泥重金属释放潜力的影响

采用自行研发的泥-水界面精准布氧系统研究了微孔曝气对安徽省合肥市南淝河城市重污染河段底泥重金属形态分布以及释放规律的影响.结果表明,微孔曝气明显改变了泥-水界面物理化学环境,增加了上覆水溶解氧(DO)质量分数和pH值,特别是显著提高了表层底泥氧化还原电位(ORP).泥-水界面微孔曝气处理显著改变了表层底泥重金属形态分布特征,显著降低了酸提取态重金属质量分数,而残渣态重金属的质量分数比例均出现不同程度增加.特别是镍(Ni)的形态变化对微孔曝气反应更为敏感,曝气前后残渣态质量分数比例由39.5%上升到55.0%.与对照组相比,在试验初期,泥-水界面微孔曝气处理下底泥间隙水重金属质量分数有所增加,但随着处理时间延长,这种增加效应逐渐减弱,至曝气处理10d以后,底泥间隙水重金属质量分数较对照组均有明显下降,尤其Ni下降更为明显.泥-水界面微孔曝气导致表层底泥中酸可挥发性硫(AVS)减少,但并没有促进底泥中重金属的释放.泥-水界面微孔曝气对底泥重金属生物有效性和释放风险的抑制效应主要归功于上覆水和表层底泥DO质量分数、pH和ORP等理化环境的改变.     

水体污染物在水和底泥中的分布研究现状

污染物进入水体后,经沉淀、吸附、生物吸收等多种途径最终沉积于底泥中并逐渐积累,而沉积的污染物在温度升高、pH改变、扰动、电位改变等等条件的改变又会发生解吸、扩散,重新释放污染上覆水水质.河流底泥与上覆水之间不停地进行着物质交换和能量交换,底泥中的各种污染物质也与上覆水保持着一种吸收与释放的动态平衡.本文主要通过对水体主要污染指标COD、氮磷、重金属、POPs在水和底泥之间的互动关系描述,从而加强对水体污染的本质的了解,以便采取更好的防治措施.     

底泥泥质与污染物释放量的关系

为研究底泥泥质与污染物(TP、TN、COD)释放量之间的关系,采用三峡大学校园文思湖水体底泥进行静水释放实验.结果表明,在本实验条件下,有机质对底泥CODMn的释放有非常大影响;TOC对释放TN有较大的影响;TOC对底泥释放TP影响不大.因此,可以通过调节底泥泥质来抑制湖泊底泥污染物的释放.实验结果可以为文思湖的污染治理提供科学依据.     

采煤塌陷水体温度和pH值对底泥氮磷释放影响

磷释放会引发水体富营养化等一系列环境问题.通过现场采样、室内测试和模拟实验,研究分析了水体不同温度和pH值条件下底泥氮、磷释放的变化特征及其影响机制.研究结果表明:底泥中氮、磷释放的最佳水体温度是15℃,温度过高(≥30℃)或过低(≤5℃)都不利于底泥中氮、磷的释放;pH值对底泥释氮和释磷的影响机制不同,随着pH值的增加(pH=6,8,10)底泥释氮量减小,而释磷量增加.研究成果对采煤塌陷区水体富营养化防控具有一定参考价值.     

添加藜麦对面条食用品质的影响

利用中心组合试验设计研究添加藜麦对面条食用品质的影响规律,在单因素试验的基础上,筛选确定藜麦添加比例(%)和水添加量(g)为主效因子;采用二因素三水平的中心组合试验对主效因子的交互作用进行分析,得出各因素对面条蒸煮后的吸水率、蒸煮损失率、拉伸长度及影响规律;结果表明:面条蒸煮损失率回归模型显著(P0. 05),水添加量(B)对蒸煮损失率有极显著影响(P0. 01);面条吸水性回归模型不显著(P0. 05),各因素对吸水性的影响都不显著(P0. 05);面条拉伸长度的回归模型显著(P0. 05),藜麦添加比例(A)对拉伸长度有极显著影响(P0. 01)。     

锁磷剂对府河底泥磷释放的影响

选用美国新一代锁磷剂SAE,进行了45、90、180g/m2 3种不同剂量的锁磷剂控制府河底泥磷释放的模拟实验研究.结果表明,SAE降低了府河河道底泥上覆水中的总磷(TP)、可溶性正磷酸盐(SRP)、可溶性总磷酸盐(DTP)含量,添加90g/m2和180g/m2 SAE的抑磷率达到80%以上且效果稳定.底泥中向上覆水释放的磷主要来自于可交换态磷(Ex-P)和铁铝结合态磷(NaOH-P),钙结合态磷(HCl-P)含量变化不显著,SAE的添加使得底泥中的磷形态发生了转变,Ex-P和NaOH-P向HCl-P转化,使得稳定态磷占比增大,降低了沉积物磷向上覆水释放的风险.     

氧纳米气泡改性活性炭在河道底泥氨氮治理中的应用

氧纳米气泡改性颗粒物被广泛应用于对污染水体的界面增氧.为研究其对底泥-水界面增氧效果和底泥氨氮污染的修复能力,以活性炭作为负载材料制备氧纳米气泡,采用柱芯培养实验研究氧纳米气泡改性活性炭对河道底泥氨氮去除效果.结果表明:氧纳米气泡改性活性炭的加入将沉积物-水界面(sediment-water interface,SWI)的溶解氧(dissolved oxygen,DO)浓度由0.48 mg/L增加至6.10 mg/L,氧化还原电位(oxidation-reducation potential,ORP)由-34 mV增加至19 mV.利用薄膜梯度扩散技术监测实验期间SWI处氨氮和硝态氮的垂直浓度,上覆水中氨氮的浓度由1.65 mg/L降至0.54 mg/L,去除率为67.3％.沉积物中氨氮浓度由2.75 mg/L降至0.73 mg/L,去除率为37.5％.氨氮的释放通量降低了82.0％.氧纳米气泡改性活性炭既通过界面增氧促进硝化反应,降低了水体中氨氮浓度,也作为覆盖层隔绝沉积物中氨氮与上覆水的接触,降低沉积物中氨氮的释放.研究结果可为覆盖技术和曝气技术联合应用于削减河道底泥氮负荷提供基础数据支持.     

城市河道底泥疏浚深度对氮磷释放的影响

利用苏州市古城区南园河底泥柱状样,研究了不同疏浚深度下,底泥中营养物氮和磷的释放规律.结果表明:不同层位底泥样中氮的质量分数随着沉积深度的增加而减小;底泥中TOC的质量分数及释放量对总氮的累积与释放有较大影响;底泥中氮和磷的释放量与疏浚深度有关,当疏浚深度为5 cm或15 cm时,从泥水界面向水中扩散的氮和磷的通量均较小.     

矿物对黑臭水体氮磷释放抑制及流场仿真模拟

利用片状闽东南麦饭石作为覆盖材料,对受污染底泥进行覆盖并研究其对氮磷缓释的影响,探究不同覆盖量与流速对底泥氮磷污染物的抑制效果.结果表明,当麦饭石的覆盖量达到8 kg·m^-2以上,流速不超过0.1 m·s^-1时,对底泥原位覆盖488 h后上覆水满足Ⅳ类水质标准.研究结果表明麦饭石对氮和磷的吸附过程分别符合Langmuir和Freundlich等温模型;吸附类型分别为单分子层化学吸附和多分子层物理吸附.最后根据污染物的扩散迁移规律建立一种流场-浓度场耦合模型,模型预测的氮磷释放量与实验数据的平均相对误差分别为0.235和0.010,表明该模型对氮磷释放的计算与预测是准确可靠的.     

水库底泥污染物释放模拟研究

通过对底泥主要污染物稳定性实验研究及模型分析,了解底泥污染物释放对水库库区水体水质的影响,为水库底泥处置和底泥污染治理工作提供技术依据和指导性分析。通过对底泥动态释放模拟实验,对底泥中部分重金属Cd、Mn、Zn及TN、P对水体的污染程度进行了分析和预测。其结果表明:底泥中重金属Zn、Cd、Mn的释放速率及年释放量较低,对于库区水体水质影响较小;TN和P的释放速率及释放量较高,对于库区水体水质影响较大。这些结果对确定底泥的处理方案及防止底泥二次污染具有一定的借鉴意义。