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生态塘底泥磷吸收/释放行为及作用机制

哈尔滨工业大学学报 2007年第6期39卷 891-896页

作者：彭剑峰王宝贞宋永会王琳哈尔滨工业大学市政环境工程学院哈尔滨150090 中国环境科学研究院北京100012 中国海洋大学环境科学与工程学院山东青岛266003

研究pH和Eh对复合生态塘系统表层底泥磷吸收/释放行为的影响,考察不同pH和Eh下各形态磷的吸收/释放潜力及其相关机制,详细探讨Eh逐渐升高对铁磷(Fe-P)形成过程影响.结果表明,不同pH下底泥对各形态磷的束缚力差异明显:铁磷和铝磷在pH=7和... 详细信息

研究pH和Eh对复合生态塘系统表层底泥磷吸收/释放行为的影响,考察不同pH和Eh下各形态磷的吸收/释放潜力及其相关机制,详细探讨Eh逐渐升高对铁磷(Fe-P)形成过程影响.结果表明,不同pH下底泥对各形态磷的束缚力差异明显:铁磷和铝磷在pH=7和pH=8时结合能力最强;碱可提取有机磷(OPalk)在pH=5时结合能力最强;而钙磷在pH=9结合能力最强.Eh主要通过改变Fe(Ⅱ)和Fe(Ⅲ)的相对含量及磷的形成机制影响底泥对磷的吸收/释放.随着Eh由-650 mV升高到-50 mV,Fe(Ⅱ)逐渐氧化为Fe(Ⅲ),而Fe(Ⅲ)的还原受腐殖质络合所抑制,底泥中以P-Fe3+-O-HS-M+形式存在的Fe(Ⅲ)-P显着增加.

关键词：生态塘底泥磷吸收/释放 Eh pH

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水体底泥磷释放及控制研究进展

绿色科技 2022年第14期24卷 16-22页

作者：郝汉舟汤民张文胜张丽雅董锟杨昌鸿刘佳茹湖北科技学院资源环境科学与工程学院湖北咸宁437100 湖北科技学院长江中游水土资源研究中心湖北咸宁437100 湖北省地质局第四地质大队湖北咸宁437100

由于在我国湖泊富营养化现象普遍,已成为生态环境修复的重难点问题。减少水体表层沉积物磷的释放是控制水体富营养化的关键。研究底泥磷释放的基本规律及控制底泥磷释放有重要的理论和实践意义。分析了目前底泥磷形态提取方法、各形态... 详细信息

由于在我国湖泊富营养化现象普遍,已成为生态环境修复的重难点问题。减少水体表层沉积物磷的释放是控制水体富营养化的关键。研究底泥磷释放的基本规律及控制底泥磷释放有重要的理论和实践意义。分析了目前底泥磷形态提取方法、各形态磷特征、影响磷形态的各物理、化学、生物因素的作用规律,以及底泥磷释放对生态环境及水质的影响。梳理了底泥磷的不同治理方法,并得到了以下结论:①底泥磷形态主流提取方法是SMT,但该方法分离出来的磷形态少,不便于后续细致研究。②被沉积物中的氧化物、氢氧化物以及粘土矿物颗粒表面等吸附的弱吸附态磷,在外界条件变化的情况下可以重新释放至上覆水,是水体磷二次释放的重要来源.温度、扰动、混浊度、pH值、溶解氧含量、盐度、水体生物等因子均可影响底泥磷的释放。③底泥磷的修复有物理、化学和生物方法,目前主流是生物方法(微生物+植物)和化学方法(钝化剂等),物理方法虽成熟,但其所耗大,不易广泛使用。最后提出了镧改性膨润土锁磷剂、镧铝改性凹凸棒锁磷剂是较为理想的磷钝化剂,但需要深入开展生态风险的研究。在磷形态中需要开展Zr-oxide DGT有效磷与SMT方法的对比研究。未来需要深入开展沉积物有机磷形态及生态风险研究。

关键词：底泥磷形态影响因素修复技术

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贵州红枫湖底泥磷释放的模拟实验研究

地球与环境 2015年第2期43卷 243-251页

作者：张红陈敬安王敬富杨海全计永雪中国科学院地球化学研究所环境地球化学国家重点实验室贵阳550002 中国科学院大学北京100049

在实验室条件下,模拟了温度、溶解氧（Dissolved Oxygen,DO）、pH、扰动、微生物等环境因子对红枫湖底泥磷释放的影响。实验结果表明：（1）底泥磷的释放量随温度的升高而增大,5℃时底泥磷的释放通量为0.59mg·m-2·d-1;25℃和35℃时底... 详细信息

在实验室条件下,模拟了温度、溶解氧（Dissolved Oxygen,DO）、pH、扰动、微生物等环境因子对红枫湖底泥磷释放的影响。实验结果表明：（1）底泥磷的释放量随温度的升高而增大,5℃时底泥磷的释放通量为0.59mg·m-2·d-1;25℃和35℃时底泥磷的释放通量分别为1.25和3.68mg·m-2·d-1。（2）厌氧（DO〈2.0mg/L）条件下,底泥磷释放显著,释放通量在1.15~4.57mg·m-2·d-1之间;好氧（DO〉6.0mg/L）条件下,底泥磷的释放通量仅为0.82mg·m-2·d-1。（3）底泥磷的释放与上覆水pH值密切相关,且释放量随上覆水pH值的升高而增大,当pH=5.5和pH=7.5时,底泥磷的释放通量分别为1.15和1.25mg·m-2·d-1;当pH=9.5时,底泥磷的释放通量为4.57mg·m-2·d-1。（4）扰动条件下的底泥磷释放通量（2.62mg·m-2·d-1）明显大于静置条件下的底泥磷释放通量（1.25mg·m-2·d-1）。（5）微生物对底泥磷释放有明显影响,灭菌条件下的底泥磷释放量明显大于有微生物条件下的底泥磷释放量。综上所述,高温、厌氧、高pH值、强烈扰动均可促进红枫湖底泥磷的释放,微生物对底泥磷释放有明显抑制作用。基于红枫湖底泥磷释放模拟实验结果,计算了不同环境条件下红枫湖底泥磷的释放通量,在此基础上估算出红枫湖夏季热分层期间（6~9月）底泥磷释放量约为8.58t,占红枫湖水体总磷负荷（约28t）的30.6%,表明红枫湖底泥内源磷释放对水体磷负荷和富营养化有重要贡献,亟待开展底泥内源污染治理。

关键词：红枫湖底泥磷释放量释放通量

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不同扰动下底泥磷的转化机制

不同扰动下底泥磷的转化机制

作者：蔡顺智苏州科技大学

学位级别：硕士

磷在水体中如何迁移转化是个很值得研究的课题,现在,在构建浅水湖泊磷迁移转化理论体系过程中,有诸多关键的科学问题尚未解决,基于以往的研究主要集中在上覆水磷浓度形态的变化上而忽视了底泥界面对于水体磷迁移转化的作用,仅此只能解... 详细信息

磷在水体中如何迁移转化是个很值得研究的课题,现在,在构建浅水湖泊磷迁移转化理论体系过程中,有诸多关键的科学问题尚未解决,基于以往的研究主要集中在上覆水磷浓度形态的变化上而忽视了底泥界面对于水体磷迁移转化的作用,仅此只能解决了上覆水中磷形态变化的科学问题。而实际上物理或者底栖生物对底泥产生扰动,都可以在横向或者纵向使得底泥的微环境和微界面发生改变,而这样一种改变对底泥磷的转化可能造成重要的影响。因此,在揭示“底泥磷怎样转化的机制”科学规律方面仍需进一步研究。本文主要从两个方面研究问题,从仅存在内源磷条件下,重点研究不同扰动下底泥的微环境和磷形态的横向变化,辅之以上覆水的研究,再结合再投加外源磷情况下,纵向研究各组不同扰动下实验过程中底泥磷的动态变化过程和上覆水磷的迁移过程。综合分析底泥磷单纯和组合叠加作用,以不同底泥扰动状态下底泥磷迁移转化过程机制作为突破重点,从而揭示内源磷再生和转化的行为过程机制等科学问题,能有利于整个浅水湖泊磷迁移转化体系完善,可以从最基础理论层面进一步为浅水湖泊富营养化引发机制和预防策略的制定提供理论参考依据。结果表明,组合扰动下加入河蚬会进一步增大了底泥的pH,对pH的影响范围扩至深度为20～30mm,而河蚬和藻类的共同加入会导致底泥的pH进一步扩大。随着扰动因素的增加,上覆水及底泥内部溶解氧含量明显降低。河蚬的引入,增加了内源磷释放趋势,导致上覆水中不同形态磷含量明显增加(但部分磷可能来源于河蚬的排泄物),而藻类的加入对内源磷释放的诱导作用更持久,间隙水中DIP含量的降低则充分证明了这一点。随着扰动因素的增加,内源磷释放幅度加大,并且由NH4Cl-P转化为Fe/Al-P的比重也逐渐增加。河蚬的加入使内源磷释放幅度增大的主要原因是河蚬生物引灌、大量消耗溶解氧和增大pH。在外源磷输入下,物理扰动能进一步使上覆水中各种形态磷含量降低,而生物扰动和组合扰动的作用与之相反。物理扰动能减少间隙水中DIP的含量,但减少程度不如生物扰动组和组合扰动组高。3种扰动都能促进Fe/Al-P的形成,其中,物理扰动的Fe/Al-P各层平均形成量最大,3种扰动都有利于Ca-P的生成,但物理扰动促进作用最大。物理扰动组AAP含量一直在减小,说明物理扰动明显促进了AAP向闭蓄态的Fe/Al-P或者Ca-P转化,而生物扰动和组合扰动在一定程度上也能促进AAP向闭蓄态磷的转化。

关键词：不同扰动底泥磷迁移转化不同形态外源磷

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钢渣除磷特性和钝化黑臭底泥的研究

钢渣除磷特性和钝化黑臭底泥的研究

作者：鲁苇武汉科技大学

学位级别：硕士

在我国,随着社会的发展,城市化程度越来越高,但随之而来引起的城市水体污染也越来越严重,外源磷和内源磷是主要的磷污染来源,当外源性磷得到治理后,内源性磷就是黑臭水体主要的控制重点,黑臭水体的治理应遵循适用性、综合性、经济性、... 详细信息

在我国,随着社会的发展,城市化程度越来越高,但随之而来引起的城市水体污染也越来越严重,外源磷和内源磷是主要的磷污染来源,当外源性磷得到治理后,内源性磷就是黑臭水体主要的控制重点,黑臭水体的治理应遵循适用性、综合性、经济性、长效性和安全性的技术路线。因此,控制内源磷释放对于根治黑臭水体、实现长治久清具有重要意义。本研究基于钢渣富含钙元素和多孔吸附的特点,研究钢渣去除水中的磷和钝化底泥(控制底泥内源磷的释放)。首先选取钢渣粒径和投加量为影响因素,研究其对水中除磷和底泥控磷的影响,以水体p H范围为约束,确定最优工况和过程参数;然后对系统连续运行状态下的水质变化、底泥磷形态、Ca和Fe进行监测和分析;最后从钢渣等温吸附、动力学、浸出Ca规律、SEM-EDS、XRD来揭示钢渣结晶除磷的机理。结果表明:钢渣投加量对除磷的影响强于粒径,最优工况下(1.5 g 20目)钢渣使上覆水的磷减少了54.7%,底泥Fe/Al-P减少了70.9%,底泥Ca-P减少了16.4%,底泥OP减少了56.2%,底泥的TP减少了40.4%,生物有效磷减少了65%,有效降低了底泥向上覆水释放磷的风险,且不影响水体DO,p H值上升了0.88个单位。钢渣向水中缓释Ca,界面处高浓度Ca和OH为结晶除磷除提供了成核条件。钢渣通过钙磷结晶沉淀和单分子层化学吸附来除磷,其吸附特性符合准二级动力学和Langmuir吸附等温式,通过XRD和SEM-EDS分析可知,反应后钢渣中钙离子明显减少,除磷的产物主要为Ca HPO4、Ca(PO)、Ca(OH)(PO)、Mg HPO。采用高温法再生钢渣,再生钢渣的除磷率可以达到80%,重复利用5个周期后,除磷率仍保持在72%。钢渣采用磁性回收,减少污染。

关键词：黑臭水体钢渣底泥磷结晶除磷 Ca2+