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。     

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.     

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.     

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。     

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.     

水体泥沙污染物起动再悬浮释放的物理过程和影响因素

水流流动、泥沙运动与污染物迁移转化之间存在较强的相互作用,形成了一个彼此紧密联系的综合环境系统.复杂水动力条件使得沉积底泥和悬浮泥沙对水环境的影响体现为一种动态耦合的综合效应.采用室内水槽实验研究了污染物通过底泥的静态扩散释放、泥沙起动再悬浮释放以及随悬浮泥沙的紊动释放3种主要方式进入水体的物理过程.结果表明,底泥沉积物可以依据颗粒特征分为泥质和沙质两种不同的底质;颗粒粒径、孔隙率和初始污染物浓度是决定底泥-水界面污染物静态释放特性的主要因素,并由此建立了沉积物中污染物总量的衰减公式,其衰减时间与污染层厚度、密度以及污染物分配系数正相关.泥沙污染物起动再悬浮释放过程大致上可以分为起动初期,悬浮沉降交替期和悬浮沉降平衡期3个阶段,在后两个阶段水体中污染物固液分配比值先增加后减小.基于质量守恒推导了底泥再悬浮污染物释放量的经验公式,和实验结果对比表明污染物的吸附解吸性质一定程度缓解了其释放的速率.水体中污染物的浓度分布和水流流速分布以及悬浮泥沙浓度分布密切相关,呈现出一致的变化规律.泥沙污染物的分布随着流速的增加在水体垂向上差异也变大,而水体的含沙量越大,泥沙污染物的分布反而越趋向于均匀.     

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.     

东江沉积物-水界面氮素迁移转化的影响因素

对东江东莞河段上覆水及底泥氮素的分布特征进行研究.采用室内土柱模拟实验方法,分析水体中和底泥-水体中氮素的转化过程,探讨环境因素对水体中氮素迁移转化的影响.试验结果表明,东江东莞河段总氮质量浓度范围为2.13~4.48mg/L,硝酸盐氮是主要的污染物存在形态,占总氮的64.9%;沉积物是水体氨氮的源,是酸盐硝氮和亚硝酸盐氮的汇;光照和扰动都能够降低氨氮的质量浓度;温度和初始pH值越高,越有利于氨氮的转化.     

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.     

巢湖十五里河河口沉积物污染特征研究

在巢湖十五里河河口区设置18个采样点,分层采集沉积物样品66个,运用X-Ray衍射法、原子吸收法等对沉积物样本中的总氮、总磷、有机质以及重金属进行测试,并且分析了污染因子之间的相互关系。研究结果表明,沉积物中重金属的污染程度依次为Hg>Cr>Pb>Cu>Cd,具有中等潜在生态危害;沉积物中氮磷比值表明湖水处于富营养化状态,有机物来源于水生植物。     

黄河三角洲湿地植物根区优先流区和基质流区土壤特性分布差异

以黄河三角洲国家级自然保护区典型湿地植物盐地碱蓬根区土壤为研究对象,结合野外染色示踪实验和室内土壤性质测量实验,分析优先流区和基质流区土壤特性的分布差异,加深对湿地生态系统优先流对土壤影响的理解,对恢复湿地植被具有指导意义．结果表明:1）土壤有机碳、有机质、全氮和有效磷质量分数随着土壤深度的增加逐渐减小,土壤水质量分数随着土壤深度的增加先减小后增加,土壤全磷质量分数随土壤深度变化幅度较小．2）优先流区土壤有机碳、有机质、全氮和有效磷质量分数显著高于基质流区,两区土壤全磷质量分数不存在显著性差异．土壤深度为0~20 cm,优先流区土壤水质量分数高于基质流区;土壤深度>20~60 cm,基质流区土壤水质量分数高于优先流区,但差异均不显著．3）优先流区土壤有机碳、有机质、全氮和有效磷呈显著正相关,基质流区土壤有机碳、有机质和有效磷呈显著正相关．      

兰州市南北两山土壤养分空间分布及其影响因子

分析了兰州南北两山土壤有机质、全氮及全磷的空间分布特征并重点探讨了植被类型与坡向、海拔、坡度等环境因子对土壤有机质、全氮、全磷空间分布的影响.研究结果表明:兰州南北两山土壤有机质和全氮空间分布变异非常显著,空间变异系数分别为55.946%,49.597%,而全磷空间分布差异不显著,空间变异系数仅为8.935%.植被类型对土壤有机质、全氮质量分数有重要影响,其中对土壤有机质质量分数的影响达到显著水平.土壤全磷质量分数不受植被类型影响,仅取决于土壤黄土母质.阴坡土壤有机质、全氮、全磷质量分数均高于阳坡的,其中有机质、全氮质量分数差异达到了显著水平;海拔与土壤有机质、全氮、全磷质量分数均呈极显著的正相关性;坡度与土壤有机质、全氮、全磷质量分数呈负相关性,但相关性不显著.     

蒙古国农场与天津郭村耕层土壤性质及微生物数量分布初探

分别对蒙古国第二农场和天津郭村小麦及黄瓜耕层土样的基本性质(酸碱性、含水率、全氮、速效磷、速效钾及有机质)与微生物的数量分布进行测定并比较.结果表明,天津郭村土样仅全氮含量低于蒙古国土样,其余指标均不同程度地高于蒙古国土样.这些结果可为提高蒙古国土壤肥力、改善土壤生态环境提供理论依据.     

不同林分密度华北落叶松人工林土壤养分特征

为了研究不同林分密度华北落叶松人工林土壤养分的变化,以河北省木兰围场内落叶松人工林为研究对象,系统采集了区域内土壤表层及深层样品,采用方差分析、克拉克插值法等分析方法,研究了林分密度对土壤有机质、全氮、全磷质量分数及空间分布的影响.结果表明:该区域0～20 cm土壤有机质、全氮、全磷质量分数最高,分别为65.23,2.99,0.25 g/kg. 40～60 cm土壤有机质、全氮、全磷质量分数最低,分别为25.85,1.79,0.19 g/kg.相同土层深度下,未经人工抚育的样地土壤有机质、全氮、全磷质量分数明显高于其他受到人为干预过的样地,同时,随着林分密度的增加,土壤有机质、全氮、全磷质量分数呈现先增大后减小的趋势.对比3块典型样地空间格局得出,该区域土壤有机质、全氮、全磷的空间相关性较大,表现为在东北方向上占优势.林分密度与土壤养分表现出显著的相关性,华北落叶松表现出一定的异质性空间分布特征.     

退化喀斯特植被不同恢复阶段土壤质量变化

为探讨退化喀斯特生态系统植被恢复对土壤质量的改良效果。本文对花江流域退化喀斯特植被不同演替阶段的土壤的石砾含量、含水量、容重、持水量、孔隙度、pH值、有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮及速效P、K等理化指标进行测定分析。结果表明:植被恢复促进了喀斯特山地土壤pH值降低、控制了土壤pH值的上升。土壤石砾含量随植被恢复而下降;有机质含量随植被恢复而上升。在整个演替的过程中,全氮、全磷、全钾、碱解氮及速效P、K含量随植被的恢复而呈波动变化的趋势;土壤质量的生境变化总体上表现为石沟较高。综合分析表明,研究区植被恢复总体上促进了土壤理化质量的提高。     

沉积物团聚体稳定性和总磷释放特征

沉积物内源磷释放会对水体造成二次污染,研究表明沉积物团聚体的稳定性与水体污染关系密切。以秦淮河石头城的沉积物为研究对象,探究沉积物总磷释放与团聚体稳定性的关系以及影响总磷释放和团聚度的因素。结果表明,不同pH值的上覆水,沉积物总磷释放浓度最大可达0.91 mg·L-1,一定时间内团聚度下降最大幅度为27.27%;沉积物有机质含量越高（1.0%）,总磷释放浓度和团聚度最大下降幅度越小（分别为1.48 mg·L-1和62.84%）,;扰动强度越大（200 r·min-1）,总磷释放浓度和团聚度下降最大幅度越大（分别为2.32 mg·L-1和65.23%）。颗粒内扩散模型和Boxlucasl模型的拟合结果表明沉积物释放总磷过程中,总磷释放量越大,团聚度越小;颗粒物理吸附-解吸作用比沉积物颗粒的扩散作用强;有机质在沉积物释放总磷过程中起着重要作用,且对沉积物团聚度有着重大影响。     

哈尔滨太阳岛月亮湾景区土壤的理化性质

以哈尔滨市太阳岛月亮湾景区内土壤为研究对象,分析开发建设对其理化性质的影响。结果表明:由于人为践踏压实,景区内土壤的通气性不好,持水量小,保水和保肥性差。土壤有机质含量处于2级水平,全氮含量处于4级水平,全磷含量最高处于5级水平。除乔木林地土壤的有机质含量基本正常外,土壤的有机质、全氮和全磷含量明显下降,均低于松花江地区土壤表层的平均含量,影响土壤的物理、化学和生物学活性,降低土壤的供氮能力和不断补充有效磷的可能性。各项指标的变异程度中等,相关性不十分显著。该研究为景区的生态研究、环境保护提供了依据。     

木屑强化生物滞留池对径流中营养物质的长期有效去除

生物滞留设施出水通常含有较多淋出的营养物质,降低了其用作景观水体补充水的价值.采用硬木屑作为生物滞留设施基质的有机成分,以降低基质中的营养物质含量,同时强化设施除氮能力.通过连续2年的现场实验,考察设施出水中污染物的含量及其变化,分析影响设施出水水质的因素,并考察营养物质减少可能造成的对植物生长的影响.结果表明,设施出水中氮(N)和磷(P)均得到有效控制,质量浓度远低于污水再生利用能够达到的出水平均质量浓度.在连续2年的运行过程中,基质中木屑降解淋出量减少,设施出水化学需氧量(COD)和总磷(TP)平均质量浓度下降至10.88和0.08 mg·L~(-1),出水总氮(TN)质量浓度没有明显变化,平均质量浓度为2.72 mg·L~(-1).使用发酵木屑作为基质有机组分可在减少生物滞留设施出水中有机物与营养物质淋出的同时,稳定提供设施脱氮需要的碳源,设施出水可为城市河道提供优质的补充水源.