河湖沉积物再悬浮释磷过程对砷迁移转化的影响

摘要

沉积物作为磷等营养物质的重要蓄积库,在风浪和潮汐等外力作用下经历再悬浮的同时,会伴随着发生内源磷向上覆水体释放的过程,是內源磷迁移-转化的重要场所.再悬浮条件下释放出的磷对水体中的生物化学过程具有重要的影响.砷作为一种以其毒性而著名的类金属,其对水环境的污染和其在水体环境中的迁移转化过程具有非常重要的研究意义.由于砷与磷相似的结构与理化性质,两者在迁移转化过程中存在竞争现象.本论文研究了在pH=8.0条件下,底泥释磷以及砷吸附过程.考察了采样地、转速、砷浓度、砷形态等不同条件下两者之间的相互影响,研究了反应过程中底泥释放磷的量以及砷的吸附情况.研究发现,底泥自身性质对其在再悬浮条件下的释磷过程和砷吸附过程有一定影响;不同的转速除可导致释磷与砷吸附动力学过程的改变,也会对最终平衡条件下的释放与吸附量产生影响;砷在底泥上的平衡吸附量符合Langmuir曲线,其中As(Ⅴ)吸附量大于As(Ⅲ)吸附量,且随着砷浓度的提高,底泥释磷的量也随之增大;As(Ⅴ)体系中释磷的量大于As(Ⅲ)体系中释磷的量,说明As(Ⅴ)与磷的竞争能力大于As(Ⅲ).本论文选取了准二级动力学方程、Elovich方程和幂函数方程三个吸附动力学模型对实验数据进行拟合,结果表明,该体系中砷吸附与释磷过程符合准二级动力学模型.