【摘 要】
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我国太湖流域是水体富营养化比较严重的地区,虽然近年来经过治理,主要是通过外源控制,富营养化程度有所改善。但是,太湖流域水体富营养化现象仍然比较普遍。近三年的调查结果显示太湖流域望虞河西部,属于九里河干流的宛山荡湖荡的水体不能很稳定的达到地表水的Ⅲ类水标准,其主要超标因子为氨氮和总磷,仅满足地表水五类水体水质标准,水体的富营养化趋势明显。同时由于污染物质的累积,湖荡水体底泥中污染物势必会得到不断的累
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我国太湖流域是水体富营养化比较严重的地区,虽然近年来经过治理,主要是通过外源控制,富营养化程度有所改善。但是,太湖流域水体富营养化现象仍然比较普遍。近三年的调查结果显示太湖流域望虞河西部,属于九里河干流的宛山荡湖荡的水体不能很稳定的达到地表水的Ⅲ类水标准,其主要超标因子为氨氮和总磷,仅满足地表水五类水体水质标准,水体的富营养化趋势明显。同时由于污染物质的累积,湖荡水体底泥中污染物势必会得到不断的累积,从而成为重要的污染物蓄积场所,并进一步通过内源释放等途径对水体的水质造成一定的影响。所以抑制底泥中的营养盐的释放对改善水体富营养化具有重要意义。本文在现有相关研究的基础上,选择了三种控氮控磷效果比较好的矿物材料,进一步利用底泥对三种矿物材料进行改性,筛选出对营养盐物质吸附效果最优的改性材料质量配比,再在实验室进行模拟现场静态释放的鱼缸实验,同时将原位覆盖技术和植被恢复技术相结合,从而筛选出对沉积物中营养盐释放的抑制效果最好且同时有利于沉水植物生长的改性矿物材料来进行后续的现场验证实验。将两种技术相结合一方面是因为沉水植物对水体也具有一定的净化效果,有助于恢复一种健康稳定的生态系统,一方面是为了验证改性矿物材料是否会对沉水植物的生长造成一定的影响。具体的研究内容和结果如下:(1)改性材料配比的确定以及改性材料的特性分析:根据现有文献及十二五水专项课题研究成果,筛选出用于进行原位覆盖控制底泥中营养盐释放效果最好的几种矿物材料;接着进行吸附热力学试验,确定矿物材料在进行改性时所用到的底泥和矿物材料的最优配比,通过对吸附结果进行Langmuir模型拟合运算和线性分配模型拟合运算得出结论:改性膨润土材料中底泥与膨润土的质量比为1:9的时候对氨氮的吸附量最大,同时对氨氮的吸附-解吸平衡点也最低;改性粘土材料中底泥与粘土的质量比为5:5的时候,对溶液中氨氮有一个最大吸附量,同时对氨氮的吸附-解吸平衡点最低;改性沸石材料中底泥和沸石的质量配比是中国环境科学研究院焦立新课题组进行试验验证之后确定的,其质量比为6:4。(2)室内进行鱼缸模拟实验,比较三种改性矿物材料的控氮控磷效果:通过室内鱼缸模拟现场实验,将上述几种改性矿物材料覆盖在从宛山荡采集的底泥上面,比较了几种改性矿物材料对沉积物中的营养盐释放的抑制效果。实验的结果表明在控制氨氮释放的效果上改性粘土+植物组>改性膨润土+植物组>改性沸石+植物组>粘土组>膨润土组>沸石组;在控制总氮释放的抑制效果上是改性粘土+植物组>改性膨润土+植物组>改性粘土组>改性膨润土组>改性沸石+植物组>改性沸石组>植物组;在控制总磷释放的抑制效果上是改性粘土+植物组>改性膨润土+植物组>改性粘土组>改性沸石+植物组>改性膨润土组>改性沸石组>植物组;在控制溶解性磷酸盐释放的抑制效果上是改性粘土+植物组>改性膨润土+植物组>改性沸石+植物组>改性粘土组>改性膨润土组>改性沸石组>植物组。同时实验研究了改性矿物材料对沉水植物狐尾藻生长状况的影响,以及在沉水植物和改性矿物材料共同作用下,对沉积物中营养盐释放的抑制效果。实验结果表明三种改性矿物材料中的改性粘土材料不仅可以很好的抑制沉积物中营养盐的释放,而且对沉水植物狐尾藻的生长也有一定的促进作用,且在改性粘土和沉水植物狐尾藻的共同作用下,对沉积物中氮素营养盐的释放抑制效果最好。
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