本文關(guān)鍵詞：熱處理凹土對(duì)湖泊底泥磷鈍化效果與影響因素研究

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【摘要】：大量研究發(fā)現(xiàn),在湖泊外源性磷得到有效控制后,湖泊富營(yíng)養(yǎng)化問題仍可持續(xù)數(shù)年。這是由于湖泊底泥內(nèi)源性磷可持續(xù)釋放補(bǔ)充到上覆水體中。因此,控制底泥磷的釋放被認(rèn)為是解決湖泊富營(yíng)養(yǎng)化問題的根本,而通過向底泥添加或薄層覆蓋磷鈍化劑是解決這一問題的常見方式。本研究采用前期選擇的廉價(jià)的熱處理富鈣凹凸棒(簡(jiǎn)稱凹土)為依據(jù),研究不同劑量材料鈍化后底泥對(duì)水體中磷的吸附特征以及磷的供應(yīng)潛力,同時(shí)評(píng)價(jià)了材料添加的生態(tài)安全性；借助自主研發(fā)的Y型再懸浮發(fā)生裝置,研究了風(fēng)浪擾動(dòng)對(duì)鈍化表層底泥穩(wěn)定性及磷控制效力的影響。批處理實(shí)驗(yàn)表明,添加熱改性凹土?xí)@著增強(qiáng)底泥對(duì)磷的固持能力和吸附速率,其中5%～20%的材料添加會(huì)增加底泥的磷最大吸附量1.5～2.0倍,吸附速率增加1.7～3.7倍,材料添加后的底泥具有較強(qiáng)的抗干擾能力,其中pH值、NO3-以及HCO3-對(duì)磷的吸附干擾作用明顯減弱,而SO42-和SiO32-依然會(huì)對(duì)添加材料的底泥產(chǎn)生較大的影響�；诒∧U(kuò)散技術(shù)研究發(fā)現(xiàn),添加材料可明顯降低底泥中磷的供給能力,并能增強(qiáng)底泥中磷的穩(wěn)定性。磷形態(tài)分析表明,材料添加可以將可移動(dòng)磷轉(zhuǎn)化為鈣磷(Ca-P)或殘?jiān)鼞B(tài)磷,增加了底泥中惰性磷的比例,由此會(huì)顯著降低底泥磷向上覆水體的釋放。慢性毒性實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,添加熱改性凹土?xí)黾映练e物的pH值,但是在適當(dāng)?shù)耐都恿糠秶鷥?nèi)不會(huì)對(duì)底棲生物產(chǎn)生毒性影響。再懸浮模擬擾動(dòng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,添加熱改性凹土和鎖磷劑(Phoslock)兩種鈍化劑均可增強(qiáng)表層底泥的抗風(fēng)浪擾動(dòng)能力,且可顯著降低上覆水體中可溶性磷(SRP)的含量,其中表層底泥的侵蝕深度以及上覆水體中SRP含量均與風(fēng)浪擾動(dòng)大小呈正相關(guān)關(guān)系。微型Peeper分析結(jié)果表明,添加熱改性凹土和Phoslock可降低沉積物中間隙水磷濃度。代表底泥磷供應(yīng)潛力的R值(DGT-P與間隙水磷比值)比對(duì)照組平均降低了29%～79%,表明添加材料可顯著降低底泥向間隙水供磷能力。即使在風(fēng)浪擾動(dòng)的干擾下,兩種鈍化劑也可明顯降低底泥中Mobile-P和Al-P的含量,增加惰性磷Ca-P的比例。以上結(jié)果表明,熱處理富鈣凹土具有控磷效果好、成本低廉以及使用方便等特征,具有作為底泥磷鈍化劑的潛力,可以廣泛應(yīng)用于淺水湖泊富營(yíng)養(yǎng)化的治理中。
【關(guān)鍵詞】：內(nèi)源性磷 熱處理富鈣凹土 薄膜擴(kuò)散技術(shù)(DGT) 湖泊富營(yíng)養(yǎng)化控制
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：X524
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 緒論10-19
• 1.1 控制湖泊內(nèi)源性磷污染的重要性10-11
• 1.2 湖泊底泥內(nèi)源性磷的控制方法11-13
• 1.2.1 底泥環(huán)保疏浚技術(shù)11
• 1.2.2 原位覆蓋技術(shù)11-12
• 1.2.3 原位鈍化技術(shù)12-13
• 1.3 凹凸棒石黏土的概述13-17
• 1.3.1 凹凸棒石黏土的晶體結(jié)構(gòu)與化學(xué)組成13-15
• 1.3.2 凹凸棒石黏土的基本性能15-16
• 1.3.3 凹凸棒石黏土的改性方法16
• 1.3.4 凹凸棒石黏土的開發(fā)利用現(xiàn)狀16-17
• 1.4 研究?jī)?nèi)容及意義17-19
• 2 添加熱改性凹土的底泥對(duì)磷的吸附特征研究19-30
• 2.1 引言19
• 2.2 材料與方法19-20
• 2.2.1 材料的制備及分析19-20
• 2.2.2 熱改性富鈣凹土鈍化底泥的制備20
• 2.2.3 吸附等溫線和動(dòng)力學(xué)20
• 2.2.4 pH值和競(jìng)爭(zhēng)離子對(duì)磷吸附特征的影響20
• 2.3 結(jié)果與討論20-29
• 2.3.1 供試材料的基本性質(zhì)20-21
• 2.3.2 吸附等溫線21-25
• 2.3.3 吸附動(dòng)力學(xué)25-27
• 2.3.4 pH值對(duì)鈍化底泥磷吸附效果的影響27-28
• 2.3.5 競(jìng)爭(zhēng)陰離子對(duì)鈍化底泥吸附磷的影響28-29
• 2.4 本章小結(jié)29-30
• 3 熱改性凹土對(duì)底泥磷釋放和生態(tài)安全性的影響30-41
• 3.1 引言30-31
• 3.2 材料與方法31-35
• 3.2.1 樣品和底棲生物的采集31
• 3.2.2 沉積物的預(yù)處理31
• 3.2.3 DGT試驗(yàn)31-33
• 3.2.4 熱改性凹土鈍化底泥的磷形態(tài)轉(zhuǎn)化特征研究33-34
• 3.2.5 熱改性凹土鈍化底泥的磷穩(wěn)定性研究34
• 3.2.6 慢性毒性試驗(yàn)34-35
• 3.3 結(jié)果與討論35-39
• 3.3.1 熱改性凹土鈍化底泥的磷供給性35-36
• 3.3.2 熱改性凹土鈍化底泥中磷形態(tài)轉(zhuǎn)化特征研究36-37
• 3.3.3 熱改性凹土鈍化底泥的磷穩(wěn)定性37-38
• 3.3.4 熱改性凹土鈍化底泥的生態(tài)安全性評(píng)價(jià)38-39
• 3.4 本章小結(jié)39-41
• 4 風(fēng)浪擾動(dòng)對(duì)鈍化層穩(wěn)定性及底泥磷釋放的影響41-56
• 4.1 引言41
• 4.2 材料與方法41-47
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)材料的制備及沉積物的采集41
• 4.2.2 材料投加量的確定及沉積物的預(yù)處理41-42
• 4.2.3 模擬風(fēng)浪擾動(dòng)Y型裝置的基本原理42-43
• 4.2.4 微型Peeper和DGT板式采樣器43
• 4.2.5 模擬風(fēng)浪擾動(dòng)實(shí)驗(yàn)方法43-46
• 4.2.6 樣品的獲取及分析46-47
• 4.3 結(jié)果與討論47-55
• 4.3.1 沉積物的理化性質(zhì)及材料的投加量47
• 4.3.2 上覆水中SS和SRP對(duì)風(fēng)浪擾動(dòng)的響應(yīng)47-51
• 4.3.3 風(fēng)浪作用下材料對(duì)沉積物SRP垂向分布的影響51-52
• 4.3.4 風(fēng)浪作用下材料對(duì)沉積物SRP供給性的影響52-53
• 4.3.5 風(fēng)浪作用下材料對(duì)沉積物磷形態(tài)的影響53-55
• 4.4 本章小結(jié)55-56
• 5 結(jié)論與展望56-58
• 5.1 結(jié)論56-57
• 5.2 展望57-58
• 致謝58-59
• 參考文獻(xiàn)59-69
• 附錄69

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