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《中国海洋大学》 2013年
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东昌湖沉积物磷形态及吸附释放特征研究

胡秀芳  
【摘要】:湖泊富营养化是我国面临的最大水环境问题之一,而沉积物-水界面磷行为的研究是揭示富营养化机理的重要方面。不同形态的磷、有机质、粒度的分布特征,磷的不同形态之间以及同有机质、粒度的相关性分析是研究的关键环节。另外,沉积物吸附和释放磷是有条件的,它受到多种因素的影响,包括沉积物本身理化性质,如粘土矿物种类和含量、粒径大小和环境条件,如上覆水磷浓度、扰动、溶解氧等。本研究以富营养化的城市浅水湖泊东昌湖为例,以沉积物中的磷为研究对象,通过对沉积物中的磷形态分析及磷吸附释放的室内模拟研究,探讨沉积物磷吸附和释放规律,为治理湖泊富营养化提供技术参考。主要得到的结论如下: 运用SMT(Standards, measurements and testing)法测定了东昌湖沉积物中总磷(TP)、无机磷(IP)、有机磷(OP)、金属氧化物结合态磷(NaOH-P)、钙结合态磷(HCl-P)的含量。其中TP含量为381.37~626.52mg/kg,平均含量为497.76mg/kg。不同形态磷含量大小顺序为TP IP HCl-P NaOH-P OP。TP与不同形态的磷均成正相关,其中与IP、NaOH-P和HCl-P相关性好,而与OP相关性差。 室内模拟试验表明,沉积物吸附磷的动力学过程分为初期的快吸附(前7h)和后期的慢吸附两个过程。热力学等温吸附过程很好地符合Langmuir模型。粘土矿物对沉积物吸附磷能力的影响与粘土矿物性质关系很大,适量掺杂高岭土增加了沉积物吸附磷的能力,随着膨润土掺杂比例的增加,吸附能力逐渐增强,而掺杂沸石降低了吸附磷能力。另外不同粒径沉积物吸附磷试验结果表明,沉积物颗粒越细,对磷的吸附能力也就越强。 上覆水磷浓度,扰动和溶解氧都对沉积物释放磷有一定的影响。上覆水与沉积物磷浓度之间存在浓度差是引起磷释放的先决条件。上覆水为蒸馏水时的磷释放量要明显大于湖水。一定强度内(0~150r/min),磷释放量随着扰动强度的增加而增加,超过一定限值,反而减小。在停止扰动后的沉降过程中,总磷下降幅度要大于可溶性磷酸盐。厌氧条件下,总磷和可溶性磷酸盐释放量要大于好氧和缺氧条件。因此,上覆水控制一定的溶解氧量来抑制沉积物释放磷是可行的。
【学位授予单位】:中国海洋大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:X524

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