东昌湖沉积物有机质对磷吸附解吸行为的影响研究

摘要

湖泊富营养化是世界各国均面临的较为严重的水环境问题，近年来，我国众多湖泊也呈现出不同程度的富营养化趋势，磷作为富营养化的限制因子之一受到广泛关注，关于沉积物对磷吸附解吸行为的研究日趋增多。
　　为了研究湖泊沉积物有机质对磷行为的影响规律，对东昌湖进行现场调查，研究了补水期间东昌湖有机质及磷的变化规律，并对东昌湖沉积物有机质对磷的影响进行研究。为了进一步研究沉积物有机质对磷的行为的影响，在实验室条件下，通过过氧化氢对沉积物进行处理，得到不同有机质含量沉积物在温度、pH条件下，溶解性有机质及有机质在金属离子条件下研究沉积物有机质对磷的吸附热力学及动力学规律。
　　主要结论如下：
　　（1）在向东昌湖引黄补水期间，湖泊总有机质含量高的点位，磷含量也高，湖泊总有机质是较为复杂的有机无机复合体，对磷的吸附有促进作用；沉积物中的磷及有机质含量在湖区Ⅰ、Ⅲ较高，不仅与该湖区的沉积物环境和周围环境有关，而且更多的是受黄河补水的影响。黄河补水携带的大量悬浮泥沙会对有机质和磷产生吸附作用，之后随流速降低后沉降至湖底，沉积物有机质是沉积物磷的来源之一，且沉积物有机质对IP（无机磷）与NaOH-P（氢氧化钠磷）的影响程度较大。
　　（2）有机质部分提取后的沉积物其解吸动力学趋势仍可分为快解吸和慢解吸2个过程，2h之前解吸速度较快；有机质含量为0.8％的沉积物总磷和磷酸盐的解吸量比有机质含量为1.2%的沉积物解吸量增加，表明去除沉积物部分有机质对磷解吸起促进作用；不同有机质含量的沉积物在试验温度（10℃、20℃、30℃）范围内，磷吸附量均为随温度的升高而增加，说明沉积物对磷的吸附是吸热过程；不同有机质含量的沉积物在试验pH（6、7、8、9）范围内，总体趋势是当磷的平衡浓度相同时，吸附量随着 pH的升高而减小。pH在中性到酸性区间，沉积物对磷的吸附能力较强，而在pH偏碱性时，沉积物对磷的吸附能力较弱。
　　（3）溶解性有机质对磷行为的研究结果表明，溶解性有机质的添加较明显的改变了沉积物对磷的吸附等温线，且磷的吸附量随溶解性有机质含量的增加而呈增加趋势；溶解性有机质提取后的沉积物磷吸附动力学过程的变化趋势为以2h为界分为快吸附和慢吸附2个过程；提取出来的溶解性有机质本身含有一定浓度的磷，因此，对磷测定有影响，通过研究发现，可以通过调节pH的方法，将pH调节至强酸性，消除对磷测定的影响。
　　（4）不同有机质含量沉积物在金属离子作用下对磷的吸附研究结果表明，当磷初始浓度为1mg/L时，在铝、铁含量低于20mg/L，钙含量低于100mg/L时，磷吸附量随着金属离子和有机质含量的增加而增加，有机质和金属离子对磷共同吸附，随后磷被完全吸附，无论是增加有机质含量还是金属离子含量，磷吸附量均不会再发生改变，三种金属离子对磷的吸附强度相当；当磷初始浓度为10mg/L时，不同有机质含量并没有使磷的吸附表现出明显的差异，然而磷吸附量却均随着金属离子含量的增加而呈现增大的趋势，说明在高磷含量时，有机质含量对磷的吸附作用较金属离子的作用小，金属离子的磷吸附强度占主要地位，且对不同含量有机质的沉积物，金属离子对磷的吸附量呈现出铝>铁>钙。

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1 绪论

1.1研究背景与意义

1.2国内外研究进展

1.3学术构思、研究内容及技术路线

2研究区概况

2.1自然地理概况

2.2区域气候概况

2.3研究区水文特征

2.4社会经济发展

2.5东昌湖环境现状

3 东昌湖野外调查

3.1引言

3.2材料和方法

3.3结果与讨论

3.4本章小结

4有机质在环境因子条件下对磷吸附解吸的影响

4.1引言

4.2材料和方法

4.3结果与讨论

4.4本章小结

5溶解性有机质（DOM）对磷吸附解吸行为的影响研究

5.1引言

5.2材料和方法

5.3结果与讨论

5.4本章小结

6有机质在典型金属离子条件下对磷吸附解吸的影响

6.1引言

6.2材料和方法

6.3结果与讨论

6.4本章小结

7结论与建议

7.1主要的结论

7.2主要创新点

7.3存在的问题

7.4建议与展望

参考文献

致谢

个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果