洋河水库底泥氮磷释放规律试验研究

摘要

水资源匮乏和水环境污染是人类面临的全球性的环境问题之一，也是我国现代化建设中急需解决的问题。在我国湖泊水库作为主要的饮用水水源地，它在我国的经济发展历程中占有不可或缺的重要位置。然而随着经济的发展和人口的不断增长大量未经处理或处理不达标的工业废水和城市生活污水排入江河湖泊，加之农业面源污染与城市面源污染的存在，导致水体富营养化程度不断增加，并且带来了众多不良环境效应与社会效应。近年来，洋河水库水质不断恶化，严重影响了水库作为饮用水源地的功能。为保证秦皇岛居民以及北戴河中央暑期办公人员的供水安全，中国水利部投资50万元用于“应用生态方法治理洋河、于桥水库污染示范研究项目”，本试验研究属于洋河治理的一部分。 恢复洋河水库作为水源地的位置，首先必须对洋河水库外部污染源以及对底泥中氮磷污染物的释放规律了解清楚，便于治理工作的顺利进行。由于受到地理、历史、季节等条件的限制洋河水库富营养化来源具有个体差别性，冬季高氮磷负荷的淀粉加工废水大量排入水库，由于受季节条件、微生物等的限制大量氮磷污染物沉积于水库底部，一旦上覆水水质得到改善，底泥中氮磷污染物通过各种方式从沉积物中释放出来造成水体的二次污染。基于底泥对水体污染的重要性，本课题通过试验研究了底泥中氮磷污染物在不同温度、溶解氧、pH条件下的释放规律。本课题研究结果总结为： 1.由于受历史条件的影响，高氮磷负荷的淀粉加工废水的排入无疑是洋河水库富营养化的主要来源，同时由于农田径流携带、畜牧业排放以及垃圾废弃物的无序堆积也是洋河水库营养盐的来源。 2.内源污染是洋河水库治理过程中不容忽视的部分，调查数据显示自建成短短的43年以来洋河水库底泥的沉积量高达3.46×107m3。多数湖库存在水力停留时间长、泥沙沉积现象严重的问题，因此内源污染的研究与治理是湖库治理不可或缺的部分。 3.溶解氧对底泥中无机磷的释放影响较大，上覆水厌氧条件无机磷的释放量远大于好氧条件，厌氧条件NH3-N的释放量也明显高于上覆水好氧条件，并且厌氧条件下上覆水中NH3-N浓度较长时间维持在高浓度，好氧条件以及厌氧条件下底泥中NO3--N的释放量及释放速率均小于NH3-N，好氧条件底泥中NO3--N的释放量高于厌氧条件。 4.弱酸性、弱碱性条件底泥磷的释放量均高于中性条件，酸性条件NH3-N的释放率较高，随着上覆水pH的增加底泥NH3-N的释放率降低；而pH对底泥NO3-N的释放率影响相对较小，弱酸性条件及中性较适于底泥中NO3--N的释放。 5.随着温度的升高，底泥中无机磷的释放也随之增加，在夏季底泥磷的释放量明显高于冬季。氮的释放与磷的释放相似，温度的升高亦会增加底泥中氮的释放量。 6.正磷酸盐是底泥中磷元素释放的主体；氨氮是底泥中氮元素释放的主体。

目录

文摘

英文文摘

第一章引言

1.1研究课题的提出及意义

1.1.1洋河水库概述

1.1.2洋河水库污染现状

1.1.3研究课题的意义

1.2研究目的及研究内容

第二章文献综述

2.1水体富营养化污染来源

2.1.1外源污染及其控制

2.1.2内源污染及其控制

2.2我国以及其他国家湖库富营养化现状

2.3水资源短缺——全世界面临的问题

2.4水体富营养化效应

2.4.1浮游藻类过量繁殖

2.4.2水体处于缺氧状态

2.4.3水生生物物种发生改变

2.4.4与水相关的疾病的病发率增加

2.5底泥氮磷污染物的存在形态

2.6影响底泥中磷吸附与释放的因子

2.6.1钙

2.6.2铁

2.6.3铝化合物

2.6.4有机质

2.6.5温度

2.6.6 pH

2.6.7藻类

第三章洋河水库污染源调查分析

3.1洋河水库污染源调查

3.1.1外源污染源

3.1.2内源污染源

3.2西洋河流域淀粉废水集中排放期富贵庄河段污染物监测分析

第四章洋河水库底泥污染物分析

4.1分析方法

4.2底泥的基本形态

4.3不同采样点底泥污染物分析

第五章洋河水库底泥氮磷释放试验过程/方法

5.1样品采集

5.2样品分析方法

5.2.1泥样分析方法

5.2.3水样分析方法

5.3试验设备

5.4试验步骤

5.5试验分析项目，测定方法及测试仪器设备

第六章磷释放试验结果与分析

6.1底泥正磷酸盐释放规律分析

6.1.1溶解氧对底泥磷酸盐释放的影响

6.1.2温度对底泥正磷酸盐释放的影响

6.1.3 pH对底泥磷释放的影响

6.2表层底泥中总磷释放规律

6.2.1磷元素的主要释放形态

6.2.2 DO对总磷的释放影响

6.2.3温度对总磷的释放的影响

6.2.3 pH对总磷的释放的影响

6.3试验前后底泥中磷元素的分级测定

6.4底泥磷释放规律总结

第七章氮释放试验结果与分析

7.1底泥中氨态氮释放规律分析

7.1.1上覆水溶解氧水平对底泥氨氮释放的影响

7.1.2上覆水起始pH条件对底泥氨氮释放的影响

7.1.3环境温度对氨氮释放的影响

7.2底泥中硝酸盐氮释放规律分析

7.2.1上覆水溶解氧水平对氨氮释放的影响

7.2.2上覆水起始pH水平对硝酸盐氮释放的影响

7.1.3环境温度对硝酸盐氮释放的影响

7.3底泥中总氮释放规律分析

7.4底泥中氮元素释放规律小结

第八章结论与建议

8.1结论

8.1.1底泥氮磷污染物的吸附、释放对水库富营养化进程的影响

8.1.2pH、DO、T因素对底泥氮磷污染物释放的影响

8.2建议

参考文献

致谢

攻读硕士阶段发表文章及参与项目