原位注射硝酸鈣修復污染底泥過程中無機氮的遷移與轉(zhuǎn)化.pdf

1、污染底泥作為河道的內(nèi)源污染源，是改善河道水系環(huán)境的重要環(huán)節(jié)。在多種底泥治理技術(shù)中，原位生化修復技術(shù)因其工程量小，修復效果好，受到廣泛的關(guān)注和應用。其中，硝酸鈣在底泥原位生化修復技術(shù)中工程應用最為廣泛。然而，已有研究數(shù)據(jù)表明，投加硝酸鈣后會引起底泥硝態(tài)氮和氨氮的快速釋放，可能會對河道生態(tài)環(huán)境造成一定的影響。因此，有必要對原位注射硝酸鈣修復污染底泥過程中硝態(tài)氮在底泥中的遷移與轉(zhuǎn)化規(guī)律進行研究，以期為原位投加硝酸鈣修復污染底泥技術(shù)的應用改進以

2、及后續(xù)環(huán)境影響監(jiān)控提供參考。
　　本文研究通過使用耙式給藥裝置投加硝酸鈣至底泥，考察硝酸鈣在不同顆粒粒徑分布底泥中的擴散，并分析投藥耙投藥效率；通過小試研究投加硝酸鈣后，生化修復過程中底泥硝態(tài)氮遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律；通過柱實驗模擬各種河道場景，分析向顆粒尺寸分布不同、揮發(fā)性硫化物AVS（acid volatile sulfide）濃度不同的底泥投加硝酸鈣，并考慮不同水位變化的條件下，上覆水的變化及影響。
　　研究結(jié)果表明，使用耙式給

3、藥裝置向底泥注射硝酸鈣溶液，底泥顆粒尺寸大小不同，硝態(tài)氮在底泥中的擴散規(guī)律不同。在投藥24h至48h后可觀察到，在粗砂顆粒粒徑分布的底泥中，藥劑主要集中在垂向斷面上層，水平方向擴散范圍為10cm，投藥效率僅為43％；在粉砂顆粒粒徑分布的底泥中，藥劑主要集中的垂向斷面上層，水平方向擴散范圍為10cm，投藥效率可達到78%；在粉土顆粒粒徑分布的底泥中，藥劑主要集中的垂向斷面中間層，水平方向擴散范圍為5cm，投藥效率可達到80%以上。

4、　　投加硝酸鈣藥劑后，底泥生化修復過程中硝態(tài)氮還原為氮氣的硫自養(yǎng)反硝化過程占硝態(tài)氮總還原量的90%，還原硝態(tài)氮為氨氮的異化反硝化過程僅占5%-10%。進一步探究生化修復過程中硝態(tài)氮的遷移規(guī)律，觀察到底泥AVS濃度越高，由自養(yǎng)反硝化還原硝態(tài)氮為氮氣產(chǎn)生的氣腔驅(qū)動越大，硝態(tài)氮在底泥中越容易表現(xiàn)為向上遷移的趨勢。當?shù)啄郃VS濃度越高、顆粒粒徑越粗，投加硝酸鈣生化修復過程，容易引起底泥硝態(tài)氮、亞硝氮、氨氮的釋放，帶來的環(huán)境風險也越大。此外，相比