典型小河流不同水力特征區(qū)沉積物氮磷污染及吸附—解吸特征模擬——以巢湖十五里河為例.pdf

1、本文以合肥市典型小河流水體——十五里河為研究對(duì)象,在對(duì)不同水力特征區(qū)沉積物及間隙水氮磷含量分析測(cè)試的基礎(chǔ)上,解析沉積物與間隙水剖面的氮磷形態(tài)分布和表層沉積物氮磷吸附-解吸特征,并對(duì)間隙水剖面的氮磷營(yíng)養(yǎng)鹽濃度進(jìn)行模擬擬合;通過(guò)實(shí)驗(yàn)室栽種水生植物實(shí)驗(yàn),初步揭示水生植物生長(zhǎng)對(duì)上覆水和沉積物氮磷形態(tài)變化的影響。
　　主要內(nèi)容及成果如下:
　　(1)通過(guò)對(duì)不同水力特征區(qū)沉積物及間隙水理化指標(biāo)的分析測(cè)試,剖析不同水力特性對(duì)沉積物及間隙水

2、氮磷營(yíng)養(yǎng)鹽的影響。結(jié)果表明,不同水力特征區(qū)營(yíng)養(yǎng)物含量差異明顯,其中平直河道區(qū)(ZD)沉積物TN、TP含量明顯低于其它水力特征區(qū),彎道沖刷區(qū)(CS)和河岸坍塌區(qū)(TT)間隙水的NH4+-N、NO3--N和PO43--P濃度相對(duì)較低,且垂直剖面的變化相對(duì)較弱;而在植物生長(zhǎng)區(qū)(ZW),各項(xiàng)指標(biāo)垂直剖面變化都較為顯著但規(guī)律性不強(qiáng);不同水力特征區(qū)沉積物中的氮磷濃度和間隙水中氮磷存在一定的相關(guān)關(guān)系,且NH4+-N、NO3--N源/匯關(guān)系基本都具有很

3、好的一致性,而PO43--P的規(guī)律性較差。除植物生長(zhǎng)區(qū)(ZW)外,其它水力特征區(qū)間隙水中的NH4+-N、NO3--N和PO43--P濃度在垂直剖面上基本都可以由指數(shù)函數(shù)y=exp(a+bx+cx2)模擬和擬合。
　　(2)沉積物對(duì)于氮磷的吸附動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)顯示,沉積物吸附分為快吸附和慢吸附兩個(gè)過(guò)程。氨氮的快吸附發(fā)生在前10min,2h后達(dá)到吸附平衡。而磷酸鹽吸附則要慢很多,快吸附集中在前4h,在72小時(shí)后吸附達(dá)到平衡,吸附量隨時(shí)間的變

4、化符合常用的Lagergren一級(jí)吸附速率方程。沉積物對(duì)于氮磷的吸附熱力學(xué)實(shí)驗(yàn)表明,不同水力特征區(qū)沉積物對(duì)氨氮的熱力學(xué)吸附符合線性回歸方程,擬合相關(guān)系數(shù)均達(dá)到0.93以上;同樣,在低濃度條件下,沉積物對(duì)磷酸鹽的吸附也符合線性回歸方程,高濃度下沉積物的吸附可以利用交叉型Langmuir吸附等溫式擬合,擬合效果明顯,相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.90以上。
　　(3)植物在生長(zhǎng)過(guò)程中對(duì)上覆水-沉積物體系基本理化參數(shù)和氮磷形態(tài)具有顯著影響。在植物生長(zhǎng)