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底泥覆盖对沉积物中磷释放的抑制作用

杨力  
【摘要】:近年来,水体富营养化现象日益严重,并呈恶化趋势。造成水体富营养化的主要因素是氮、磷(特别是磷)等营养盐过度地排入水体,因此,控制内源污染降低水体营养盐浓度是修复富营养化水体的有效手段。 滇池草海水体属于重度富营养化状态,其表层沉积物10 cm内含有磷1318 t,这部分磷在特定条件下可以释放进入水体,因而沉积物是水体中磷的一个重要来源,抑制沉积物中磷的释放对于防控水体富营养化具有重要意义。本文模拟滇池草海环境,研究了草海沉积物中磷释放规律,并且通过比较几种覆盖材料抑制草海沉积物中氮、磷的释放能力,找出了能有效控制草海沉积物内源污染的覆盖材料,并将原位覆盖技术与植被恢复技术相结合,研究了其对底泥中磷释放的抑制效果。具体研究内容和结果如下: 1)研究了滇池草海沉积物中磷的释放规律。结果表明,缺氧条件比好氧条件下沉积物中磷释放量大,并且缺氧条件下(29d)磷酸盐在上覆水和沉积物体系中达到分配平衡的时间显著长于好氧条件下(10 d)。 2)筛选覆盖材料。通过吸附实验,筛选用于抑制底泥磷释放的覆盖材料并对覆盖材料的配比进行了优化。结果表明初始磷浓度为2 mg/L时,吸附达到平衡时,石膏+生石灰,石膏+红壤+生石灰,氯化铁改性高岭土,红壤及河砂对磷的单位吸附量分别为4.72mg/g,4.01 mg/g,1.70 mg/g,1.08 mg/g和0.369 mg/g,因此初始磷浓度为2 mg/L时,覆盖材料除磷能力顺序为石膏+生石灰红壤+石膏+生石灰氯化铁改性高岭土红壤河砂。 3)利用上述5种材料覆盖滇池草海的底泥,比较了不同材料抑制沉积物中磷释放的效果;并进一步通过分层测试研究了覆盖后沉积物中磷的释放情况。统计分析结果表明覆盖材料固磷能力顺序为红壤+石膏+生石灰红壤石膏+生石灰河砂。因此抑制沉积物中磷释放的最优材料是红壤+石膏+生石灰。 4)利用上述固磷能力较强的红壤+石膏+生石灰及红壤覆盖底泥,研究了覆盖材料对沉水植物的影响,以及底泥覆盖和沉水植物联合对沉积物中磷释放的抑制效果。结果表明沉积物上覆盖红壤+石膏+生石灰或红壤后对沉水植物的生长未发现明显影响,底泥覆盖和沉水植物联合作用可有效抑制底泥中磷的释放。


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