扰动条件下不同尺度磷形态数量分布的研究

作     者：郭俊锐 

作者单位：苏州科技学院 

学位级别：硕士

导师姓名：李大鹏

授予年度：2015年

学科分类：08[工学] 0815[工学-水利工程] 

主      题：间歇扰动 粒径分布 磷形态 尺度 粒度 

摘      要：扰动引起的沉积物再悬浮对于水体中磷的迁移转化有着重要影响。粒径作为沉积物及悬浮物重要的物理特性之一,对磷的吸附沉降起着非常重要的作用。但目前对于不同粒径分布条件下的水体中磷的迁移转化规律研究甚少,,并且,粒径变化对水体中磷特别是不同尺度磷有何影响也不得而知。因而研究不同粒径分布条件下磷在上覆水中的分布规律、不同尺度形态磷数量分布以及不同粒级沉积物中磷形态数量分布对于了解各种不同赋存形态的磷在不同物理条件下的水体及沉积物中的分布规律有重要意义。本研究不仅在一定程度上丰富了磷在自然水体中的迁移转化规律,也能为实际中的水体的改善修复提供一定的数据支持和理论依据。研究发现,静止状态下,上覆水中悬浮物粒径分布变化不明显,但间歇扰动下,上覆水中粒径分布及上覆水中各不同磷形态含量发生明显变化,其中大颗粒粒径有明显增加的趋势。说明间歇扰动促使大粒径颗粒在上覆水中的平均占比增加。并且,通过粒径变化与上覆水中磷形态数量变化的相关性分析可知,静置水体中粒径变化与磷形态数量变化无明显相关关系,而有间歇扰动水体中两者有较好的相关性,说明上覆水中粒径分布对磷形态数量分布有很大影响。另外,通过对外源磷实验组中粒径分布与磷数量的数据分析,外源磷加入的情况下,小粒径对外源磷的吸收率增加了95%,而大粒径对外源磷的吸收率仅增加20%,说明扰动下小粒径颗粒对磷的吸附占主要地位。在通过上述实验验证了磷形态数量分布和悬浮物粒径有良好的相关性的基础上,将研究细化到上覆水中不同尺度的磷形态数量分布及不同粒级沉积物中磷形态数量分布。研究发现,将四种滤膜的孔径差划分为3种尺度,其中A2尺度在多数情况下具有最大的持磷数量优势,这可能和扰动条件及A2尺度中微粒自身特性有关。而从DIP占TP贡献率角度来说,静置样中DIP/TP值在A2尺度中为最高,而扰动样中DIP/TP值在A3尺度中为最高,这可能与不同粒径微粒对于磷的固定能力不同有关。通过对于不同粒级沉积物中不同赋存形态磷的含量分析可知,从Tot-P角度来讲,扰动致使底泥对磷的吸收能力强于静止条件;粒级越小的沉积物中总磷含量越高,吸收能力越强。从不同粒级沉积物中NH4Cl-P角度来说,扰动条件下的E2和E4中粒级越小吸收的NH4Cl-P的含量越高,而仅存在外源磷加入的静置组E3中NH4Cl-P各粒径吸收量无明显规律。从不同粒级沉积物中Fe/Al-P角度来说,仅为扰动样的E2中Fe/Al-P吸收能力随着粒级减小而变弱。E3中吸收能力随着粒级减小而变强。E4中条件复杂,粒级对于Fe/Al-P吸收规律不明显。从不同粒级沉积物中Ca-P角度来说,静置水样中不同粒级对于Ca-P吸收无明显差异,而扰动水样中显示为粒级2对于Ca-P的吸收量最高。