富营养化水体沉积物中磷的迁移特征和稳定化研究

论文摘要

目前,国内外学者对富营养化水体沉积物原位控制技术越来越重视,但对其相关技术及其机理还没有系统的研究,现阶段还没有得到广泛的应用。本文主要对富营养化湖泊沉积物进行研究,主要考察其富营养化程度；沉积物中磷释放的天然影响因素(包括pH、溶解氧、温度和生物扰动)；人为添加方解石、天然沸石、无机改性沸石、盐酸改性沸石、有机改性沸石对沉积物中磷释放的影响。结果表明在中性条件下释放量最小,酸性条件能促进沉积物磷的释放,碱性条件沉积物磷的释放量最大；厌氧条件能够加速沉积物中磷的释放,而好氧条件下沉积物磷的释放得到抑制；高温能促进沉积物磷的释放；生物的存在加速了沉积物磷的释放。方解石可以有效地抑制沉积物磷的释放,且方解石粒径越小越能控制沉积物中磷的释放；方解石覆盖层厚度增加,对沉积物磷释放的抑制率越高。天然沸石也能控制沉积物磷的释放,随着温度的升高,沉积物磷释放量越大；但随着天然沸石覆盖层厚度的增加,沉积物磷释放量小。氯化钙改性沸石比天然沸石更能抑制磷的释放,氯化钠改性沸石则基本上对抑制率没有影响,它们对沉积物磷的抑制效率依次为：氯化钙改性沸石>天然沸石>氯化钠改性沸石。盐酸改性沸石和方解石混合覆盖层可以有效地控制沉积物中磷的释放。有机改性沸石控制沉积物磷释放的效率要明显高于天然沸石,且覆盖层越厚,对沉积物释放磷的抑制作用越强。天然沸石和方解石组成复合覆盖层比单一天然沸石或方解石覆盖层能更有效地控制沉积物磷的释放。另外研究还表明先覆盖天然沸石后覆盖方解石对沉积物磷释放的抑制率明显高于先覆盖方解石后覆盖天然沸石的。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1.1 研究背景
• 1.1.1 水体富营养化的定义、原因和治理
• 1.1.2 湖泊沉积物
• 1.1.3 湖泊营养物质的内源性释放
• 1.1.4 沉积物-水环境物质交换及其环境效应
• 1.1.5 沉积物-水界面磷的迁移转化和影响因素
• 1.1.6 沉积物磷的形态分析及其生态学意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 水体中磷的迁移转化特征及其影响因素
• 1.2.2 沉积物中磷的分级萃取分析方法
• 1.2.3 利用供氧技术控制沉积物内源性磷的释放
• 1.2.4 原位处理技术控制底泥中污染物的释放
• 1.3 研究目的和意义
• 1.4 研究内容
• 1.5 创新点
• 第二章 实验材料与方法
• 2.1 实验材料和仪器试剂
• 2.1.1 供试底泥
• 2.1.2 主要实验试剂
• 2.1.3 主要实验仪器
• 2.1.4 改性沸石的制备
• 2.2 试验方法
• 2.2.1 水样中磷的分析和测定
• 2.2.2 原沉积物样中磷的形态分析
• 2.2.3 原沉积物中磷释放的影响因素
• 2.2.4 沉积物中磷的固定化研究
• 第三章 结果与分析
• 3.1 沉积物中磷的分布和形态分析
• 3.2 沉积物磷释放的影响因素
• 3.2.1 pH对沉积物磷释放的影响
• 3.2.2 温度对沉积物磷释放的影响
• 3.2.3 溶解氧对沉积物磷释放的影响
• 3.2.4 不同生物含量对沉积物磷释放的影响
• 3.3 投加方解石对沉积物中磷释放的影响
• 3.3.1 不同沉积物磷含量对沉积物磷释放的影响
• 3.3.2 方解石覆投加量对沉积物中磷释放的影响
• 3.3.3 高温条件下方解石覆盖对沉积物中磷释放的影响
• 3.3.4 不同粒径方解石覆盖层对沉积物中磷释放的影响
• 3.4 沸石和改性沸石对沉积物中磷释放的影响
• 3.4.1 投加天然沸石对沉积物中磷释放的影响
• 3.4.2 温度对沸石覆盖层抑制沉积物磷释放的影响
• 3.4.3 无机改性沸石覆盖层对沉积物磷释放的影响
• 3.4.4 盐酸改性沸石和方解石覆盖层对沉积物磷释放的影响
• 3.4.5 有机改性沸石覆盖层对沉积物磷释放的影响
• 3.5 方解石和沸石混合覆盖层控制沉积物中磷的释放
• 3.5.1 天然沸石和方解石混合覆盖层对沉积物磷释放的影响
• 3.5.2 天然沸石和方解石不同组合方式覆盖层对沉积物磷释放的影响
• 第四章 结论
• 参考文献
• 致谢