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环保陶瓷滤球与沉水植物联合处理沉积物磷的试验研究

寇丹丹  
【摘要】:随着外源磷污染基本受到控制,内源磷污染对湖泊富营养化的影响日趋显得重要。为控制沉积物磷对湖泊的污染,恢复沉水植物是很有效的一种手段。环保陶瓷滤料对沉积物磷也有一定的吸附效果。本试验结合国家“十一五”水专项—杭州西湖湖西区水生植物群落优化示范工程,分别考察了环保陶瓷滤料及沉水植物(菹草、苦草、金鱼藻)对沉积物磷的去除情况,并试图将二者联合起来增强去除效果,但试验结果显示,铺设滤料后对沉积物磷的去除率均有明显的下降。具体试验结果如下: 1.温度、pH值、搅拌时间等对沉积物磷的释放都有一定的影响。释放量随着温度的升高而升高;在中性条件下,释放量最少,pH值升高或降低都使去除率迅速升高,可能此时较稳定的Fe/Al-P转化为易释放的闭蓄态磷及有机磷;搅拌使沉积物与水充分混合,有利于磷的释放。 2.环保陶瓷滤料对沉积物磷的吸附量与滤料的投加量成正相关关系。该吸附过程也受温度、pH值、搅拌时间的影响,其中pH值的影响最大。温度在40℃左右时,吸附效果最佳,温度升高会抑制滤料对Ca-P的吸附,促进对Fe/Al-P的吸附;酸性条件下的吸附效果明显优于碱性条件下的,在pH值为1时,TP的去除率高达66.88%。酸性条件有利于Ca-P的释放,因为此时Ca-P的溶解度会增大,而碱性条件下Fe/Al-P的释放量会增加;搅拌使沉积物与水、沉积物与滤料充分接触,有利于滤料对磷的吸附及其自身的释放。 3.沉水植物由于其自身的生长需要吸收沉积物中的磷,另外,还能通过对环境因子(如溶解氧、pH等)的改变来影响沉积物磷的去除。种植沉水植物后,由于植物的光合作用,导致溶解氧增大,pH值升高。 4.菹草、苦草、金鱼藻均能有效的去除沉积物中的磷,金鱼藻去除效果最好且其适应环境的能力最强。菹草和苦草对Ca-P的利用率较高,而且在菹草和苦草的作用下部分Ca-P还能转化为Fe/Al-P,而金鱼藻对Fe/Al-P的利用率相对较高。 5.铺设2cm、4cm厚的滤料后,三者对沉积物磷的去除率均明显下降,金鱼藻略高。可能原因有:在上覆水呈碱性的条件下,滤料对磷的吸附性甚微;滤料的铺设抑制了沉水植物的生长,使其对磷的吸收减少;滤料的铺设阻碍了沉积物中的磷向上覆水的转移。 6.滤料的铺设并不能增加沉积物磷的释放,反而通过抑制沉水植物的生长及阻碍磷向上覆水的转移对其释放起到抑制作用。所以种植金鱼藻来去除沉积物中的磷是很好的选择,其适应性强,去除率高,而且还有很好的景观效果。


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