佛山水道底泥內(nèi)源氮釋放規(guī)律試驗(yàn)研究.pdf

1、目前富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題是人們面臨的環(huán)境問(wèn)題之一，在外源污染得到有效的控制以后，作為內(nèi)污染源的底泥沉積物的營(yíng)養(yǎng)物釋放引起了越來(lái)越多的關(guān)注。但目前國(guó)內(nèi)外大部分研究都是針對(duì)湖泊沉積物的，而對(duì)于河流尤其是城市河流的研究較少。本文研究各形態(tài)氮在底泥、間隙水和上覆水中的分布特征，并通過(guò)佛山水道底泥氮釋放動(dòng)靜態(tài)模擬試驗(yàn)來(lái)研究底泥內(nèi)源氮的釋放規(guī)律，通過(guò)比較動(dòng)靜態(tài)模擬試驗(yàn)研究擾動(dòng)對(duì)底泥內(nèi)源氮釋放的影響。 通過(guò)實(shí)驗(yàn)分析，取得以下結(jié)論： (1)

2、 佛山水道底泥中的氮以有機(jī)氮(ON)為主，ON平均占總氮(TN)含量的90﹪以上，且各采樣點(diǎn)氮含量的高低分布規(guī)律基本與各采樣點(diǎn)的受污染情況一致，受污染程度較重的采樣點(diǎn)，底泥中的氮含量也較高。 (2) 底泥中的鯪態(tài)氮(NH<,4><'+>-N)與有機(jī)質(zhì)、含水率呈現(xiàn)較好的正相關(guān)關(guān)系，其原因是沉積物中NH<,4><'+>-N主要來(lái)源于沉積物中ON的分解；硝態(tài)氮(NO<,3><'->-N)與沉積物含水率呈較好的正相關(guān)關(guān)系且與NH<,4

3、><'+>-N也呈正相關(guān)性說(shuō)明， NO<,3><'->-N主要由NH<,4><'+>-N來(lái)自上覆水體。 (3) 佛山水道各采樣點(diǎn)間隙水和上覆水中的氮主要以氨態(tài)氮(NH<,4><'+>-N)和ON形態(tài)存在，且間隙水中的總?cè)芙鈶B(tài)氮(TDN)、NH<,4><'+>-N、ON的濃度均遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于上覆水中濃度，可見(jiàn)底泥間隙水中的TDN、NH<,4><'+>-N、ON有強(qiáng)烈的向上覆水體釋放的趨勢(shì)；而間隙水的NO<,3><'->-N、亞硝態(tài)氮(

4、NO<,2><'->-N)濃度低于上覆水中濃度，NO<,3><'->-N與NO<,2><'->-N主要是由上層水向底泥擴(kuò)散。 (4) 佛山水道間隙水中TDN與NH<,4><'+>-N、ON呈正相關(guān)關(guān)系，且與NH<,4><'+>-N呈顯著正相關(guān)，而與NO<,3><'->-N和NO<,2><'->-N呈負(fù)相關(guān)，但相關(guān)性較弱，同時(shí)NH<,4><'+>-N占TDN的16.16～69.75﹪，因此佛山水道間隙水中TDN主要受NH<,4>

5、<'+>-N的控制，并以NH<,4><'+>-N為主要形式向上覆水體釋放；溶解有機(jī)氮(DON)也是間隙水中TDN的主要存在形態(tài)，其對(duì)水體的影響也不容忽視。 (5) 上覆水中TDN與NH<,4><'+>-N、DON呈顯著正相關(guān)，且上覆水體中NH<,4><'+>-N與DON含量較高，由此可知，上覆水體中TDN的變化主要是由NH<,4><'+>-N和DON決定。 (6) 各采樣點(diǎn)動(dòng)靜態(tài)模擬試驗(yàn)上覆水體的TN平衡濃度均為劣Ⅴ

6、類，而NH<,4><'+>-N均為Ⅱ類，由此可知佛山水道底泥TN釋放引起的水質(zhì)污染嚴(yán)重，超過(guò)了水體的自凈能力。擾動(dòng)使得動(dòng)態(tài)模擬試驗(yàn)的上覆水體的TN濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于靜態(tài)模擬試驗(yàn)，且動(dòng)態(tài)試驗(yàn)上覆水體各形態(tài)氮的濃度達(dá)到最高值和平衡濃度的時(shí)間都比靜態(tài)試驗(yàn)要快，因此底泥擾動(dòng)可以加快底泥氮的釋放。 (7) 對(duì)于NH<,4><'+>-N與DON，底泥是釋放的；對(duì)于NO<,3><'->-N與NO<,2><'->-N，在模擬試驗(yàn)初期，底泥是處于吸收

7、狀態(tài)，而到了試驗(yàn)的中后期，NO<,3><'->-N與NO<,2><'->-N的釋放量為正值，原因是上覆水體的硝化作用強(qiáng)烈，硝化速度大于NO<,3><'->-N與NO<,2><'->-N由上覆水體向底泥遷移的速度，使得其釋放量為正值，而并非是底泥中的NO<,3><'->-N與NO<,2><'->-N向上覆水體釋放。 (8) 動(dòng)力擾動(dòng)引起TN的大量釋放，而不一定導(dǎo)致TDN的釋放。因此，在動(dòng)力條件下，氮釋放受控于動(dòng)力擾動(dòng)強(qiáng)度，底泥可