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原位覆蓋法對(duì)底泥中磷釋放的影響

2014-07-18 03:29:42朱蘭保盛蒂朱攀
江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) 2014年2期

朱蘭保+盛蒂+朱攀

摘要:通過(guò)室內(nèi)模擬試驗(yàn),考察不同覆蓋材料(煤渣和紅土)對(duì)原位覆蓋法控制底泥中的磷釋放的效果,以及溫度、pH值、水體擾動(dòng)和光照等環(huán)境因子對(duì)原位覆蓋法控制底泥中磷釋放的影響。結(jié)果表明:煤渣和紅土覆蓋層均能有效控制底泥中的磷的釋放,且紅土的控制效果更好。酸性或堿性條件均有利于底泥中的磷向上覆水中釋放,中性條件下的磷釋放量最小;堿性條件比酸性條件更能促進(jìn)底泥中的磷釋放。高溫有利于底泥中磷的釋放。擾動(dòng)強(qiáng)度越大,在相同的試驗(yàn)時(shí)間內(nèi)底泥中磷向上覆水中的釋放量越大;在釋放初期,兩者差異不大,隨著時(shí)間的延長(zhǎng),兩者差異越來(lái)越大。光照對(duì)原位覆蓋法控制底泥中的磷釋放的影響不明顯,相對(duì)來(lái)說(shuō),避光更有利于底泥中磷的釋放。原位覆蓋法可以有效控制底泥中磷向上覆水中釋放。

關(guān)鍵詞:原位覆蓋;底泥;磷的釋放;營(yíng)養(yǎng)鹽

中圖分類號(hào): X52文獻(xiàn)標(biāo)志碼: A文章編號(hào):1002-1302(2014)02-0301-02

收稿日期:2013-07-13

基金項(xiàng)目:安徽高校省級(jí)自然科學(xué)基金(編號(hào):KJ2010B106、KJ2011B088);蚌埠學(xué)院自然科學(xué)基金(編號(hào):2010ZR03);蚌埠學(xué)院優(yōu)秀人才計(jì)劃;蚌埠學(xué)院重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室資助項(xiàng)目。

作者簡(jiǎn)介:朱蘭保(1979—),男,碩士,講師,主要從事環(huán)境質(zhì)量與安全研究。E-mail:zhulanbao@139.com。原位覆蓋技術(shù)是20世紀(jì)70年代后期發(fā)展起來(lái)的,并開(kāi)始應(yīng)用于受污染底泥的修復(fù)。原位覆蓋控制底泥污染是通過(guò)在污染底泥上面鋪放1層或多層覆蓋材料,使底泥與上覆水隔離,從而阻止底泥污染物向上覆水中釋放。它與傳統(tǒng)的底泥受控自然恢復(fù)技術(shù)和疏浚技術(shù)相比具有良好的修復(fù)效果、較小的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)和低廉的成本,是目前具有較好發(fā)展前景的一種底泥污染控制技術(shù)[1-3]。目前,國(guó)外原位覆蓋控制技術(shù)已經(jīng)在水庫(kù)、河口、河道和近海岸等區(qū)域有較廣泛的應(yīng)用[4-5],而我國(guó)采用原位覆蓋技術(shù)來(lái)控制底泥污染還停留在試驗(yàn)探索階段[6-7],并且對(duì)覆蓋材料的選用、覆蓋效果的影響因素和施工技術(shù)缺乏系統(tǒng)的研究。在前期研究[8]的基礎(chǔ)上,本研究以紅土和煤渣為覆蓋材料,通過(guò)室內(nèi)模擬試驗(yàn)研究在原位覆蓋控制技術(shù)下環(huán)境因子對(duì)底泥中磷釋放的影響,以期為地表水體底泥污染物的釋放控制提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

利用抓斗式底泥采樣器采集安徽省蚌埠市珠園富營(yíng)養(yǎng)化景觀水體的表層底泥樣品,送至實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行理化性質(zhì)分析和磷的釋放模擬試驗(yàn),其中pH值為7.34,有機(jī)質(zhì)含量為309%,總氮、總磷、銨態(tài)氮、硝態(tài)氮含量為3 624.41、697.02、340.96、5.57 mg/kg。底泥覆蓋材料為潔凈的煤渣和紅土,用木棒將其碾碎,過(guò)孔徑為0.5 mm的篩子備用。

1.2試驗(yàn)方法

將新鮮底泥均勻地?cái)偲皆? L燒杯底部,使底泥厚度為 4 cm。然后在底泥上面仔細(xì)、均勻地添加煤渣、紅土作為覆蓋材料,控制覆蓋層厚度為4 cm,同時(shí)設(shè)置對(duì)照試驗(yàn)。用虹吸法添加上覆水,上覆水厚度控制為5 cm,加水時(shí)避免沖起覆蓋材料和底泥。每7 d取樣1次,采用堿性過(guò)硫酸鉀消解紫外分光光度法[9]測(cè)定上覆水中的總磷含量。

2結(jié)果與分析

2.1覆蓋材料對(duì)底泥磷釋放的影響

以煤渣和紅土為覆蓋材料,在覆蓋層厚度為4 cm、環(huán)境溫度(T)為20 ℃、上覆水pH值為7.0、溶解氧含量為 6.8 mg/L、避光靜置的條件下,研究底泥中磷向上覆水中的釋放量隨試驗(yàn)時(shí)間的變化而變化的情況,結(jié)果見(jiàn)圖1。

由圖1可知,煤渣和紅土覆蓋層均能有效抑制底泥中的磷向上覆水中釋放。在試驗(yàn)周期內(nèi),上覆水中總磷含量隨時(shí)間推移呈上升趨勢(shì),但隨時(shí)間的推移,上升速率明顯減緩,最終釋放趨于穩(wěn)定狀態(tài)。經(jīng)過(guò)靜置釋放試驗(yàn)后,沒(méi)有覆蓋材料的對(duì)照組上覆水中總磷濃度為1.38 mg/L,分別為覆蓋紅土、煤渣底泥上覆水中總磷濃度的3.94、2.33倍。在前2周試驗(yàn)周期內(nèi),煤渣和紅土2種覆蓋材料對(duì)底泥中的磷釋放的抑制效果無(wú)明顯區(qū)別,從第2周開(kāi)始至試驗(yàn)結(jié)束這段時(shí)間內(nèi),煤渣覆蓋底泥的上覆水中的總磷含量均高于紅土覆蓋。這可能與煤渣粒徑比紅土大,導(dǎo)致煤渣之間存在較大孔隙而使其控制效果差;另外,紅土本身由于具有黏性,在入水后稍微溶解即會(huì)使表面與上覆水接觸的地方尤為緊密,對(duì)底泥能起到密封的效果,所以增強(qiáng)了其對(duì)底泥中磷釋放的抑制作用。總體上看,在試驗(yàn)周期內(nèi)紅土覆蓋對(duì)底泥中磷釋放的控制效果比煤渣覆蓋好。

2.2pH值對(duì)底泥中磷釋放的影響

以紅土(覆蓋層厚度為4 cm)為覆蓋材料,分別調(diào)節(jié)上覆水的pH值為5.0、7.0、9.0,且每天都調(diào)節(jié)維持上覆水pH值的穩(wěn)定,在環(huán)境溫度為 20 ℃、上覆水溶解氧含量為6.8 mg/L、避光靜置的條件下,研究底泥中磷的釋放試驗(yàn),結(jié)果見(jiàn)圖2。

由圖2可知,在試驗(yàn)設(shè)定的時(shí)間內(nèi),隨時(shí)間的延長(zhǎng),不同pH值的上覆水中的磷含量均呈增加趨勢(shì)。在設(shè)定的pH值范圍內(nèi),上覆水pH值對(duì)底泥磷釋放影響較大,在酸性或堿性條件下均能促進(jìn)底泥中的磷向上覆水體中釋放;中性條件下,底泥中磷的釋放量最小。上覆水中磷含量在pH值為 5、9時(shí)分別為0.588、0.819 mg/L,是pH值為7時(shí)的168、2.34倍,因此,堿性條件比酸性條件更有利于磷的釋放,因?yàn)閜H值會(huì)影響磷與底泥的離子發(fā)生交換和吸附作用。在堿性條件下,磷以離子交換為主,使磷酸鹽解析作用增強(qiáng),刺激磷向水體中釋放[10];酸性條件下可能會(huì)刺激微生物,使其活性增強(qiáng),微生物在促使磷轉(zhuǎn)換與有機(jī)磷分解的過(guò)程中產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物會(huì)影響上覆水的pH值,使上覆水的pH值至中性;在中性條件下,水體中的正磷酸鹽主要以HPO42-和H2PO4-的形式存在,容易與底泥中的金屬元素絡(luò)合而被吸附[10]。

2.3溫度對(duì)底泥磷釋放的影響endprint

以紅土(覆蓋層厚度為4 cm)為覆蓋材料,控制其他條件(上覆水pH值7.0、溶解氧含量為6.8 mg/L、避光靜置)不變,將釋放試驗(yàn)裝置分別置于溫度為10、20、30 ℃的環(huán)境體系中(用恒溫水浴鍋保持水溫恒定),研究溫度對(duì)底泥中磷釋放的影響,試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖3。

由圖3可知,在溫度為30 ℃時(shí),磷釋放速度最快,經(jīng)過(guò)7周的釋放后,上覆水中磷的含量為0.647 mg/L,分別為10、20 ℃ 釋放的3.05、1.85倍。因?yàn)闇囟壬呖梢栽鰪?qiáng)底泥中微生物的活性,促進(jìn)生物擾動(dòng)和礦化作用,導(dǎo)致間隙水耗氧增多,使環(huán)境由氧化態(tài)向還原態(tài)轉(zhuǎn)變,有利于Fe3+→Fe2+轉(zhuǎn)化,使Fe3+無(wú)法與磷結(jié)合以磷酸鐵(Fe3PO4)的形式沉積到底泥中,從而促進(jìn)底泥中磷的釋放;另外,生物的活動(dòng)還可使底泥中的有機(jī)態(tài)磷轉(zhuǎn)化為無(wú)機(jī)態(tài)磷酸鹽而釋放。

2.4擾動(dòng)對(duì)底泥磷釋放的影響

河流、湖泊和水庫(kù)等地表水體易受人為擾動(dòng)的影響,為了解水體擾動(dòng)對(duì)原位覆蓋法控制底泥磷釋放的影響,本研究以覆蓋層厚度為4 cm紅土的底泥為研究對(duì)象,控制其他條件不變(T=20 ℃、上覆水pH值7.0、溶解氧含量為6.8 mg/L、避光),設(shè)定不同的攪拌轉(zhuǎn)速(0、100、200 r/min),每天擾動(dòng) 30 min,靜置24 h后取上覆水測(cè)定總磷含量,結(jié)果見(jiàn)圖4。

從圖4可以看出,擾動(dòng)強(qiáng)度越強(qiáng),在相同的試驗(yàn)周期內(nèi)底泥中磷向上覆水的釋放量就越大。在釋放初期,兩者差異不大,隨著時(shí)間的延長(zhǎng),兩者差異越來(lái)越大,經(jīng)過(guò)7周的擾動(dòng)釋放,攪拌轉(zhuǎn)速為200、100 r/min下磷的釋放量分別為靜置時(shí)的2.36、1.99倍。前4周總磷的釋放量緩慢增加,但從第4周開(kāi)始,總磷的釋放速度明顯加快,這是因?yàn)閿_動(dòng)會(huì)使底泥中的顆粒磷再懸浮,增強(qiáng)磷的泥-水界面交換,擾動(dòng)強(qiáng)度越強(qiáng),磷從底泥中的釋放量也就越大。從第5周開(kāi)始磷的釋放并沒(méi)有增加,反而有小幅的減少,這可能是由于擾動(dòng)促進(jìn)了底泥的懸浮,導(dǎo)致上覆水中能夠與磷發(fā)生物理、化學(xué)和生物吸附的顆粒物數(shù)量增加,有利于底泥對(duì)磷的專屬性吸附;同時(shí)也增加了上覆水中磷與這些物質(zhì)的接觸機(jī)會(huì),強(qiáng)化了細(xì)小顆粒物的絮凝與聚集,從而加快了底泥對(duì)磷的吸附與固定。雖然強(qiáng)擾動(dòng)條件會(huì)促進(jìn)底泥中磷向上覆水體中釋放,但與沒(méi)有覆蓋任何材料的對(duì)照相比,最強(qiáng)擾動(dòng)底泥釋磷量?jī)H為對(duì)照的60%。

2.5光照對(duì)底泥磷釋放的影響

以紅土(覆蓋層厚度為4 cm)為覆蓋材料,在環(huán)境溫度為20 ℃、上覆水pH值為7.0、溶解氧含量為6.8 mg/L、避光或有光照的條件下靜置,研究光照對(duì)底泥中磷釋放的影響,結(jié)果見(jiàn)圖5。由圖5可見(jiàn),光照對(duì)原位覆蓋法控制底泥磷釋放的影響不明顯。避光條件下,上覆水中總磷含量略高于光照條件下的含量,相對(duì)來(lái)說(shuō)避光更有利于底泥中磷的釋放。這可能是由于光照會(huì)使底棲藻類生物作用更加旺盛,因此鐵、鋁等結(jié)合態(tài)磷更容易被藻類吸收同化,從而導(dǎo)致鐵、鋁等結(jié)合態(tài)的磷酸根離子的釋放能力相對(duì)較弱,進(jìn)而磷的釋放量也隨之減少。

3結(jié)論

在試驗(yàn)周期內(nèi),煤渣和紅土覆蓋層均能有效抑制底泥中的磷向上覆水中釋放;紅土覆蓋對(duì)底泥磷釋放的控制效果比煤渣覆蓋更好。酸性或堿性條件均有利于底泥中的磷向上覆水中釋放,堿性條件比酸性條件更有利于底泥中磷的釋放;在中性條件下,磷的釋放量最小。環(huán)境溫度對(duì)底泥中磷釋放的影響較大,溫度升高有利于底泥中磷的釋放。擾動(dòng)強(qiáng)度越大,在相同的試驗(yàn)時(shí)間內(nèi)底泥中磷向上覆水中的釋放量越大;在釋放初期兩者差異不大,隨著時(shí)間的延長(zhǎng),兩者差異越來(lái)越大。光照對(duì)原位覆蓋法控制底泥中磷釋放的影響不明顯,相對(duì)來(lái)說(shuō)避光更有利于底泥中磷的釋放。原位覆蓋法可以有效控制底泥中的磷向上覆水中釋放。

參考文獻(xiàn):

[1]朱廣偉,陳英旭,田光明. 水體沉積物的污染控制技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù),2002,21(4):378-380.

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[6]童昌華,楊肖娥,濮培民. 水生植物控制湖泊底泥營(yíng)養(yǎng)鹽釋放的效果與機(jī)理[J]. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),2003,22(6):673-676.

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[8]朱蘭保,盛蒂,葛友成. 原位覆蓋法控制底泥氮釋放的研究[J]. 蚌埠學(xué)院學(xué)報(bào),2013,2(3):29-31.

[9]HJ 636—2012水質(zhì)總氮的測(cè)定堿性過(guò)硫酸鉀消解紫外分光光度法[S]. 北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2012.

[10]李壽泉. 淺析環(huán)境因子對(duì)城市緩流水體底泥磷釋放的影響[J]. 江蘇環(huán)境科技,2007,20(6):13-16.endprint

以紅土(覆蓋層厚度為4 cm)為覆蓋材料,控制其他條件(上覆水pH值7.0、溶解氧含量為6.8 mg/L、避光靜置)不變,將釋放試驗(yàn)裝置分別置于溫度為10、20、30 ℃的環(huán)境體系中(用恒溫水浴鍋保持水溫恒定),研究溫度對(duì)底泥中磷釋放的影響,試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖3。

由圖3可知,在溫度為30 ℃時(shí),磷釋放速度最快,經(jīng)過(guò)7周的釋放后,上覆水中磷的含量為0.647 mg/L,分別為10、20 ℃ 釋放的3.05、1.85倍。因?yàn)闇囟壬呖梢栽鰪?qiáng)底泥中微生物的活性,促進(jìn)生物擾動(dòng)和礦化作用,導(dǎo)致間隙水耗氧增多,使環(huán)境由氧化態(tài)向還原態(tài)轉(zhuǎn)變,有利于Fe3+→Fe2+轉(zhuǎn)化,使Fe3+無(wú)法與磷結(jié)合以磷酸鐵(Fe3PO4)的形式沉積到底泥中,從而促進(jìn)底泥中磷的釋放;另外,生物的活動(dòng)還可使底泥中的有機(jī)態(tài)磷轉(zhuǎn)化為無(wú)機(jī)態(tài)磷酸鹽而釋放。

2.4擾動(dòng)對(duì)底泥磷釋放的影響

河流、湖泊和水庫(kù)等地表水體易受人為擾動(dòng)的影響,為了解水體擾動(dòng)對(duì)原位覆蓋法控制底泥磷釋放的影響,本研究以覆蓋層厚度為4 cm紅土的底泥為研究對(duì)象,控制其他條件不變(T=20 ℃、上覆水pH值7.0、溶解氧含量為6.8 mg/L、避光),設(shè)定不同的攪拌轉(zhuǎn)速(0、100、200 r/min),每天擾動(dòng) 30 min,靜置24 h后取上覆水測(cè)定總磷含量,結(jié)果見(jiàn)圖4。

從圖4可以看出,擾動(dòng)強(qiáng)度越強(qiáng),在相同的試驗(yàn)周期內(nèi)底泥中磷向上覆水的釋放量就越大。在釋放初期,兩者差異不大,隨著時(shí)間的延長(zhǎng),兩者差異越來(lái)越大,經(jīng)過(guò)7周的擾動(dòng)釋放,攪拌轉(zhuǎn)速為200、100 r/min下磷的釋放量分別為靜置時(shí)的2.36、1.99倍。前4周總磷的釋放量緩慢增加,但從第4周開(kāi)始,總磷的釋放速度明顯加快,這是因?yàn)閿_動(dòng)會(huì)使底泥中的顆粒磷再懸浮,增強(qiáng)磷的泥-水界面交換,擾動(dòng)強(qiáng)度越強(qiáng),磷從底泥中的釋放量也就越大。從第5周開(kāi)始磷的釋放并沒(méi)有增加,反而有小幅的減少,這可能是由于擾動(dòng)促進(jìn)了底泥的懸浮,導(dǎo)致上覆水中能夠與磷發(fā)生物理、化學(xué)和生物吸附的顆粒物數(shù)量增加,有利于底泥對(duì)磷的專屬性吸附;同時(shí)也增加了上覆水中磷與這些物質(zhì)的接觸機(jī)會(huì),強(qiáng)化了細(xì)小顆粒物的絮凝與聚集,從而加快了底泥對(duì)磷的吸附與固定。雖然強(qiáng)擾動(dòng)條件會(huì)促進(jìn)底泥中磷向上覆水體中釋放,但與沒(méi)有覆蓋任何材料的對(duì)照相比,最強(qiáng)擾動(dòng)底泥釋磷量?jī)H為對(duì)照的60%。

2.5光照對(duì)底泥磷釋放的影響

以紅土(覆蓋層厚度為4 cm)為覆蓋材料,在環(huán)境溫度為20 ℃、上覆水pH值為7.0、溶解氧含量為6.8 mg/L、避光或有光照的條件下靜置,研究光照對(duì)底泥中磷釋放的影響,結(jié)果見(jiàn)圖5。由圖5可見(jiàn),光照對(duì)原位覆蓋法控制底泥磷釋放的影響不明顯。避光條件下,上覆水中總磷含量略高于光照條件下的含量,相對(duì)來(lái)說(shuō)避光更有利于底泥中磷的釋放。這可能是由于光照會(huì)使底棲藻類生物作用更加旺盛,因此鐵、鋁等結(jié)合態(tài)磷更容易被藻類吸收同化,從而導(dǎo)致鐵、鋁等結(jié)合態(tài)的磷酸根離子的釋放能力相對(duì)較弱,進(jìn)而磷的釋放量也隨之減少。

3結(jié)論

在試驗(yàn)周期內(nèi),煤渣和紅土覆蓋層均能有效抑制底泥中的磷向上覆水中釋放;紅土覆蓋對(duì)底泥磷釋放的控制效果比煤渣覆蓋更好。酸性或堿性條件均有利于底泥中的磷向上覆水中釋放,堿性條件比酸性條件更有利于底泥中磷的釋放;在中性條件下,磷的釋放量最小。環(huán)境溫度對(duì)底泥中磷釋放的影響較大,溫度升高有利于底泥中磷的釋放。擾動(dòng)強(qiáng)度越大,在相同的試驗(yàn)時(shí)間內(nèi)底泥中磷向上覆水中的釋放量越大;在釋放初期兩者差異不大,隨著時(shí)間的延長(zhǎng),兩者差異越來(lái)越大。光照對(duì)原位覆蓋法控制底泥中磷釋放的影響不明顯,相對(duì)來(lái)說(shuō)避光更有利于底泥中磷的釋放。原位覆蓋法可以有效控制底泥中的磷向上覆水中釋放。

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[9]HJ 636—2012水質(zhì)總氮的測(cè)定堿性過(guò)硫酸鉀消解紫外分光光度法[S]. 北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2012.

[10]李壽泉. 淺析環(huán)境因子對(duì)城市緩流水體底泥磷釋放的影響[J]. 江蘇環(huán)境科技,2007,20(6):13-16.endprint

以紅土(覆蓋層厚度為4 cm)為覆蓋材料,控制其他條件(上覆水pH值7.0、溶解氧含量為6.8 mg/L、避光靜置)不變,將釋放試驗(yàn)裝置分別置于溫度為10、20、30 ℃的環(huán)境體系中(用恒溫水浴鍋保持水溫恒定),研究溫度對(duì)底泥中磷釋放的影響,試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖3。

由圖3可知,在溫度為30 ℃時(shí),磷釋放速度最快,經(jīng)過(guò)7周的釋放后,上覆水中磷的含量為0.647 mg/L,分別為10、20 ℃ 釋放的3.05、1.85倍。因?yàn)闇囟壬呖梢栽鰪?qiáng)底泥中微生物的活性,促進(jìn)生物擾動(dòng)和礦化作用,導(dǎo)致間隙水耗氧增多,使環(huán)境由氧化態(tài)向還原態(tài)轉(zhuǎn)變,有利于Fe3+→Fe2+轉(zhuǎn)化,使Fe3+無(wú)法與磷結(jié)合以磷酸鐵(Fe3PO4)的形式沉積到底泥中,從而促進(jìn)底泥中磷的釋放;另外,生物的活動(dòng)還可使底泥中的有機(jī)態(tài)磷轉(zhuǎn)化為無(wú)機(jī)態(tài)磷酸鹽而釋放。

2.4擾動(dòng)對(duì)底泥磷釋放的影響

河流、湖泊和水庫(kù)等地表水體易受人為擾動(dòng)的影響,為了解水體擾動(dòng)對(duì)原位覆蓋法控制底泥磷釋放的影響,本研究以覆蓋層厚度為4 cm紅土的底泥為研究對(duì)象,控制其他條件不變(T=20 ℃、上覆水pH值7.0、溶解氧含量為6.8 mg/L、避光),設(shè)定不同的攪拌轉(zhuǎn)速(0、100、200 r/min),每天擾動(dòng) 30 min,靜置24 h后取上覆水測(cè)定總磷含量,結(jié)果見(jiàn)圖4。

從圖4可以看出,擾動(dòng)強(qiáng)度越強(qiáng),在相同的試驗(yàn)周期內(nèi)底泥中磷向上覆水的釋放量就越大。在釋放初期,兩者差異不大,隨著時(shí)間的延長(zhǎng),兩者差異越來(lái)越大,經(jīng)過(guò)7周的擾動(dòng)釋放,攪拌轉(zhuǎn)速為200、100 r/min下磷的釋放量分別為靜置時(shí)的2.36、1.99倍。前4周總磷的釋放量緩慢增加,但從第4周開(kāi)始,總磷的釋放速度明顯加快,這是因?yàn)閿_動(dòng)會(huì)使底泥中的顆粒磷再懸浮,增強(qiáng)磷的泥-水界面交換,擾動(dòng)強(qiáng)度越強(qiáng),磷從底泥中的釋放量也就越大。從第5周開(kāi)始磷的釋放并沒(méi)有增加,反而有小幅的減少,這可能是由于擾動(dòng)促進(jìn)了底泥的懸浮,導(dǎo)致上覆水中能夠與磷發(fā)生物理、化學(xué)和生物吸附的顆粒物數(shù)量增加,有利于底泥對(duì)磷的專屬性吸附;同時(shí)也增加了上覆水中磷與這些物質(zhì)的接觸機(jī)會(huì),強(qiáng)化了細(xì)小顆粒物的絮凝與聚集,從而加快了底泥對(duì)磷的吸附與固定。雖然強(qiáng)擾動(dòng)條件會(huì)促進(jìn)底泥中磷向上覆水體中釋放,但與沒(méi)有覆蓋任何材料的對(duì)照相比,最強(qiáng)擾動(dòng)底泥釋磷量?jī)H為對(duì)照的60%。

2.5光照對(duì)底泥磷釋放的影響

以紅土(覆蓋層厚度為4 cm)為覆蓋材料,在環(huán)境溫度為20 ℃、上覆水pH值為7.0、溶解氧含量為6.8 mg/L、避光或有光照的條件下靜置,研究光照對(duì)底泥中磷釋放的影響,結(jié)果見(jiàn)圖5。由圖5可見(jiàn),光照對(duì)原位覆蓋法控制底泥磷釋放的影響不明顯。避光條件下,上覆水中總磷含量略高于光照條件下的含量,相對(duì)來(lái)說(shuō)避光更有利于底泥中磷的釋放。這可能是由于光照會(huì)使底棲藻類生物作用更加旺盛,因此鐵、鋁等結(jié)合態(tài)磷更容易被藻類吸收同化,從而導(dǎo)致鐵、鋁等結(jié)合態(tài)的磷酸根離子的釋放能力相對(duì)較弱,進(jìn)而磷的釋放量也隨之減少。

3結(jié)論

在試驗(yàn)周期內(nèi),煤渣和紅土覆蓋層均能有效抑制底泥中的磷向上覆水中釋放;紅土覆蓋對(duì)底泥磷釋放的控制效果比煤渣覆蓋更好。酸性或堿性條件均有利于底泥中的磷向上覆水中釋放,堿性條件比酸性條件更有利于底泥中磷的釋放;在中性條件下,磷的釋放量最小。環(huán)境溫度對(duì)底泥中磷釋放的影響較大,溫度升高有利于底泥中磷的釋放。擾動(dòng)強(qiáng)度越大,在相同的試驗(yàn)時(shí)間內(nèi)底泥中磷向上覆水中的釋放量越大;在釋放初期兩者差異不大,隨著時(shí)間的延長(zhǎng),兩者差異越來(lái)越大。光照對(duì)原位覆蓋法控制底泥中磷釋放的影響不明顯,相對(duì)來(lái)說(shuō)避光更有利于底泥中磷的釋放。原位覆蓋法可以有效控制底泥中的磷向上覆水中釋放。

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