黄河包头段分粒级沉积物磷吸附特征研究

论文摘要

本研究以磷在黄河不同粒级沉积物上的吸附特性研究为主线,深入开展了磷在黄河不同粒级沉积物上的吸附动力学和等温吸附特征、环境因素对磷吸附的影响等研究,并探讨和评价了黄河包头段磷的污染现状及沉积物的释磷风险,首次开展了吸附过程中磷的形态转化及再分布研究,为磷的生物有效性、生物地球化学循环及生态风险评价积累了基础数据。本研究取得了如下主要成果和进展:（1）首次开展了吸附过程中磷的形态转化及再分布研究。研究发现,沉积物从水环境中吸附的磷主要迭加在可交换态上。（2）伊利石和绿泥石是黄河包头段沉积物中吸附磷的主要载体;碳酸钙（方解石）通过对该段水环境pH和Ca2+浓度的调节或缓冲作用影响沉积物对磷的吸附。（3）基于模拟实验结果,开展了黄河包头段沉积物释磷风险研究,探讨了水期转换及支流输入对沉积物释磷风险影响作用。（4）模拟了黄河包头段不同粒级沉积物对磷的吸附过程。研究显示,沉积物对磷的吸附动力学过程包括快吸附和慢吸附,0-30min内各粒级吸附速率均较高,此时段的吸附量占平衡吸附量的47%—82%,且不同粒级沉积物对磷吸附的粒度效应明显。（5）Elovich方程是描述黄河包头段沉积物磷吸附动力学的最优方程,Langmuir模型和Freundlich模型均能较好地拟合黄河不同粒级沉积物对磷的等温吸附曲线。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 磷的来源及危害
• 1.1.1 磷的来源
• 1.1.2 磷的危害
• 1.1.3 沉积物中的磷素
• 1.2 研究现状
• 1.2.1 磷吸附
• 1.2.2 影响沉积物中磷吸附的因素
• 1.2.3 磷形态
• 1.3 选题依据及研究意义
• 1.4 研究内容及研究方案
• 1.4.1 研究内容
• 1.4.2 研究方案
• 第二章 研究区概况及研究方法
• 2.1 研究区概况
• 2.2 研究方法
• 2.2.1 样品采集
• 2.2.2 沉积物前处理
• 2.2.3 实验仪器
• 第三章 不同粒级沉积物对磷的吸附特性研究
• 3.1 实验方法
• 3.2 结果与分析
• 3.2.1 分粒级磷吸附动力学特征研究
• 3.2.2 不同粒级沉积物等温吸附特征
• 3.2.3 沉积物矿物组成与磷吸附量的关系
• 3.3 小结
• 第四章 不同粒级沉积物对磷吸附的影响因素研究
• 4.1 实验方法
• 4.2 结果与分析
• 4.2.1 泥沙含量的影响
• 4.2.2 PH的影响
• 4.2.3 温度的影响
• 4.2.4 离子强度的影响
• 4.3 小结
• 第五章 吸附对沉积物中形态磷的影响研究
• 5.1 实验方法
• 5.2 结果与分析
• 5.2.1 黄河包头段不同粒级沉积物磷形态特征
• 5.2.2 各粒级沉积物吸附前后磷含量变化
• 5.3 小结
• 第六章 黄河包头段磷污染现状评价
• 6.1 水域功能和标准分类
• 6.2 黄河包头段磷含量分析
• 6.2.1 干流水体中磷含量
• 6.2.2 支流水体中磷含量
• 6.2.3 风险评价
• 6.3 小结
• 第七章 结论
• 参考文献
• 致谢