本文關(guān)鍵詞：波浪作用下沉積物中氮、磷釋放規(guī)律的試驗(yàn)研究

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【摘要】：氮(N)、磷(P)可以通過(guò)污水排放、地表徑流、大氣沉降等途徑進(jìn)入湖泊或海灣,湖底或海底的沉積物極易吸附N、P,形成含N、P的沉積層。波浪作用下沉積層會(huì)受到侵蝕,沉積物發(fā)生再懸浮,引起沉積層中N、P的釋放,造成水體污染,引起水體富營(yíng)養(yǎng)化,對(duì)生態(tài)系統(tǒng)及人類造成很大的危害。沉積物中N、P的釋放可以通過(guò)固結(jié)排水、靜態(tài)擴(kuò)散或再懸浮作用,再懸浮過(guò)程引起的釋放量一般遠(yuǎn)大于靜態(tài)擴(kuò)散的釋放量。特別是極端天氣狀況下波浪作用可以引起沉積物的液化,沉積物液化排水過(guò)程與再懸浮過(guò)程可能會(huì)引起N、P的大量釋放,從而對(duì)水體中的N、P濃度有重要影響。本文以取自黃河三角洲的土體作為沉積物底床,以規(guī)則波為外動(dòng)力,開(kāi)展波浪水槽試驗(yàn),研究了埋置于沉積物底床一定深度層中的N、P在波浪作用下的釋放規(guī)律。整個(gè)水槽試驗(yàn)過(guò)程依次分為靜置固結(jié)、加波未液化和加波液化三個(gè)階段,其中靜置固結(jié)階段無(wú)波浪作用,加波未液化階段和加波液化階段分別施加波高為5 cm,8 cm,11cm,14 cm的波浪。主要的試驗(yàn)結(jié)論如下：(1)靜置固結(jié)階段。該階段沉積物底床處于未擾動(dòng)靜態(tài)條件下,上覆水體中無(wú)懸浮物。沉積物中的N、P釋放主要是通過(guò)沉積物自重固結(jié)排水過(guò)程和靜態(tài)擴(kuò)散作用完成的。在該階段水體中的總磷(TP)、溶解性總磷(TDP)、溶解態(tài)活性磷(SRP)、總氮(TN)、溶解性總氮(TDN)、硝態(tài)氮(NO3--N)濃度最低。(2)加波未液化階段。該階段上覆水體中有波浪作用,沉積物底床的動(dòng)力固結(jié)排水過(guò)程和水體中再懸浮的泥沙顆粒對(duì)水體中的N、P濃度有一定的影響。在該階段水體中TP濃度比靜置固結(jié)階段增加了數(shù)倍,TDP濃度比靜置固結(jié)階段增加較小,SRP濃度比靜置固結(jié)階段平均僅增加了0.07倍；水體中TN、TDN濃度均比靜置固結(jié)階段增加了數(shù)倍,NO3--N濃度比靜置固結(jié)階段平均僅增加0.33倍,亞硝態(tài)氮(NO2-N)和氨氮(NH4+-N)·濃度比靜置固結(jié)階段減小。(3)加波液化階段。該階段上覆水體中有波浪作用,沉積物底床處于液化條件。沉積物底床液化狀態(tài)排水過(guò)程和水體中大量的再懸浮細(xì)顆粒物(SS),顯著地促進(jìn)了沉積物中P的釋放,在該階段水體中TP、TDP、SRP濃度比靜置固結(jié)階段分別增加可達(dá)59倍、25倍和32倍；沉積物底床沉積物底床液化排水過(guò)程和水體中大量的再懸浮細(xì)顆粒物(SS)也可以促進(jìn)沉積物中N的釋放,水體中TN、TDN、NO3--N濃度均比靜置固結(jié)階段增加了數(shù)倍,NO2--N和NH4+-N濃度比靜置固結(jié)階段濃度減小。(4)在加波液化階段,水中TP、TDP和SRP與SS之間相關(guān)性顯著,這說(shuō)明在沉積物底床液化階段,水體中的TP、TDP和SRP受SS的影響較大。
【關(guān)鍵詞】：液化 氮 磷 沉積物 水槽試驗(yàn) 波浪作用
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)海洋大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：X55;X52;X143
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 1 緒論11-25
• 1.1 研究意義11-12
• 1.2 研究沉積物12-13
• 1.3 研究現(xiàn)狀13-22
• 1.3.1 沉積物波致液化的研究14-15
• 1.3.2 沉積物中氮、磷的生物地球化學(xué)特性研究15-18
• 1.3.3 沉積物再懸浮過(guò)程中氮、磷釋放的研究方法18-20
• 1.3.4 沉積物再懸浮過(guò)程中氮、磷釋放影響因素的研究20-22
• 1.4 本文的研究工作22-25
• 1.4.1 研究?jī)?nèi)容23
• 1.4.2 研究方法和技術(shù)路線23-25
• 2 波浪水槽試驗(yàn)概況25-38
• 2.1 試驗(yàn)設(shè)備與儀器25-32
• 2.2 試驗(yàn)底床的制備與鋪設(shè)32-35
• 2.3 試驗(yàn)過(guò)程35-36
• 2.4 分析測(cè)試方法36-38
• 3 試驗(yàn)結(jié)果38-46
• 3.1 水中懸浮物濃度變化38-39
• 3.2 水中氮、磷濃度變化39-44
• 3.2.1 總氮、溶解性總氮濃度變化39-40
• 3.2.2 硝態(tài)氮、亞硝態(tài)氮、氨氮濃度變化40-42
• 3.2.3 總磷、溶解性總磷濃度變化42-44
• 3.2.4 溶解態(tài)活性磷濃度變化44
• 3.3 沉積物中總氮、總磷垂向濃度變化44-46
• 4 分析與討論46-56
• 4.1 沉積物固結(jié)排水過(guò)程47-48
• 4.2 水中總氮、溶解性總氮釋放規(guī)律48-50
• 4.3 水中硝態(tài)氮、亞硝態(tài)氮、氨氮釋放規(guī)律50-52
• 4.4 水中總磷、溶解性總磷釋放規(guī)律52-54
• 4.5 水中溶解態(tài)活性磷釋放規(guī)律54-55
• 4.6 沉積物中總氮、總磷垂向濃度變化規(guī)律55-56
• 5 總結(jié)與展望56-58
• 5.1 總結(jié)56-57
• 5.2 展望57-58
• 參考文獻(xiàn)58-64
• 致謝64-65
• 個(gè)人簡(jiǎn)歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)士論文與研究成果65

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本文編號(hào)：643296