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再悬浮条件下沉积物内源磷迁移-转化机制研究进展

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水科学进展 2013年第2期24卷 287-295页

作者：郑西来张俊杰陈蕾中国海洋大学海洋环境与生态教育部重点实验室山东青岛266100

对沉积物再悬浮的驱动力及其耦合效应、再悬浮-内源磷迁移转化机制及主要影响因素进行了阐述,探讨了该领域未来可能的研究方向。相关研究发现,沉积物再悬浮的各种驱动力既可以单独作用也可相互耦合,其耦合效应具有显著的时空变异性;再... 详细信息

对沉积物再悬浮的驱动力及其耦合效应、再悬浮-内源磷迁移转化机制及主要影响因素进行了阐述,探讨了该领域未来可能的研究方向。相关研究发现,沉积物再悬浮的各种驱动力既可以单独作用也可相互耦合,其耦合效应具有显著的时空变异性;再悬浮使还原态沉积物暴露于有氧环境,沉积物中铁、锰的氧化以及沉积物颗粒的吸附促进了内源水溶态无机磷(SRP)的去除,而进入水体的内源有机磷则通过生物矿化和光化学分解转化为SRP;沉积物物化特征、水动力、水生生物以及水体理化性质等因素控制着再悬浮过程中内源磷的迁移和转化。指出再悬浮条件下沉积物内源磷迁移转化的多过程耦合效应、沉积物中磷形态的转化及其生物有效性、内源有机磷矿化与光化学分解机制及其调控因素将是本领域需要进一步研究的重点。

关键词：沉积物-水界面再悬浮扰动内源磷迁移-转化

镧改性净水污泥水热炭对水体中磷的吸附特性及底泥内源磷的固定

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环境科学 2023年第6期44卷 3288-3300页

作者：何李文泽陈钰孙飞李艳君杨顺生张志鹏西南交通大学土木工程学院成都阝610031 西南交通大学地球科学与环境工程学院成都610031 四川省地质矿产勘查开发局成都水文地质工程地质中心成都610081

以净水污泥和氯化镧为原料,通过一步水热炭化同时负载镧,制备了镧改性净水污泥水热炭.采用SEM-EDS、BET、FTIR、XRD和XPS对材料进行表征,考察溶液初始pH、吸附时间、吸附等温线和吸附动力学等,研究其对水体磷酸盐的吸附特性.结果表明,... 详细信息

以净水污泥和氯化镧为原料,通过一步水热炭化同时负载镧,制备了镧改性净水污泥水热炭.采用SEM-EDS、BET、FTIR、XRD和XPS对材料进行表征,考察溶液初始pH、吸附时间、吸附等温线和吸附动力学等,研究其对水体磷酸盐的吸附特性.结果表明,制备的材料相比净水污泥原泥,比表面积和孔容孔径有明显提高,磷吸附量大幅提升.吸附过程符合准二级动力学模型,Langmuir模型拟合对磷的最大吸附量达到72.69 mg·g^(-1).主要吸附机制为静电引力和配体交换.镧改性净水污泥水热炭添加入底泥,可以有效控制底泥内源磷向上覆水的释放.分析底泥磷形态,水热炭的添加促使底泥中不稳定的NH_(4)Cl-P、BD-P和Org-P向非常稳定的HCl-P转变,降低了底泥中潜在活性磷含量,同时也大幅降低了底泥中生物有效磷含量.说明镧改性净水污泥水热炭可以有效吸附去除水体磷酸盐,同时也可作为底泥改良材料,有效稳定底泥内源磷,控制水体磷含量.

关键词：净水污泥水热镧改性底泥内源磷固定

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多重扰动对湖泊内源磷迁移转化的影响

环境科学 2016年第11期37卷 4203-4211页

作者：蔡顺智李大鹏王忍刘焱见徐垚于胜楠黄勇苏州科技大学环境科学与工程学院苏州215011

为了阐明多重扰动因素对内源磷迁移转化的影响,以太湖梅梁湾沉积物为研究对象,借助Rhizon间隙水采样技术、Unisense微电极系统等技术,研究了扰动下泥水两相间溶解氧、不同形态磷、铁离子等变化规律.结果表明,与对照实验相比,河蚬的出现... 详细信息

为了阐明多重扰动因素对内源磷迁移转化的影响,以太湖梅梁湾沉积物为研究对象,借助Rhizon间隙水采样技术、Unisense微电极系统等技术,研究了扰动下泥水两相间溶解氧、不同形态磷、铁离子等变化规律.结果表明,与对照实验相比,河蚬的出现致使沉积物内部溶解氧含量降低.扰动致使间隙水中DIP的峰值区域由3~4 cm迁移至4~5 cm,暗示了摇蚊幼虫和河蚬的引入使得DIP再生的＂活跃区域＂更深入泥层.并且,河蚬和藻类的出现进一步降低了间隙水中DIP的含量,其主要来源于NH4Cl-P的释放,去向为上覆水和形成Fe/Al-P.随着扰动因素的增加,NH4Cl-P转化为Fe/Al-P的比重也逐渐增加（由44%增至59%）.

关键词：多重扰动内源磷迁移转化河蚬铜绿微囊藻

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风浪扰动对底泥内源磷钝化效果的影响

中国环境科学 2017年第8期37卷 3064-3071页

作者：刘新王秀赵珍乔维川虞磊尹洪斌南京林业大学生物与环境学院江苏南京210000 中国科学院南京地理与湖泊研究所湖泊与环境国家重点实验室江苏南京210008

利用Y型旋浆式沉积物再悬浮发生装置,模拟太湖常见风情条件下对两种底泥磷钝化剂(热改性富钙凹土与镧改性膨润土(商标Phoslock))控磷效果的影响.研究结果表明,与对照相比,底泥钝化剂的添加均可增强表层底泥的抗风浪扰动能力,降低了风浪... 详细信息

利用Y型旋浆式沉积物再悬浮发生装置,模拟太湖常见风情条件下对两种底泥磷钝化剂(热改性富钙凹土与镧改性膨润土(商标Phoslock))控磷效果的影响.研究结果表明,与对照相比,底泥钝化剂的添加均可增强表层底泥的抗风浪扰动能力,降低了风浪对钝化层的侵蚀深度,减少了上覆水体中悬浮物的含量,且同时可降低上覆水体中可溶性活性磷(SRP)的浓度及可移动磷的含量,增加了惰性磷和钙磷的比例.与中风条件相比,大风条件增加了侵蚀深度?上覆水悬浮物含量?可溶解活性磷的浓度及可移动磷含量,降低了惰性磷和钙磷的比例.以上结果表明,虽然风浪扰动的剧烈程度对底泥磷钝化技术有影响,但底泥磷钝化技术依然可以应用于浅水富营养化湖泊内源磷的治理.

关键词：风浪扰动热改性富钙凹土镧改性膨润土内源磷浅水湖泊

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覆盖条件下底泥微环境对内源磷释放的影响

环境科学 2021年第6期42卷 2848-2855页

作者：陈姝彤李大鹏徐楚天张帅丁玉琴孙培荣黄勇苏州科技大学环境科学与工程学院苏州215009

底泥微环境对内源磷释放有重要的影响.本研究对比了2种不同的原位覆盖材料对底泥微环境的影响以及内源磷释放的控制效果,沉积物微环境以间隙水中NH_(4)^(+)-N、Fe^(2+)浓度和微生物活性来表示.结果表明,CaO_(2)改性材料(ACPM)覆盖条件... 详细信息

底泥微环境对内源磷释放有重要的影响.本研究对比了2种不同的原位覆盖材料对底泥微环境的影响以及内源磷释放的控制效果,沉积物微环境以间隙水中NH_(4)^(+)-N、Fe^(2+)浓度和微生物活性来表示.结果表明,CaO_(2)改性材料(ACPM)覆盖条件下较锁磷剂(Phoslock^(■))组NH_(4)^(+)-N和Fe^(2+)浓度均处于较低状态,微生物活性值FDA增加了42.57%,说明其微生物活性较高,也显示了ACPM覆盖下其氧化还原电位高于Phoslock^(■),且底泥微环境处于好氧状态.与Phoslock^(■)组相比,ACPM组上覆水和间隙水中DIP浓度均较高,表明Phoslock^(■)对磷酸盐的吸附能力优于ACPM,也暗示了底泥微环境并不是磷吸附的唯一衡量标准.在内源磷固定过程中,2种覆盖材料均有利于内源磷的固定,Ca-P均显著增加.然而,具有氧化性的ACPM导致NH_(4)Cl^(-)P增加,Fe/Al-P大量减少,促进了活性磷的释放,使得底泥中的磷向覆盖层迁移,有利于清洁底泥.

关键词：原位覆盖底泥微环境内源磷固定

方解石/氯磷灰石混合物添加对水体内源磷迁移转化的调控效应和机制

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环境科学 2020年第5期41卷 2281-2291页

作者：柏晓云林建伟詹艳慧常明玥吴俊麟辛慧敏黄良君上海海洋大学海洋生态与环境学院上海201306 八帆仪器设备(上海)有限公司上海201114

阐明方解石/氯磷灰石混合物添加对内源磷迁移转化的调控效应与机制,对于其实际应用至关重要.为此,本文采用氯化钙和磷酸钠制备得到氯磷灰石,再与天然方解石进行混合,形成氯磷灰石和方解石的混合物,然后通过批量吸附实验考察了该混合物... 详细信息

阐明方解石/氯磷灰石混合物添加对内源磷迁移转化的调控效应与机制,对于其实际应用至关重要.为此,本文采用氯化钙和磷酸钠制备得到氯磷灰石,再与天然方解石进行混合,形成氯磷灰石和方解石的混合物,然后通过批量吸附实验考察了该混合物对水中磷酸盐的去除作用,再通过底泥培养实验考察了该混合物添加对底泥中磷迁移转化的影响.结果表明,该混合物对水中磷酸盐的去除能力明显强于单纯的方解石和氯磷灰石;该混合物对水中磷酸盐的去除动力学过程较好地符合准二级和Elovich动力学模型;增加方解石和氯磷灰石的投加量均有利于该混合物对水中磷酸盐的去除;溶液共存钙离子促进了该混合物对水中磷酸盐的去除.该混合物的添加可以有效控制底泥中磷向上覆水体的释放,导致上覆水中的溶解性活性磷(SRP)浓度处于相对较低的水平.此外,该混合物添加还可以降低间隙水中SRP的浓度,其对间隙水中SRP的削减作用对其调控底泥中磷向上覆水体的迁移转化起到重要的作用.该混合物添加虽然会增加底泥中磷的含量,但所增加的磷主要是以稳定的钙磷形式存在,发生二次污染的风险低.结果显示,方解石/氯磷灰石混合物可以作为底泥改良材料用于水体内源磷释放的控制.

关键词：方解石氯磷灰石混合物底泥内源磷释放控制改良

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氢氧化镁对水体内源磷释放的控制作用

环境科学 2020年第4期41卷 1700-1708页

作者：杨春懿詹艳慧林建伟邱波徐文隆俞阳黄良君上海海洋大学海洋生态与环境学院上海201306 八帆仪器设备(上海)有限公司上海201114

本研究首先通过批量实验考察了氢氧化镁对水中磷酸盐的吸附性能,再通过底泥模拟释放实验考察了氢氧化镁覆盖和添加控制底泥中磷向上覆水体释放的效果及机制.结果表明,氢氧化镁对水中磷酸盐具有良好的吸附能力,其投加量的增加有利于水中... 详细信息

本研究首先通过批量实验考察了氢氧化镁对水中磷酸盐的吸附性能,再通过底泥模拟释放实验考察了氢氧化镁覆盖和添加控制底泥中磷向上覆水体释放的效果及机制.结果表明,氢氧化镁对水中磷酸盐具有良好的吸附能力,其投加量的增加有利于水中磷酸盐被其所吸附去除,与Langmuir模型相比,其对水中磷酸盐的等温吸附行为更适合采用Freundlich和Dubinin-Radushkevitch(D-R)模型加以描述.氢氧化镁覆盖可以有效地控制底泥中磷向上覆水体的释放,使得上覆水中SRP浓度处于较低的水平,即使覆盖层的结构完整性受到扰动破坏而导致覆盖材料与表层底泥的混合,氢氧化镁仍然可以有效地控制底泥中磷向上覆水体的释放.氢氧化镁覆盖和添加均可以有效地降低最上层(0~10 mm)底泥间隙水中SRP的浓度,这对于其覆盖和添加有效控制底泥中磷向上覆水体的释放是至关重要的.人工合成的氢氧化镁对水中磷酸盐的吸附性能优于商业购买的氢氧化镁,前者控制水体内源磷向上覆水体释放的效果也优于后者.以上结果显示,氢氧化镁是一种有希望用于控制水体底泥内源磷释放的活性覆盖和改良材料.

关键词：氢氧化镁底泥内源磷覆盖添加

利用铁改性方解石作为活性覆盖材料控制水体内源磷的释放

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环境科学 2020年第3期41卷 1296-1307页

作者：柏晓云林建伟詹艳慧常明玥辛慧敏吴俊麟上海海洋大学海洋生态与环境学院上海201306

虽然利用方解石作为一种活性覆盖材料控制水体内源磷释放具有较好的应用前景,但是其控制底泥中磷释放的效率仍然有待进一步提高.鉴于此,本文采用铁盐对方解石进行改性试图制备一种除磷性能更好的底泥活性覆盖材料--铁改性方解石,进而通... 详细信息

虽然利用方解石作为一种活性覆盖材料控制水体内源磷释放具有较好的应用前景,但是其控制底泥中磷释放的效率仍然有待进一步提高.鉴于此,本文采用铁盐对方解石进行改性试图制备一种除磷性能更好的底泥活性覆盖材料--铁改性方解石,进而通过批量实验考察了铁改性方解石对水中磷酸盐的去除性能,以及通过底泥培养实验考察了铁改性方解石活性覆盖控制水体内源磷释放的效率.结果发现,采用铁对方解石进行改性,可以显著提高材料对水中磷酸盐的去除能力.铁改性方解石投加量的增加,有利于水中磷酸盐的去除.增加初始磷浓度,铁改性方解石对水中磷酸盐的单位去除量随之增加,最大的单位磷去除量可以达到3.09 mg·g^-1.铁改性方解石覆盖可以有效地控制底泥中磷的释放,导致上覆水体中溶解态活性磷(SRP)浓度处于很低的水平.此外,铁改性方解石覆盖还可以促使底泥中少量的氧化还原敏感态磷(BD-P)和金属氧化结合态磷(NaOH-rP)向残渣态磷(Res-P)转变,使得底泥中磷的稳定性略微增强.固定到铁改性方解石覆盖层中的磷大多数(90.8%)以较为稳定和非常稳定的形态存在,且大部分磷以非生物可利用性磷形式存在,很难被重新释放出来.与方解石覆盖相比,铁改性方解石覆盖控制底泥中磷向上覆水体中释放的效率明显更高,且被铁改性方解石覆盖层所钝化的磷更为稳定.以上结果显示,铁改性方解石是一种非常有希望用于控制水体内源磷释放的底泥活性覆盖材料.

关键词：铁改性方解石活性覆盖底泥内源磷释放控制

镁镧复合材料及其与过硫酸氢钾联用对水体内源磷释放的控制效果与机制

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环境化学 2021年第9期40卷 2841-2853页

作者：陈秋哲周俪瑾龚以菲李欣洁魏青詹艳慧林建伟上海海洋大学海洋生态与环境学院上海201306

本文采用共沉淀法制备了氢氧化镁/氢氧化镧复合材料(Mg/La复合材料),通过批量吸附实验考察了Mg/La复合材料对水中磷酸盐的吸附特性,采用X射线光电子能谱探索了相关的吸磷机理,再通过底泥培养实验考察了Mg/La复合材料覆盖、过硫酸氢钾(P... 详细信息

本文采用共沉淀法制备了氢氧化镁/氢氧化镧复合材料(Mg/La复合材料),通过批量吸附实验考察了Mg/La复合材料对水中磷酸盐的吸附特性,采用X射线光电子能谱探索了相关的吸磷机理,再通过底泥培养实验考察了Mg/La复合材料覆盖、过硫酸氢钾(PMS)添加及联用对水体底泥磷释放的控制效果,并探讨了相关的控磷机制.结果发现,Langmuir和Freundlich等温吸附模型均可描述Mg/La复合材料对水中磷酸盐的等温吸附.与准一级动力学模型相比,准二级和Elovich动力学模型更适合于Mg/La复合材料对水中磷酸盐的吸附动力学过程. Mg/La复合材料对水中磷酸盐的吸附去除具有较为广阔的pH适应性.溶液共存Ca^(2+)极大地促进了Mg/La复合材料对水中磷酸盐的吸附,而共存的Na^(+)、K^(+)、Mg^(2+)、Cl^(-)、HCO_(3)^(-)和SO_4^(2-)的影响可忽略不计. Mg/La复合材料吸附水中磷酸盐的机理为La(OH)_(3)与磷酸盐之间的配位体交换作用和Mg(OH)_(2)与磷酸盐之间的化学反应作用. Mg/La复合材料单独覆盖及联合或单独使用PMS添加均可以有效抑制缺氧条件下水体底泥内源磷的释放,使得上覆水体中溶解态活性磷(SPR)浓度处于很低水平,并且它们的控磷效果均优于单独添加PMS.绝大多数被Mg/La复合材料覆盖层所吸附的磷以盐酸提取态磷(HCl-P)和残渣态磷(Res-P)形式存在,在缺氧且pH(5—9)条件下难以被重新释放. Mg/La复合材料是一种有希望用于控制缺氧条件下水体底泥磷释放的活性覆盖材料.

关键词：镁镧复合材料覆盖过硫酸氢钾添加联用底泥内源磷释放控制