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典型城市河道氮、磷自净能力影响因素
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典型城市河道氮、磷自净能力影响因素
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3秒自动关闭窗口室内受控条件下栉孔扇贝的氮、磷排泄特征及其对养殖环境的污染压力--《中国海洋大学》2005年硕士论文
室内受控条件下栉孔扇贝的氮、磷排泄特征及其对养殖环境的污染压力
【摘要】：栉孔扇贝是我国的主要海水养殖贝类之一,随着贝类养殖发展规模的日益扩大,养殖环境恶化,病害增多,其原因显然和扇贝养殖的自身污染密切相关。贝类的排泄是对养殖海域水质产生影响的主要因素,而氮、磷是扇贝排泄物对水体影响较大的两种元素,因此对扇贝排泄物中氮、磷的形态分析、排泄速率及颗粒态氮、磷排泄物的降解速率的研究是十分必要的。
扇贝的氮、磷排泄主要存在两种形式,即主要由排尿过程形成的溶解态氮、磷和由排粪过程形成的颗粒态氮、磷。实验通过半现场流水生物沉积法对扇贝的排泄物氮、磷形态及各形态排泄物的排泄速率进行了测定计算。同时,采取室内模拟实验方法测定了颗粒态排泄物中有机氮、磷的降解速率。并探讨了在实验条件下,温度、壳长及饵料密度等环境因子对氮排泄量的影响,建立了相关数学模型,并对假粪产生的阈值条件进行了估算。
结果表明,在实验条件范围内,扇贝排泄物中Nd、Np的分布范围分别为:2.12±1.21μg/h/ind,0.78±0.63μg/h/ind,Pd、Pp的分布范围分别为:0.41±0.33μg/h/ind,0.17±0.15μg/h/ind。Nd、Np占总氮排泄量的百分比分别为72.9%、27.1%,其中氨氮占49.6%,Pd、Pp占总磷排泄量的百分比分别为70.4%、29.6%。各形态N、P排泄速率均随着温度的升高而增加。在实验设定的温度及叶绿素a浓度范围内,均有假粪的产生,假粪与真粪排泄量与叶绿素a的浓度正相关,且在叶绿素a浓度超过54.07±6.92ug/L时,假粪排泄量的增幅明显开始高于真粪。在实验温度下,扇贝颗粒态排泄物中总氮、总磷的降解速率分别为:0.235mg·d~(-1)、0.061mg·d~(-1)。溶解于水体的COD降解速率常数k的分布范围为0.066～0.012,平均为0.09。在实验温度范围内(9.2～27.3℃)Nd和Np均随温度和壳长(或体重)的增加呈减速增大的趋势,它与温度和壳长之间的关系均可用对数曲线加以定量
【学位授予单位】：中国海洋大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2005【分类号】：X714
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【引证文献】
中国期刊全文数据库
葛长字;;[J];系统仿真学报;2006年S2期
张彩明;陈应华;;[J];中国渔业质量与标准;2012年03期
中国博士学位论文全文数据库
葛长字;[D];中国科学院研究生院（海洋研究所）;2006年
张继红;[D];中国科学院研究生院（海洋研究所）;2008年
【参考文献】
中国期刊全文数据库
周毅,杨红生,毛玉泽,袁秀堂,张涛,刘鹰,张福绥;[J];动物学杂志;2003年04期
张景山;[J];水产科学;1999年01期
韩家波，木云雷，王丽梅;[J];水产科学;1999年04期
安虎仁，钱易，顾夏声;[J];环境科学与技术;1994年04期
季如宝,毛兴华,朱明远;[J];黄渤海海洋;1998年01期
陈静生,张宇,于涛,何大伟;[J];环境科学学报;2004年01期
王泽良,陶建华,季民,孙志伟;[J];海洋通报;2004年01期
匡世焕,方建光,孙慧玲,李锋;[J];海洋与湖沼;1996年02期
王运涛,相建海;[J];海洋与湖沼;1999年06期
李宝泉,杨红生,张涛,周毅,张春晓;[J];海洋与湖沼;2002年02期
中国硕士学位论文全文数据库
武晋宣;[D];中国海洋大学;2005年
【共引文献】
中国期刊全文数据库
马骏;付荣恕;;[J];山东农业科学;2010年02期
叶建生;王兴强;马甡;阎斌伦;;[J];安徽农学通报;2007年03期
王庄;铁柏清;刘作云;;[J];安徽农学通报(上半月刊);2010年21期
李金碧;龚世园;喻达辉;;[J];安徽农业科学;2009年05期
斯广杰;陈丕茂;陈勇;贾晓平;;[J];安徽农业科学;2009年19期
蒙珍金;覃盈盈;;[J];安徽农业科学;2010年06期
程波;舒凤月;张承德;郭尚敬;;[J];安徽农业科学;2010年07期
葛长字;秦耿;彭小经;;[J];安徽农业科学;2010年10期
谢起浪;刘伟成;冀德伟;陈少波;周志明;单乐州;;[J];安徽农业科学;2010年14期
闫慧;陈杰;;[J];安徽农业科学;2010年22期
中国重要会议论文全文数据库
杨亮秀;杨常亮;刘卫红;杨桐;傅强;;[A];2011中国环境科学学会学术年会论文集（第一卷）[C];2011年
叶勇;;[A];2011中国环境科学学会学术年会论文集（第三卷）[C];2011年
刘晃;徐皓;蒋励;;[A];全国畜禽和水产养殖污染监测与控制治理技术交流研讨会论文集[C];2008年
孙虎山;王宜艳;闫冬春;;[A];全国畜禽和水产养殖污染监测与控制治理技术交流研讨会论文集[C];2008年
林尤通;杨锋;陆建明;叶健欣;吴银笑;;[A];中国南方十六省（市、区）水产学会渔业学术论坛第二十六次学术交流大会论文集（下册）[C];2010年
罗杰;刘楚吾;李锋;曾理想;;[A];中国海洋学会2007年学术年会论文集（下册）[C];2007年
王运芳;廉雪琼;;[A];广西环境科学学会年度学术论文集[C];2003年
郭海燕;王昭萍;于瑞海;王芳;林志华;;[A];中国海洋湖沼学会、中国动物学会贝类学分会第十二次学术讨论会论文集[C];2005年
王尚洪;欧阳珊;高建华;赵大显;凌高;吴小平;;[A];中国海洋湖沼学会、中国动物学会贝类学分会第十二次学术讨论会论文集[C];2005年
张福绥;杨红生;;[A];贝类学论文集（第Ⅸ辑）[C];1999年
中国博士学位论文全文数据库
刘学海;[D];中国海洋大学;2009年
金波昌;[D];中国海洋大学;2010年
张明亮;[D];中国科学院研究生院（海洋研究所）;2011年
林明太;[D];陕西师范大学;2011年
钟蕾;[D];湖南农业大学;2011年
邓可;[D];中国海洋大学;2011年
姜森颢;[D];中国海洋大学;2011年
林听听;[D];中国海洋大学;2011年
彭薇;[D];中国海洋大学;2011年
向先全;[D];天津大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库
杨慧君;[D];华中农业大学;2010年
赵巧玲;[D];华中农业大学;2010年
殷鹏;[D];中国海洋大学;2010年
李佩佩;[D];中国海洋大学;2010年
王娜;[D];中国海洋大学;2010年
张凯;[D];中国海洋大学;2010年
李子牛;[D];中国海洋大学;2010年
张立通;[D];中国海洋大学;2010年
卓亮亮;[D];中国海洋大学;2010年
陈爱玲;[D];中国海洋大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库
雷泽湘;谢贻发;徐德兰;刘正文;;[J];安徽农业科学;2006年03期
贺诗水;;[J];安徽农业科学;2009年17期
周静波;张宗应;;[J];安徽农业科学;2009年21期
隋锡林,王庆成;[J];水产科学;1990年02期
李永民,王向阳,刘义海;[J];水产科学;2000年02期
罗琳,舒廷飞,温琰茂;[J];水产科学;2002年03期
杨蕾,舒廷飞,温琰茂;[J];水产科学;2003年04期
闫茂仓;陈少波;单乐州;谢起浪;;[J];水产科学;2009年08期
段德玉,刘小京,李存桢,乔海龙;[J];草业学报;2005年01期
桂福坤,王炜霞,张怀慧;[J];大连水产学院学报;2002年01期
中国重要会议论文全文数据库
刘涛;王国良;刘岩;于丹;宋洪泽;宫庆礼;崔竞进;;[A];2008年中国水产学会学术年会论文摘要集[C];2008年
中国重要报纸全文数据库
本报记者 王建高 特约记者 邢桂方;[N];科技日报;2005年
李乃胜;[N];科技日报;2008年
廖洋　实习生
寇大鹏;[N];科学时报;2010年
中国博士学位论文全文数据库
刘桂梅;[D];中国科学院研究生院（海洋研究所）;2002年
中国硕士学位论文全文数据库
张立通;[D];中国海洋大学;2010年
葛明;[D];中国海洋大学;2003年
马志敏;[D];中国海洋大学;2004年
梁忠秀;[D];中国海洋大学;2004年
王晓丽;[D];中国海洋大学;2004年
武晋宣;[D];中国海洋大学;2005年
吴鹏;[D];中国海洋大学;2007年
贾海波;[D];中国海洋大学;2008年
胡东方;[D];中国海洋大学;2009年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库
闫家国;黄洪辉;齐占会;刘华雪;刘永;张汉华;;[J];广东农业科学;2012年16期
林听听;来琦芳;陆建学;么宗利;李子牛;王慧;周凯;;[J];海洋渔业;2012年02期
李超伦;张永山;孙松;吴玉霖;方建光;张继红;;[J];渔业科学进展;2010年04期
史洁;魏皓;赵亮;方建光;张继红;;[J];渔业科学进展;2010年04期
魏皓;赵亮;原野;史洁;樊星;刘志宇;王鲁宁;袁承仪;王玉衡;魏莱;;[J];渔业科学进展;2010年04期
廖秀丽;黄洪辉;刘华雪;戴明;于杰;田梓杨;;[J];海洋科学;2013年05期
蒲新明;傅明珠;王宗灵;张新军;;[J];生态学报;2012年19期
傅明珠;蒲新明;王宗灵;刘新杰;;[J];生态学报;2013年01期
王海华;傅义龙;徐先栋;饶毅;陈文静;盛银平;;[J];中国生态农业学报;2013年08期
中国博士学位论文全文数据库
史洁;[D];中国海洋大学;2009年
尹洁慧;[D];中国科学院研究生院（海洋研究所）;2013年
中国硕士学位论文全文数据库
姜翠;[D];中国海洋大学;2011年
柯盛;[D];广东海洋大学;2010年
王丽;[D];国家海洋局第一海洋研究所;2010年
李秀玉;[D];中国海洋大学;2012年
王振钟;[D];中国海洋大学;2012年
辛俊宏;[D];中国海洋大学;2012年
李强勇;[D];广东海洋大学;2013年
甘淑钗;[D];华东师范大学;2013年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库
程振明,王琦,孔泳滔,朱嘉森,马福恒,陈顺华;[J];水产科学;1999年06期
李传伦;[J];水产科学;2000年03期
张景山;[J];水产科学;1999年01期
王吉桥,李德尚,董双林,王克行,田相利;[J];大连水产学院学报;1999年01期
吴增茂，俞光耀;[J];地球科学进展;1996年01期
周毅,张福绥,杨红生,马锡年;[J];分析试验室;2001年06期
康兴伦,李培泉,刘玉珊,夏达英,朱儒弟,边洪村;[J];黄渤海海洋;1990年03期
季如宝,毛兴华,朱明远;[J];黄渤海海洋;1998年01期
贾振邦，赵智杰，吕殿录，辛会忠，刘春，李铁庆;[J];环境保护科学;1996年02期
陈静生,何大伟,张宇;[J];环境化学;2003年06期
中国重要会议论文全文数据库
周毅;杨红生;吴玉霖;何义朝;张福绥;;[A];贝类学论文集（第Ⅸ辑）[C];1999年
中国博士学位论文全文数据库
周毅;[D];中国科学院海洋研究所;2000年
【相似文献】
中国期刊全文数据库
薛飞,周维仁,徐为民;[J];河北渔业;2004年03期
吴清盛;[J];化工生产与技术;1994年01期
张恒军,吴群河;[J];环境技术;2003年S1期
李木子;[J];辽宁城乡环境科技;2001年02期
许忠能,林小涛,周小壮,廖志洪,游江涛,黄云峰;[J];环境科学;2002年06期
张智,林艳,梁健;[J];重庆环境科学;2002年03期
吕福荣,杨海波,李英敏;[J];生物学杂志;2003年02期
杨栋梁;[J];印染;1998年07期
马效民,刘兴坡,臧景红;[J];河北建筑工程学院学报;2001年02期
章卫华,李广贺,邵辉煌,张旭,卢晓霞;[J];环境科学研究;2002年02期
中国重要会议论文全文数据库
林莉;郑仁垟;朱月香;谢有畅;;[A];第十三届全国催化学术会议论文集[C];2006年
张琪;方海兰;;[A];中国土壤学会第十一届全国会员代表大会暨第七届海峡两岸土壤肥料学术交流研讨会论文集（中）[C];2008年
尹斌;朱兆良;;[A];中国地壤学会第十次全国会员代表大会暨第五届海峡两岸土壤肥料学术交流研讨会文集（面向农业与环境的土壤科学专题篇）[C];2004年
韩爱云;黄仁录;;[A];河北省畜牧兽医学会2004年学术年会论文集[C];2004年
董银喜;曹志军;李胜利;杨敦启;;[A];中国畜牧兽医学会动物营养学分会第十次学术研讨会论文集[C];2008年
殷艳霞;石勇;周炜;;[A];中国环境科学学会2006年学术年会优秀论文集（中卷）[C];2006年
邹积军;林清丽;;[A];首届山东材料大会论文集（土木建筑篇 下）[C];2007年
王雪松;王齐;陈春城;马万红;赵进才;;[A];第五届全国环境化学大会摘要集[C];2009年
谢正苗;王碧玲;;[A];第五届全国环境化学大会摘要集[C];2009年
陈灏;张木兰;高爽;郅海威;;[A];中国生态学会2006学术年会论文荟萃[C];2006年
中国重要报纸全文数据库
本报记者 沈 洪;[N];中国质量报;2005年
;[N];中国水利报;2005年
陈悦　宏伟
申吉忠;[N];烟台日报;2010年
晓梅;[N];中国渔业报;2010年
高蕾;[N];科技日报;2004年
辛化;[N];物资信息报;2005年
胡宇;[N];瓜果蔬菜报.农业信息周刊;2005年
铁铮;[N];科技日报;2005年
铁铮;[N];中国绿色时报;2004年
中国农业大学资源与环境学院
河北农业大学资源与环境学院
马文奇;[N];农资导报;2005年
中国博士学位论文全文数据库
张明亮;[D];中国科学院研究生院（海洋研究所）;2011年
程洁;[D];中国海洋大学;2010年
戴纪翠;[D];中国科学院研究生院（海洋研究所）;2007年
林听听;[D];中国海洋大学;2011年
陈志斌;[D];沈阳农业大学;2001年
高雷;[D];复旦大学;2005年
张乃星;[D];中国科学院研究生院（海洋研究所）;2008年
谈艳苗;[D];中国海洋大学;2013年
张阳武;[D];东北林业大学;2009年
沈根祥;[D];浙江大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库
宋娴丽;[D];中国海洋大学;2005年
姚芳;[D];浙江大学;2005年
徐玉慧;[D];吉林大学;2006年
张连云;[D];内蒙古农业大学;2008年
钱振杰;[D];西北大学;2005年
赵静;[D];河海大学;2006年
刘伟;[D];华东师范大学;2005年
姚瑞清;[D];南京农业大学;2005年
王中敏;[D];华中农业大学;2005年
梅向阳;[D];昆明理工大学;2007年
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400-819-9993水体沉积物中的氮磷释放规律研究_甜梦文库
水体沉积物中的氮磷释放规律研究
分类号：Ｕ Ｄ Ｃ：学校代号：１１８４５ 密级： 学 号：２１１０８０７５７４广东工业大学硕士学位论文（工学硕士）水体沉积物中的氮磷释放规律研究林华实指导教师姓名、职称： 企业导师姓名、职称：专业或领域名称?０ 学生所属学院： 论文答辩日期：
Ａ Ｄｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎ Ｓｕｂｍｉｔｔｅｄ ｔｏ Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｆｏｒ ｔｈｅ Ｄｅｇｒｅｅ ｏｆ Ｍａｓｔｅｒ ｏｆ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ＳｃｉｅｎｃｅＴｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ ｒｅｌｅａｓｅ ｌａｗ ｏｆ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ａｎｄｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ ｉｎ ｓｅｄｉｍｅｎｔＭ．Ｓ．Ｃａｎｄｉｄａｔｅ：Ｈｕａｓｈｉ Ｌｉｎ Ｓｕｐｅｒｖｉｓｏｒ：ＡｓｓｏｃｉａｔｅＰｒｏｆ．Ｗｅｎｓｏｎｇ ＣｈｅｎＡｐｒｉｌ ２０１１ ｏｆ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｆａｃｕｌｔｙ Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ。Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ，Ｐ－Ｒ．Ｃｈｉｎａ，５１ ０００６
摘要摘要水体沉积物是自然水域的重要组成部分，当外源污染得到有效控制后，沉积 物向上覆水体所释放的污染物就成为新的污染源，并且难以控制。所以研究水体 沉积物的释放规律对控制沉积物释放污染物有着重要意义。本文采用实验室模拟 的方法研究水体沉积物（氮、磷）的释放规律，主要的研究内容包括以下两点： （１）在实验室进行室内的模拟实验，通过调节ｐＨ值、溶解氧量、温度和搅 拌速度，分别模拟在不同ｐＨ值、溶解氧、温度和扰动条件下的沉积物中氮磷的 释放。通过测试ＴＮ、ＮＨ４＋－Ｎ、Ｎ０３－－Ｎ、ＴＰ、Ｐ０４３－－ｐ等指标，探讨各因素对沉 积物氮磷释放量和释放速率的影响。 （２）运用ＳＰＳＳ软件分析实验数据，从分析结果中得出各影响因素对释放量 和释放速率的作用大小，筛选出影响较大的因素，排除影响较小的因素，判别出 哪个因素是影响释放的主要因素。 在本文中，通过结合室内模拟实验和数据的分析，可知道影响氮磷释放的主 要因素。然而，由于氮，磷释放的影响因素复杂和本实验得出的数据有限，沉积 物释放模型的系数还不能确定下来，笔者仅根据前人研究得出的模拟方程，代入 本实验得出的数据进行验证，从而判断其方程的可行性和适用性。经过本实验研 究可得出以下几点： （１）温度对磷的影响显著，高温加快磷的释放；磷的释放量随ｐＨ的增加 呈Ｕ型变化，在中性的时候释放量最低；高溶解氧能够抑制磷的释放。 （２）高温使氨氮的含量显著增加，但对总氮影响不大；ｐＨ值的降低有利于 氮的释放，但ｐＨ的升高对氮的释放没明显影响；随着含氧量的增加，明显减小 总氮的释放量。 （３）扰动能够使氮磷的释放量和释放速率增大，强度越大增加越明显。 （４）经过ＳＰＳＳ软件的分析，溶解氧和氮磷在沉积物和间隙水中的浓度差 是影响氮磷释放的主要因素。关键词：沉积物；氮；磷；释放规律广东工业大学硕士学位论文ＡＢＳＴＲＡＣＴＳｅｄｉｍｅｎｔ ｉｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ｏｆ ｎａｔｕｒａｌ ｗａｔｅｒｓ，ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｅｘｔｅｒｎａｌｓｏｕｒｃｅｐｏｌｌｕｔｉｏｎｈａｓ ｂｅｅｎ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ，ｔｈｅａｓｅｄｉｍｅｎｔｏｖｅｒｌｙｉｎｇ ｗａｔｅｒ ｏｆｐｏｌｌｕｔａｎｔｓｒｅｌｅａｓｅｄ ｔｏ ｂｅｃｏｍｅｎｅｗｓｏｕｒｃｅｏｆｏｎｐｏｌｌｕｔｉｏｎ，ａｎｄ ｄｉｆｆｉｃｕｌｔｔｈｅ ｒｅｌｅａｓｅ ｏｆｔｏ ｃｏｎｔｒｏＬ Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｔｈｅｒｅｌｅａｓｅ ｏｆ ｓｅｄｉｍｅｎｔ ｃｏｎｔｒｏｌ ｌａｗｓｐｏｌｌｕｔａｎｔｓｉｎｓｅｄｉｍｅｎｔｓｏｆ ｇｒｅａｔｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ．Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｌａｂｏｒａｔｏｒｙｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｅｄｉｍｅｎｔ（ｎｉｔｒｏｇｅｎ，ｔｗｏｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ）ｒｅｌｅａｓｅ ｒｕｌｅ．Ｔｈｅ ｓｔｕｄｙ ｉｎｃｌｕｄｅｓ ｔｈｅ ｆｏｌｌｏｗｉｎｇｐｏｉｎｔｓ：ｔｈｅ ｐＨ，（１）Ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｏｏｍ ｉｎ ｔｈｅｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ，ｂｙ ａｄｊｕｓｔｉｎｇｓｔｉｌｌｒｉＩ玛ｓｐｅｅｄ ｗｅｒｅｄｉｓｓｏｌｖｅｄ ｏｘｙｇｅｎ；ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｄｉｓｓｏｌｖｅｄａｎｄｓｉｍｕｌａｔｅｄａｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｐＨ，ｏｘｙｇｅｎ，ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ａｎｄｄｉｓｔｕ．ｒｂａｎｃｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｔｈｅ ｒｅｌｅａｓｅ ｏｆ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ａｎｄ ｏｔｈｅｒｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ ｉｎ ｔｈｅｓｅｄｉｍｅｎｔｓ．Ｔｅｓｔｉｎｇ ＴＮ，ＮＨ４＋－Ｎ，Ｎ０３．．Ｎ，Ｔ只Ｐ０４３＂．ｐ ａｎｄｏｎｉｎｄｅｘｅｓ ｏｆ ｖａｒｉｏｕｓ ｆａｃｔｏｒｓ ｔｈｅ ｒｅｌｅａｓｅ ｒａｔｅ．ｓｅｄｉｍｅｎｔ ｎｉｔｒｏｇｅｎａｎｄｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ ｒｅｌｅａｓｅ ｖｏｌｕｍｅ ａｎｄ（２）ｍｕ∞ｏｆ ＳＰＳＳ ｔｏ ａｎａｌｙｚｅ ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｄａｔａ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆｅａｃｈ ｆａｃｔｏｒ ｉｎ ｔｈｅ ｒｅｌｅａｓｅａｎｄｒｅｌｅａｓｅｒａｔｅ ｏｎｔｈｅ ｒｏｌｅ ｏｆ ｔｈｅ ｓｉｚｅ ｏｆ ｓｅｌｅｃｔｅｄ ｉｎｆｌｕｅｎｔｉａｌｆａｃｔｏｒｓ，ｅｘｃｌｕｓｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｓｍａｌｌｅｒ ｆａｃｔｏｒｓ，ｗｈｉｃｈ ｆａｃｔｏｒｓ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅ ｔｈｅ ｒｅｌｅａｓｅ ｏｆ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｆａｃｔｏｒｓ． Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ｔｈｒｏｕｇｈ ｄａｔａａｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ ｏｆｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓａｎｄａｎａｌｙｓｉｓ，ｍａｙｋｎｏｗ ｔｈｅｔｏｍａｉｎｆａｃｔｏｒｓ ａｆｆｅｃｔ ｔｈｅ ｒｅｌｅａｓｅ ｏｆ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ａｎｄｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｄｕｅｎｉｔｒｏｇｅｎ ａｎｄ ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ ｒｅｌｅａｓｅ ｆａｃｔｏｒｓ ｏｆ ｃｏｍｐｌｅｘｉｔｙｎｏｔａｎｄ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｄａｔａ ａｒｅ ｌｉｍｉｔｅｄ，ｔｈｅ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｏｆ ｓｅｄｉｍｅｎｔ ｒｅｌｅａｓｅ ｍｏｄｅｌ Ｃａｎｂｅ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ，ｔｈｅ ａｕｔｈｏｒ ｄｅｒｉｖｅｄ ｆｒｏｍ ｐｒｅｖｉｏｕｓ ｓｔｕｄｉｅｓ ｂａｓｅｄ ｏｎｌｙｅｑｕａｔｉｏｎ，ｓｕｂｓｔｉｔｕｔｉｎｇｏｎｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｄａｔａ ｉｎｔｏ ｔｈｅ ｖａｌｉｄａｔｉｏｎ ｉｎ ｏｒｄｅｒｔｏｄｅｔｅｒｍｉｎｅｔｈｅｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｅｑｕａｔｉｏｎ．Ａｆｔｅｒ ｔｈｉｓｃａｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｔｈｅ ｆｏｌｌｏｗｉｎｇ ｐｏｉｎｔｓｂｅ ｄｒａｗｎ：（１）Ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｎｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ，ｈｉｇｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｔｏｓｐｅｅｄｕｐ ｔｈｅ ｒｅｌｅａｓｅ ｏｆ ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ．Ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ ｒｅｌｅａｓｅ Ｗａｓ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｗｉｔｈ Ｕ―ｐＨｎＡＢＳＴＲＡＣＴｄｉｓｓｏｌｖｅｄ ｏｘｙｇｅｎ ｃｈａｎｇｅｓ ｉｎ ｔｈｅ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｏｆ ｎｅｕｔｒａｌ ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｍｉｎｉｍｕｍ．Ｈｉｇｈ ｉｎｈｉｂｉｔ ｔｈｅ ｒｅｌｅａｓｅ ｏｆｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ．ｃａｎ（２）Ｔｈｅ ｈｉｇｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｅｆｆｅｃｔｏｎｃａｕｓｅｓ ａｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｉｎ ａｍｍｏｎｉａ ｌｅｖｅｌｓ，ｂｕｔ ｌｉｔｔｌｅｔｏｔｏｔａｌ ｎｉｔｒｏｇｅｎ．ｐＨ ｖａｌｕｅ ｉｓ ｃｏｎｄｕｃｉｖｅｒｅｄｕｃｉｎｇ ｔｈｅｒｅｌｅａｓｅ ｏｆ ｎｉｔｒｏｇｅｎ，ｂｕｔｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｏｆ ｐＨ ｄｉｄｃｏｎｔｅｎｔｎｏｔ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ａｆｆｅｃｔ ｔｈｅ ｒｅｌｅａｓｅ ｏｆ ｎｉｔｒｏｇｅｎ．Ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｏｘｙｇｅｎｉｎｃｒｅａｓｅｓ，Ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｔｏｒｅｄｕｃｅ ｔｈｅ ｔｏｔａｌ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｅｍｉｓｓｉｏｎｓ．（３）Ｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅｔｈｅ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ａｎｄ ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ ｒｅｌｅａｓｅａｎｄ ｔｈｅｒｅｌｅａｓｅｒａｔｅｉｎｃｒｅａｓｅｓ，ｔｈｅ ｍｏｒｅ ｏｂｖｉｏｕｓ ｔｈｅ ｇｒｅａｔｅｒ ｔｈｅ ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ．（４）Ａｆｔｅｒ ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ＳＰＳＳ ｓｏｆｔｗａｒｅ，ｄｉｓｓｏｌｖｅｄｏｘｙｇｅｎ ａｎｄ ｎｉｔｒｏｇｅｎａｎｄｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ｉｓ ｔｈｅ ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ ｉｎ ｔｈｅ ｓｅｄｉｍｅｎｔｓ ａｎｄ ｐｏｒｅ ｗａｔｅｒ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｆａｃｔｏｒ ｉｎ ｔｈｅ ｒｅｌｅａｓｅ ｏｆｎｉｔｒｏｇｅｎ ａｎｄ ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ．ｍａｊｏｒｌａｗ Ｋｅｙ Ｗｏｒｄ：ｓｅｄｉｍｅｎｔ；ｎｉｔｒｏｇｅｎ；ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ；ｒｅｌｅａｓｅ；。?ＩＩＩ广东工业大学硕士学位论文目录……………………………………………………………………………………………………．．Ｉ ＣＴ………………………………………………………………………………………………．．ＩＩ目录…………………………………………………………………………………………………………ＩＶＣＯＮＴＥＮＴＳ……………………………………………………………………………………………。ＶＩＩ第一章绪论…………………………………………………………………………ｌ １．１问题的提出和研究意义…………………………………………………．．１ １．２国内外沉积物释放研究进展………………………………………………２ １．２．１氮的释放……………………………………………………………４ １．２．２磷的释放．……………………………………………………………．５ １．３水体底泥释放模型研究……………………………………………………６ １．３．１沉积物―水质模型概述……………………………………………。６ １．３．２沉积物―水质模型的发展…………………………………………７ １．４本文主要研究内容及技术路线…………………………………………。８ １．４．１本文主要研究内容…………………………………………………一８ １．４．２本文技术路线………………………………………………………９ 第二章．沉积物氮磷释放的模拟实验…………………………………………。ｌｌ ２．１实验准备…………………………………………………………………．１１ ２．１．１底泥样品采集………………………………………………………１１ ２．１．２底泥和水样的分析方法……………………………………………．１２ ２．１．３底泥及上覆水体性质分析………………………………………。１３ ２．１．４沉积物氮磷释放的模拟实验方案…………………………………１４ ２．１．５释放速率和释放量的计算………………………………………．．１６ ２．２静态条件下对沉积物磷释放规律的影响………………………………．１６２．２．１ ２．２．２ｐＨ值对沉积物中磷释放的影响…………………………………．．１６ ＤＯ对沉积物中磷释放的影响……………………………………．１９２．２．３温度对沉积物中磷释放的影响……………………………………２１ＩＶ目录２．２．４小结…………………………………………………………………２５ ２．３静态条件下对沉积物氮释放规律的影响………………………………．２６２．３．１ｐＨ值对沉积物中氮释放的影响…………………………………．．２６２．３．２ ＤＯ对沉积物中氮释放的影响……………………………………．．２８２．３．３温度对沉积物中氮释放的影响……………………………………３ｌ ２．３．４小结……………………………………………………………………………………．．３５ ２．４动态条件下对沉积物氮磷释放规律的影响……………………………．３６ ２．４．１动态条件下氮的释放规律………………………………………．．３６ ２．４．２动态条件下磷的释放规律………………………………………．．３９２．４．３小结……………………………………………………………………………………．４０第三章．沉积物氮磷释放影响因素分析………………………………………．．４ｌ ３．１静态条件下的影响因素分析………．：…………………………………．．４１ ３．１．１氮磷释放速率与影响因素关系曲线拟合…………………………４５ ３．１．２底泥氮磷释放速率的主要影响因素相关分析……………………４９ ３．２动态条件的影响因素分析………………………………………………５４ 第四章．沉积物氮磷释放模型的验证…………………………………………。５７ ４．１沉积物氮磷静态释放方程的验证………………………………………５７ ４．１．１多元线性回归经验方程…………………………………………一５７ ４．１．２方程的验证………………………………………………………．５８ ４．２基于紊动扩散的沉积物静态释放方程的验证…………………………。５８ ４．２．１基于紊动扩散的底泥静态释放方程………………………………．５８ ４．２．２方程的验证………………………………………………………．．６０ ４．３底泥氮磷动态释放方程的验证…………………………………………６ｌ 结论与展望………………………………………………………………………６３ 结论…………………………………………………………………………………………………．．６３ 展望…………………………………………………………………………．“ 参考文献…………………………………………………………………………．６５ 攻读学位期间发表的论文………………………………………………………．６９ 独创性声明………………………………………………………………………．７０Ｖ广东工业大学硕士学位论文致谢．．．……………………………………………………………………………………………………．．７１ＶＩＣＯＮＴＥＮＴＳＣＯＮＴＥＮＴＳＡｂｓｔｔａｃｔ ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ………………………………………………………………………………………．ＩＡｂｓｔｒａｃｔ ｉｎ Ｅｎｇｌｉｓｈ………………………………………………………………………………………．ＩＩ Ｃｏｍｅｎｔｓ ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ……………………………………………………………………………………．ＩＶＣｏｎｔｅｎｔｓ ｉｎ Ｅｎｇｌｉｓｈ…．………………………………………………………………………………．．ＶＩＩＣｈａｐｔｅｒｌ Ｅｘｏｒｄｉｕｍ………………………………………………………………………………………ｌ１．１ Ｔｈｒｏｗ ｏｕｔａｉｓｓｕｅ ａｎｄ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｔｉｏｎ…………………………………………．１ｏｖｅｒ１．２ Ｅｖｏｌｖｅｍｅｎｔ ｏｆｒｅｓｅａｒｃｈ ｓｅｄｉｍｅｎｔ ｒｅｌｅａｓｅ ａｌｌｔｈｅ ｗｏｒｌｄ……………………．．２１．２．１ Ｒｅｌｅａｓｅ ｏｆｎｉｔｒｏｇｅｎ……………………………………………………………………４ １．２．２ １．３Ｒｅｌｅａｓｅ ｏｆｐｈｏｓｐｌｉｏｒｕｓ…．…．…．．…．．．．．．．．．．．．．．．．…………．．．．．…．．．……．…．．．．．．．．５ｒｅｌｅａｓｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ………………………………………………………６Ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｓｅｄｉｍｅｍ１．３．１ Ｓｅｄｉｍｅｎｔ．ｗａｔｅｒ ｃｈａｒａｃｔｅｒ ｍｏｄｅｌ ｓｕｍｍａｒｉｚｅ…………………………………．６１．３．２ Ｓｅｄｉｍｅｎｔ―ｗａｔｅｒ ｃｈａｒａｃｔｅｒ ｍｏｄｅｌ ｅｖｏｌｖｅｍｅｎｔ…………………………………７１．４Ｐｒｉｍａｒｙｒｅｓｅａｒｃｈ ｃｏｎｔｅｎｔ ａｎｄ ｔｅｃｈｎｉｃｃｏｎｔｅｎｔｒｏｕｔｅｉｎ ｔｈｅ ｐａｐｅｒ…………………………．．８１．４．１ Ｐｒｉｍａｒｙ ｒｅｓｅａｒｃｈ １．４．２ Ｔｅｃｈｎｉｃ Ｃｌｍｐｔｅｒ２ Ｓｉｍｕｌａｔｅｉｎ ｔｈｅ ｐａｐｅｒ…………………………………………．．８ｒｏｕｔｅ ｉｎ ｔｈｅ ｐａｐｅｒ．．．．．…．…．．．．．．．．．．．．．．．…………．．．．…．．．…．．．．…．．．…．．．９ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｏｆｓｅｄｉｍｅｎｔｒｅｌｅａｓｅ．…………………………………………．１ ｌ２．１ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｐｒｅｐａｒｅ…………………………………………………………………………．．１ １２．１．１ Ｇａｔｈｅｒｉｎｇ２．１．２ ２．１．３ｓｅｄｉｍｅｎｔｓａｍｐｌｅ………………………………………………………。１ １ａｎａｌｙｚｅ ｍｅｔｈｏｄ…………………………………．１２Ｓｅｄｉｍｅｎｔ ａｎｄ ｗａｔｅｒ ｓａｍｌｅ Ｓｅｄｉｍｅｎｔ Ｓｅｄｉｍｅｎｔａｎｄｃｏｖｅｒｗａｔｅｒ ｃｈａｒａｃｔｅｒ ａｎａｌｙｚｅ………………………………．．１３２．１．４ｎｉｔｒｏｇｅｎａｎｄ ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ ｒｅｌｅａｓｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｐｒｏｊｅｃｔ…………………………………………………………………………………．１４２．１．５ Ｒｅｌｅａｓｅ ｒａｔｅａｎｄＶＯｈｍｅ ｃａｌｃｕｌａｔｅ……………………………………………．．１６２．２ Ａｆｆｅｃｔｉｏｎ ｏｆｓｅｄｉｍｅｍ ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ ｒｅｌｅａｓｅ ｌａｗ ｉｎ ｑｕｉｅｓｃｅｎｃｙ…………………．．１６ ２．２．１ Ａｆｆｅｃｔｉｏｎ ｏｆｓｅｄｉｍｅｎｔ ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ ｒｅｌｅａｓｅ ｏｆｐＨ…………………………．．１６ ２．２．２ Ａｆｆｅｃｔｉｏｎ ｏｆｓｅｄｉｍｅｎｔ ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ ｒｅｌｅａｓｅ ｏｆＤＯ…………………………．１９ＶⅡ广东工业大学项士学位论文２．２．３ Ａｆｆｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｓｅｄｉｍｅｎｔ ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ ｒｅｌｅａｓｅ ｏｆｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ………………２１ ２．２．４ Ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ……………………………………………………………………………．２５ ２．３ Ａｆｆｅｃｔｉｏｎ ｏｆｓｅｄｉｍｅｎｔ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｒｅｌｅａｓｅ ｌａｗ ｉｎ ｑｕｉｅｓｅｅｎｅｙ………………………２６ ２．３．１ Ａｆｆｅｃｔｉｏｎ ｏｆｓｅｄｉｍｅｎｔ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｒｅｌｅａｓｅ ｏｆｐＨ………………………………．２６ ２．３．２Ａｆｆｅｃｔｉｏｎ ｏｆｓｅｄｉｍｅｎｔ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｒｅｌｅａｓｅ ｏｆＤＯ………………………………２８２．３．３ Ａｆｆｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｓｅｄｉｍｅｎｔ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｒｅｌｅａｓｅ ｏｆｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ…………………．．３ １ ２．３．４ Ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ……………………………………………………………………………．３５ ２．４ Ａｆｆｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｓｅｄｉｍｅｎｔ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ａｎｄ ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ ｒｅｌｅａｓｅ ｌａｗ ｉｎ ｍｏｖｅｍｅｎｔ…３６ ２．４．１ Ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｒｅｌｅａｓｅ ｌａｗ ｉｎ ｍｏｖｅｍｅｎｔ……………………………………………．．３６ ２．４．２ Ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ ｒｅｌｅａｓｅ ｌａｗ ｉｎ ｍｏｖｅｍｅｎｔ…………………………………………３９ ２．４．３ Ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ……………………………………………………………………………．ｚ１０ Ｃｈａｐｔｅｒ３ Ａｎａｌｙｚｅ ｏｆｓｅｄｉｍｅｎｔ ｎｉｔｒｏｇｅｎａｎｄｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ ｒｅｌｅａｓｅ ａｆｆｅｃｔ ｆａｃｔｏｒ．．．．．．．．．．．４１３．１ Ａｎａｌｙｚｅ ｏｆａｆｆｅｃｔ ｆａｃｔｏｒ ｉｎ ｑｕｉｅｓｃｅｎｃｙ…………………………………………………４１ ３．１．１ Ｒｅｌｅａｓｅｒａｔｅｏｆ ｎｉｔｒｏｇｅｎａｎｄｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓａｎｄａｆｆｅｃｔ ｆａｃｔｏｒ ｅｓｔｉｍａｔｅｃｕｒｖｅ……………………………………………………………………………………４５ ３．１．２ Ａｎａｌｙｚｅ ｆｏｒ ｐｒｉｍａｒｙ ａｆｆｅｃｔ ｆａｃｔｏｒ ｏｆ ｒｅｌｅａｓｅ ｒａｔｅ ｏｆ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ａｎｄｐｈｏｓｐｈｏｒｕ……………………………………………………………………………．４９ ３．２ Ａｎａｌｙｚｅ ｆｏｒ ｐｌ面［１ａｒｙ ａｆｆｅｃｔ ｆａｃｔｏｒ ｉｎ ｍｏｖｅｍｅｎｔ……………………………………．５４ Ｃｈａｐｔｅｒ４ Ｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｆｏｒ ４．１ｓｅｄｉｍｅｎｔ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ａｎｄ ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ ｒｅｌｅａｓｅ ｍｏｄｅｌ．…．．．．…．５７ｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｅｑｕａｔｉｏｎ…．５７Ｓｅｄｉｍｅｎｔ ｒｅｌｅａｓｅ ｏｆｎｉｔｒｏｇｅｎ ａｎｄ ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ ｓｔａｔｉｃ４．１．１ Ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ ｉｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｌｉｎｅａｒ ｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎ ｅｑｕａｔｉｏｎ…………………………５７ ４．１．２ Ｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆｅｑｕａｔｉｏｎ……………………………………………………………５８４．２Ｔｕｒｂｕｌｅｎｔｄｉｆｆｕｓｉｏｎ ｏｆ ｓｅｄｉｍｅｎｔｏｎｔｈｅ ｒｅｌｅａｓｅ ｏｆ ｅｑｕａｔｉｏｎｓ ｏｆ ｓｔａｔｉｃｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ…………………………………………………………………………………………．５８４．２．１ Ｔｕｒｂｕｌｅｎｔ ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ ｏｆｓｅｄｉｍｅｎｔｏｎｔｈｅ ｒｅｌｅａｓｅ ｏｆｅｑｕａｔｉｏｎｓ ｏｆｓｔａｔｉｃ．．５８４．２．２ Ｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆｅｑｕａｔｉｏｎ……………………………………………………………６０ ４．３ Ｍｕｄ ｖａｌｉｄａｔｉｏｎ ｏｆｔｈｅ ｄｙｎａｍｉｃ ｒｅｌｅａｓｅｏｆｅｑｕａｔｉｏｎ………………………………。６１Ｓｕｍｍａｒｙ ａｎｄ ｏｕｔｌｏｏｋ．…………………………………………………………………………………６３ Ｓｕｍｍａｒｙ……………………………………………．………………………………………………６３ Ｏｕｔｌｏｏｋ………………………………………………………………………………………………６４ＶＩｌｌＣＯＮＴＥＮＴＳＲｅｆｅｒｅｎｃｅｓ……．…………………………．………………………………………………………………．６５Ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎｇｓ ｄｕｒｉｎｇＭａｓｔｅｒ ｐｅｒｉｏｄ………………………………………………………………．６９Ｉｎｎｏｖａｔｉｖｅｎｅｓｓ ａｎｎｏｕｎｃｅｍｅｎｔ………………………．………………………………………．……．７０Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ．．．…．．．……．…．．．．．．…．．．．．．…．．．．．．．…．．．．．．．．．．．．…．……．．…．．．．．．．．．．．．…．．．…．．．．７１ＩＸ
第一章绪论第一章绪论１．１问题的提出和研究意义水体污染一般分为外源污染和内源污染。其中外源污染主要由大气沉降，废 水排放，水土流失，雨水淋浴与冲刷引起。而内源污染主要由上覆水体污染物的 沉积而形成，这些沉积物会对水体形成长期的污染。 水体沉积物又叫底泥，通常是黏土、泥沙、有机质及各种矿物的混合物， 经过长时间物理、化学及生物等作用及水体传输而沉积于水体底部所形成。 表面０至１５公分厚之底泥称表层底泥，超过１５公分厚之底泥称为深层底泥， 是自然水域的重要组成部分。当水域受到污染后，水中部分污染物将通过沉淀或 者由颗粒物吸附而蓄存在底泥中。随着世界经济高速发展，人类制造的大量污染 物排放到水体中并逐渐在底泥中富集，使底泥受到不同程度的污染。作为排入河 湖中的各类污染物主要归宿场所之一，当水体外源污染物受到控制以后，底泥中 积累的大量的有毒有害、有机和无机污染物（例如好氧物质和重金属等）通过与上 覆水体间的物理、化学和生物交换作用，底泥中的污染物在适当条件下会重新释 放，成为影响和制约上覆水质的重要的水体内源污染之一。 随着流域点源面源污染治理的不断深入，对水体底泥污染的诊断和治理变得 越来越重要。河流或湖泊内源污染物的释出，类似于非点源污染，释放面积大， 释放时间、途径和释放量具有不确定性。因此，研究污染物静态释放，了解污染 物在沉积物一水的迁移规律，对于控制沉积物中污染物向水体释放有着重要意义。底泥污染物释放的动力学主要由两个过程决定。一个是微生物的活动，它决 定着污染物的相互转化和存在形态，是否容易释放和在什么条件下可能释放等； 另一个是水力过程，它决定着污染物在底泥孔隙内部的传质速度，底泥悬浮状态 和沉积状态，以及底泥颗粒对污染物的吸附携带等。这两个过程相互作用，相互 影响，在很大程度上决定了底泥污染物的释放动力学特征【１１。 底泥在污染物的迁移过程中起着非常重要的载体作用，一些学者【２】研究指出 绝大多数污染物在水环境中的迁移转化、归宿和底泥运动密切相关。水质模型若广东工业大学硕士学位论文考虑底泥运动的影响便不能正确理解和完整描述污染物在水环境中的迁移转 过程。在一般的水质模型中底泥污染物对水体的影响作用常常被简化，一些机 模型虽然能够较为准确地反映污染物在沉积物一水界面上的迁移转化机制，但 又存在着参数多、取值困难的问题。２国内外沉积物释放研究进展水体底泥污染是世界范围内的一个环境问题。全球各个重要的河流和港口底 泥均已受到严重的污染，如莱茵河流域、美国的大湖地区、荷兰的阿姆斯特丹港 口和德国的汉堡港，底泥污染均十分严重ｍ。 底泥污染的加剧主要是人为因素造成的，经济高速发展过程中排放的大量难 降解污染物相当一部分积累在水体底泥中，对水生态系统构成长期的威胁，在污 染源控制达到一定程度后，底泥则成为水体污染的主要来源。如美国ＥＰＡ在１９９８ 年的调查报告中指出，美国已发生的２１００起鱼类污染事件，多次证实污染来自 底泥［４１：在我国，也已发现并证实了水体底泥具有生物毒性，如乐安江在２０―１９５１ｍ 段沉积物均显示出毒性网。 我国湖泊存在严重的水体富营养化现象，调查研究发现富营养化湖泊占调查 湖泊总数的５１．２％，其面积占调查湖泊总面积的３３．４％，而贫营养的湖泊面 积却不到总面积的１／５。大量营养物质使水体的酸化程度提高，湖水的酸化作用 还引起鱼类的死亡，挪威学者研究了挪威湖泊中的红点鲑鱼、棕鳟鱼、鲈鱼等鱼 种，发现鱼类种群个数均不断减少，．其中棕鳟鱼受酸化作用损害最严重。１９９４ 年淮河特大污染事故中，洪泽湖湖口大片湖区出现了大量的蓝藻，呈现严重富营 养化状态旧。底泥中营养盐释放速度加快，并伴有甲烷和硫化氢气体的逸出，水质变劣且产生恶臭气味，形成“湖泛＂，污染水源地，破坏旅游景观和自然环境，１９９０年７月、１９９４年７月和１９９５年夏季在无锡梅园水厂附近都发生过“湖 泛＂现象，严重影响了水厂供水和人民生活用。 自从上世纪８０年代人们开始意识到沉积物不仅仅是水环境污染物的“汇＂， 也可以是水环境污染物的“源＂以来，沉积物对水生生态系统和水体质量的破坏 作用逐渐引起人们的重视。从此，污染沉积物的修复治理技术以及沉积物中污染 物的环境行为成为世界各国环境科技工作者共同关注的研究课题。２第一章绪论水体底泥污染是世界性的环境问题。底泥不仅可以间接反映河湖水体的污染 情况、水动力状态，且底泥在外界水动力因素制约下向上覆水体释放营养成分， 对水体内的物理化学过程和生物循环有重要影响睁¨１。李君【－２１研究表明，杭州运 河水体的氮、磷污染比较严重，底泥中磷浓度高且磷的存在状态与排污口水质有 一定关系；河道的水流速影响底泥释磷，水流速度对释磷放起主导作用，随流速 增大，释磷放量增大，但释磷放量最大的模型流速出现在０．００８ｍ／ｓ时，上覆水 深、污染物本底值高的上覆水均能促进底泥释放磷；释放的主要形态依次是铁磷、 铝磷和钙磷。Ｒｅｄｄｙ等在对Ａｐｏｋａ湖的研究中也发现，悬浮作用（悬浮＋扩散）造 成的上覆水营养盐浓度可以达到单纯由扩散产生的营养盐浓度的数十倍。 沉积物中污染物的环境行为也得到了国内外学者的广泛关注，许多学者通过 实验室的模拟试验探讨了氧化还原条件、ｐＨ值、扰动以及污染物的赋存形态等因 素对沉积物中的污染物向上覆水体释放的影响，并尝试建立底泥污染物释放模 型，但是，沉积物中污染物的释放是一个受多因素综合作用的复杂过程，目前多 数研究仅仅停留在描述性的定性阶段，或者仅在某些特定的条件下才能给出定量 的结果，沉积物与水体之间复杂的物质交换过程尚有许多问题需要进一步探讨和 完善。 近年来，在现场观测和实验模拟数据的基础上发展起来的底泥释放与水动 力、水质偶合数学模型，即底泥污染物释放速率的数值模型，可以全面评价河湖 水体底泥污染物释放对水体水质的影响程度，预测底泥重要污染物释放的长期变 化趋势，进而为河湖污染底泥的生态处置、环保疏浚和就地稳定化技术的筛选和 集成提供科学依据。国内对于底泥物质释放模型的研究起步比较晚，直Ｎ２０世纪 ８０年代后期才陆续开始有一些研究，但由于测量技术难、水质较差以及底泥释放 量测量随机性等原因，水污染治理处于污染源治理及有机物污染治理阶段，大多 仅处于实验室测量研究阶段。近两年随着国内污染治理水平和测量技术的提高， 底泥物质释放模型的研究也走出了实验室，开始进入了现场测量和数学模型模拟 相结合的阶段，能够比较准确地研究自然水体物质迁移转化的规律。 水体沉积物的环境行为主要有三个：沉积物重金属的环境行为、沉积物营养 物质（主要为氮、磷）的环境行为、沉积物有机物的环境行为∞】。下面我们重点 探讨沉积物中营养物质氮磷的环境行为。３广东工业大学硕士学位论文氮的释放积物中氮的化学形态包括有机氮和无机氮，无机氮由ＮＨ３－Ｎ、Ｎ０２－Ｎ和 组成，其中ＮＨ３－Ｎ是沉积物中无机氮的主要形态，达到无机氮的９６％【川。 放取决于氮化合物分解的难易程度，主要与０２含量、有机质含量、温度、 ｐＨ值和扰动情况有关。 好氧和厌氧条件对氮释放速率的影响是最重要的，因而得到了最广泛的研究 ０５－１９ｉ。研究表明，厌氧条件下，ＮＨ３－Ｎ、ＴＮ的释放量大于好氧条件，这是因为好 氧条件下，硝化细菌能够进行硝化作用，将水体中大部分氨氮转化为硝态氮，降 低了上覆水体氨氮的浓度；而在厌氧条件下，硝化作用消失，反硝化作用发生， 结果，底泥释放的氨氮得不到硝化减少。另外，厌氧条件还将可能产生氨化作用， 使氨氮进一步增加，因此，为控制底泥向上覆水体释放氨氮和总氮，维持水体较 高的溶解氧水平是必要的。袁文权等［２０ｌ还研究了不同供氧方式对水库底泥氮释放 的影响，认为对氨氮释放的控制效率的排序为：曝气＞投ＮＣａ（Ｏｎ）２＞投ＪＪＩＪＨ２０２。 很多实验证实，动力扰动造成的沉积物营养盐的释放要远大于静态释放［２０－∞１。 但是，已有的研究大多仅限于使用烧杯、锥形瓶等模拟河流、湖体，不能很好地 代表水体的实际情况，所得研究成果只能是定性的结论，未能建立底泥污染物释 放率与动力扰动之间的定量关系。李一平等幽应用自己研制的能够较好地模拟太 湖湖体实际水流状况的双向环形水槽实验装置，探讨了水动力作用对太湖底泥中营养盐的释放规律，结果表明，底泥中总氮释放率与水体流速呈指数变化关系。当底泥处于“普遍动”的状态时，总氮的释放率达到静态释放的１０－２０倍。这一 结果也得到了其他研究的证实∞矧。底泥不受扰动时，底泥中营养盐的向上释放 只能通过自然形成的向上浓度梯度来进行。但当底泥受到扰动而发生悬浮时，则将导致底泥孔隙水中的营养盐的大量释放（孔隙水中的营养盐浓度远高于上层水的营养盐浓度）。 沉积物有机质含量已被认为对界面氮的行为有很大影响，研究表明，大量易 降解有机质有助于氮的释放。因为大量有机质降解过程需要消耗氧，使沉积物处 于缺氧或厌氧状态，此时有机质中的氮多经生物作用转化成ＮＨ４＋，从而增大ＮＨ４＋的释放ｆ埘ｔ１。张丽萍等ｎ础的研究认为，有机质多，微生物因此能得到充足的碳源而持续增长，大量微生物的分解作用将使底泥中的有机氮转为氨氮而加剧向４第一章绪论上覆水体的释放。吴群河等Ⅲ，的研究说明底泥有机质含量的增加将加剧氮的释 放。 温度和ｐＨ值也都会对氮的释放产生影响。温度升高，既加强了底泥问隙水中 的氮向上覆水体扩散的能力，也提高了底栖生物的活性，加大了生物扰动，从而 使释放量增加【１６】。范成新等【篮１对太湖沉积物一水界面氮的释放的研究表明，氮释 放量随温度的升高而增加。付春平等１２９１对三峡库区底泥氮释放与ｐＨ值的关系研究 表明，总氮释放量随ｐＨ值增大而减少。１．２．２磷的释放从底泥中磷的稳定性和释放的可能性角度考虑，国内外对磷的形态分类目前 比较流行的是把总磷分为无机磷、有机磷和残渣磷，无机磷又分为铝磷、铁磷和钙磷。嚣?Ｊ，＾．许多研究表明，沉积物中磷的释放受到多种环境因子的影响，其中最主要的 是水中溶解氧、ｐＨ值、温度、生物以及水体的扰动等１４５１。 一般认为，好氧能促进磷的吸附，而厌氧则加速沉积物中磷的释放，因为好 氧时，容易发生Ｆｅ２＋一Ｆｅ３＋化学反应，生成的Ｆｅ３＋易与磷酸盐形成不溶的磷酸 铁，从而抑制磷的释放；另外，氢氧化铁胶体也会吸附水中的游离性磷１３０１。厌氧’一时，有助于Ｆｅ３＋一Ｆｅ２＋转化，使与铁结合或被吸附的磷酸盐释放出来［３１－３２１。 沉积物磷释放量与ｐＨ值呈“Ｕ’’型曲线相关，ＩｉＩＪｐＨ值在中性范围时释磷量最 小，在酸性条件下能促进磷的释放，碱性条件下较大幅度地提高磷的释放量口３．３４ｌ。 研究认为，ｐＨ值较低时，沉积物释磷以溶解作用为主；而在高ｐＨ值时，以离子 交换为主，ｆｌＰＯＨ－与被束缚的磷酸盐阴离子产生竞争吸附，导致释磷量增多１３’３６１。 温度升高将促进沉积物磷的释放。随着环境温度的升高，沉积物中的微生物 活性增强，提高了生物扰动作用和沉积物有机物的矿化速率，促进有机磷向无机 磷转化，不溶性磷向可溶性磷转化，从而促进沉积物中磷的释放［３７１。此外，随着 生物活动的增加，问隙水耗氧速率加快，水体中的溶解氧减少，使水体环境由氧 化状态向还原状态转化，有利于Ｆｅ”的还原，加速沉积物中铁结合态磷的释放ｔａｓ］。．扰动是影响沉积物一水界面反应的重要物理因素，扰动条件下的底泥磷释放量远大于静态条件下的释放量，因为扰动使表层沉积物再悬浮，增加了沉积物颗５广东工业大学硕士学位论文的反应界面，同时也加速了沉积物间隙水中磷的扩散，从而增加磷的释放。然 ，扰动（水动力条件）对磷释放的影响仅是有限的短期效应，当沉积物受扰动向 体释放磷达到一定程度后，可能进入一种磷释放“枯竭＂状态，此时，沉积物 悬浮体与水体之间的磷达到了一种动态平衡（３举堋。另外，扰动虽然增加了水体 的溶解氧，不利于沉积物中磷的释放，但这和底泥与水之问的混合交换造成的 磷效果相比，已显得不太重要了１４０１。 除此以外，影响沉积物磷释放的因素还有磷的赋存形态、沉积物有机质含量、 物活性等。高丽等［４１３对滇池沉积物不同形态磷释放的研究表明，可还原态磷 （ＢＤ－Ｐ）是厌氧条件下磷释放的主要形态，碱性条件下金属氧化物结合态磷 （ＮａＯＨ－Ｐ）对沉积物磷释放的贡献最大。金相灿等【４２】对太湖沉积物不同形态磷的 释放研究认为：碱性条件下，促进ＮａＯＨ＿Ｐ的释放：酸性条件下，促进ＨＣｌ－Ｐ的 释放。朱广伟等【４３】的研究表明：沉积物总磷含量并不能决定沉积物的磷释放能力， 有机污染较重河段的沉积物磷释放能力显著高于总磷含量较高但以重金属污染 为主的河段的沉积物。微生物活动加快溶解氧的消耗，同时把有机态磷转化、分 解成无机态磷，把不溶性磷转化成可溶性磷，从而促进沉积物中磷的释放叫。１．３水体底泥释放模型研究１．３．１沉积物一水质模型概述水质模型是根据物质守恒原理用数学的语言和方法描述参加水循环的水体 中水质组分所发生的物理、化学、生物化学和生态学诸方面的变化、内在规律和 相互关系的数学模型。目前己建的底泥一水质模型大致分为三类： 第一类为经验模型。如郭震远【４５ｌ模型、Ｙｉｙｕａｎｔ＇６１等建立的重金属模型。这类 模型的优点是计算简单，只需要有限的数据和参数输入，就能获得较为粗略的结 果，但模型的适用性较差，其假定往往不能反映实际情况，且忽略了各输入条件 在研究区域上的差异。第二类为概念模型。现有的大多数底泥一水质模型属于这一类，如Ｔｈｏｍａｓｔ＇ｎ模型，Ｄｏｂｂｉｎｓ－－Ｃａｍｐ模型等。概念模型需要的资料相对较少，计算简单，但由 于它是建立在对影响污染物迁移的颗粒物和颗粒运动的一般性描述的基础上，具６有一定的经验性，不利于揭示底泥污染迁移的机理。 第三类为机理模型。这类模型物理概念明晰，能够结合颗粒物和颗粒运动考 虑污染物的迁移，有利于正确理解和完整描述污染物在水环境中的迁移转化过 程。但模型参数较多，需要大量时间及空间分布的监测数据进行率定。对于空间 监测数据过少情况，模型的适应性较差。随着认识和研究的深入，底泥污染物监 测信息的不断完善，机理模型将成为底泥一水质模型发展的主要方向。１．３．２沉积物一水质模型的发展以往的沉积物―水质模型中考虑底泥和底泥运动的影响，主要是考虑河流 悬浮物的沉降及冲刷再悬浮对污染物迁移的影响。 最早的模型是Ｔｈｏｍａｓ模型ｔ，ｎ（１９４８）。为适应污染严重、影响因素较多的河流水质计算的需要，Ｔｈｏｍａｓ模型在Ｓ―Ｐ模型的基础上，在ＤＯ－－ＢＯＤ方程中考虑悬浮物的沉降及冲刷再悬浮的影响，其模型基本方程为：詈＋甜罢＝Ｄ等也Ⅷ三（１－１） 詈＋甜罢＝Ｄ器地＋ｋ３）Ｌ＋鹕－０）（１－２）式中：ｋ３为沉浮系数，它表示由于底泥沉淀、悬浮、吸附以及再悬浮等过 程引起的ＢＯＤ变化。 Ｖｅｌｚ．Ｇａｎｎｏｎ模型在ｓ＿―Ｐ模型系数ｋｌ中引入反映底泥颗粒沉降、悬浮等因素 的系数ａ，考虑悬浮物的沉降和冲刷再悬浮对水质的影响。这些模型考虑底泥的 影响无疑是正确的，但无论是采用经验系数ｋ３或是ａ，其理论意义不强且系数难于确定。另一类模型按照污染物在水体的存在形态，将污染物分相，并根据颗粒相 污染物的迁移，考虑沉淀和再悬浮的影响。妻ｌＩＰａｒｍｅｓｈｗａ．Ｌ．Ｓｈｒｅｓｔｈａｔ４ｓ】将水体中磷 分为溶解态和颗粒态两部分，建立了磷迁移模型，方程为：鲁＝叫鲁叫等＋昙ｐ鲁］＋号ｐ等］±ｓ（１－３，ａｆ缸却缸Ｉ４叙ｌ却ｌ，却Ｉ‘式中：Ｕ、ｖ分别为ｘ、ｙ方向的流速；Ｄｘ、Ｄｙ分别为ｘ、ｙ方向的扩散系数；７量和释放速率的变化，探讨底泥和上覆水体之间污染物的迁移和转化规律。 ③ｐＨ模拟实验：在不同ｐＨ条件下，通过分析底泥污染物的释放量和释放第一章绪论速率的变化研究底泥和上覆水体之间污染物的迁移和转化规律。 ④扰动模拟实验：在不同搅拌条件下，通过分析底泥污染物悬浮之后，其 释放速率的变化，研究底泥和上覆水体之间污染物的迁移和转化规律。 ２）．沉积物氮磷释放影响因素的分析和模拟方程的验证 通过动态和静态两种形式对沉积物中氮磷向上覆水体释放过程的模拟，探讨 氧化还原条件、ｐＨ值、温度和水力扰动等因素对沉积物中氮磷向上覆水体释放的 影响。在此基础上，通过软件分析，确定哪个影响因素为主要的影响因素。根据 前人研究得出的模拟方程，代入实验数据进行验证。１．４．２本文技术路线９广东工业大学硕士学位论文图卜１本文技术路线Ｆｉｇ．１－１ Ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｔｅｃｈｎｉｃａｌｒｏｕｔｅ１０第二章沉积物氮磷释放的模拟实验第二章．沉积物氮磷释放的模拟实验２．１实验准备２．１．１底泥样品采集图２－１取样点所在河涌Ｆｉｇ．２．１ Ｔｈｅ ｓｔｒｅａｍ ｏｆｓａｍｐｌｉｎｇ如图２．１所示，本实验的底泥样品来自大学城广东工业大学研究生饭堂附近 的一条河涌。此河涌北起南三路与南五路交汇处，一直延伸到中环西路与南三路 交汇处，再通过地下管道与广州美术学院的护校河涌相连接，最后流入珠江。由广东工业大学硕士学位论文于靠近学生宿舍和饭堂，经常有大量生活污水通过污水排放管道排放到河涌。导 致河涌中有机物含量高，污染严重。表层沉积物呈黑色，粘稠状，１０ｃｍ以下颜 色稍浅，呈深棕色，粘土状，颗粒细，手感滑腻，有臭味，为含沙泥质淤积物。在河涌的上、中和下游各确定一个取样点，分别为Ｎ北纬２３。０２．’４６．３５一东经１１３４２２７４１．４５∥）、Ｂ（北纬２３。０２７４２．９６∥东经１１３。２２７４０．６ｌ咿）、Ｃ（北纬２３。０２７３６．５９＂东经１１３。２２’４２．４１Ⅳ）。采用抓式采样器采取样品，将所采的样品装入聚乙烯桶带回实验室。一部分新鲜泥样自然风干后研磨、过筛 并且进行泥样分析，另一部分新鲜底泥样品置于冰箱中冷冻储存以备底泥氮磷释 放试验所用。用聚乙烯桶取适量上覆水样带回实验室，一部分过滤，并进行分析。 另一部分，也置于冰箱中冷藏以备模拟实验所用。２．１．２底泥和水样的分析方法底泥分析指标主要有：含水率、间隙率、ｐＨ、总磷、磷酸盐、总氮、硝酸 氮和氨氮，分析方法参照‘土壤农化分析》踟。水样分析指标主要有：ｐＨ值、 ＤＯ值、总磷、磷酸盐、总氮、氨氮和硝酸氮，分析方法参照｛：水和废水监测分 析方法》跚。表２－Ｉ泥样和水样分析方法表Ｔａｂ．２－Ｉ Ｓｅｄｉｍｅｎｔ ｓａｍｌｐｌｅ ａｎｄ ｗａｔｅｒ ｓａｍｐｌｅ ａｎａｌｙｚｅ ｍｅｔｈｏｄ分析指标ｎｑ测定方法引用标准或文献＜水和废水监测分析方法》碱性过硫酸钾消解法 纳氏试剂比色法 酚二磺酸比色法钼酸铵分光光度ＮＨ，?Ｎ Ｎ０３＋?ＮＴＰ Ｐ０４ｓ一一Ｐ＜水和废水监测分析方法》 ＜水和废水监测分析方法》 ＜水和废水监测分析方法》 《水和废水监测分析方法》‘土壤农化分析》 《土壤农化分析》钼锑抗分光光度法 半微量开氏法 纳氏试剂比色法 酚二磺酸比色法 硫酸一高氯酸消化钼锑抗闭比色法 浸提―钼锑抗比色法重量法 体积法底泥总氮底泥氨氮 底泥硝态氮 底泥总磷 底泥磷酸盐＜土壤农化分析》 ‘土壤农化分析》 ‘土壤农化分析》 ‘土壤农化分析》 ‘土壤农化分析》 ＜水和废水监测分析方法》 ‘水和废水监测分析方法》底泥含水率底泥间隙率ＤＯ电化学探头 玻璃电极法ｐＨ￥－＝－－Ｉ沉积物氮磷释放的模拟实验实验主要仪器有：紫外可见分光光度计、７２２分光光度计、烘箱、冰箱、恒 温水浴锅、电子天平、０．４５Ｉｌｍ微孔滤膜、消解炉、电炉、ｐＶＩ计、温度计、比色管等玻璃仪器、溶解氧仪。 实验试剂主要有：浓硫酸、盐酸、氢氧化钠、过硫酸钾、硝酸钾、碘化钾、 碘化汞、酒石酸钾钠、氯化铵、高锰酸钾、抗坏血酸等。● ●…。一２．１．３底泥及上覆水体性质分析一?一底泥分别分析其含水率、间隙率、ｐＶＩ值、总磷、磷酸盐、总氮、硝酸氮和 氨氮。其结果如下表：表２－２取样点底泥性质● ● ●． ’Ｔａｂ．２－２ Ｓａｍｐｌｅ ｏｆｓｅｄｉｍｅｎｔ ｃｈａｒａｃｔｅｌ＂所测指标ＡＢ ７８．４６ ８０．５６７．４５Ｃ ８０．６７８４．２ｌ ７．４６ １６７３含水率（％）间隙率（％）ｐＩ－Ｉ８１．２３ ７６．３６ ７．２３ １５７８１１８７ ８６５州一Ｎ（ｍｇ／ｋｇ）瞰ｍｇ／ｋｇ）１：＇０４３一一Ｐ（ｍｇ／ｋ曲ＴＮ（ｍｇ／ｋｇ）１９７６ １２８７ ９８６５６２１０７６８２１４０７４３２对于沉积物上覆水体，分别分析了ｐＨ值、ＤＯ值、氨氮、硝酸氮、总氮、 磷酸盐和总磷。其结果如下表：表２－３各取样点上覆水水质Ｔａｂ．２?３ Ｓａｍｐｌｉｎｇ ｐｏｉｎｔ ｃｏｖｅｒ ｗａｔｅｒ ｑｕａｌｉｔｙ所测指标ｐＵＡＢＣ７．４８７．５２ ７．２３４．３４６７．３４ ７．７６４．６８０ＤＯ（ｍｇ／Ｌ） ＴＮ（ｍｇ／Ｌ）７．４２ ４．４９５ ２．９５４ ０．６４７ ０．２０３ ０．１０２ｗｄ４＋。Ｎ（ｍｇ／Ｌ）２．７７２０．９８５３．０７３ ０．７２３ ０．２３５ ０．１２９Ｎ０３‘‘Ｎ（ｍ叽）ＴＰ（ｍｇ／Ｌ）Ｐ０４３一一Ｐ（ｍｇ／Ｌ）０．２２１ ０．１１４由于底泥间隙水对沉积物中的氮磷的释放有着重要的影响，所以取一部分底泥样品在４００ｒ／ｍｉｎ的条件下离心，获得底泥间隙水，并分析其各项理化指标。１３广东工业大学硕士学位论文分析的指标有：总氮、氨氮、总磷、磷酸盐。“表２．４各取样点底泥的间隙水理化指标Ｔａｂ．２－４ Ｃｌｅａｒａｎｃｅ ｗａｔｅｒ ｏｆ ｓａｍｐｌｉｎｇ ｐｏｉｎｔ ｓｅｄｉｍｅｎｔ ｐｈｙｓｉｃ ａｎｄ ｃｈｅｍｉｃ ｉｎｄｅｘ所测指标 实验前ＡＢＣ试验后１０．７３８ ５．３４２ ０．５４４ ０．２０５实验前８．３２２ ５．３４１ ０．６８７ ０．２４３试验后１３．０４６ ８．４４３ ０．５９８ ０．２３５实验前７．５２１ ２．３３４ ０．４５７ ０．１８６试验后１１．３０５ ６．４５３ ０．４９８ ０．２０３＂ｒａ Ｃｉｎｇ／ｔ，）ＮＩ－１４＋?Ｎ（ｍｇ／Ｌ） ＴＰ（ｍｇ／Ｌ）６．１２３ ３．０２５ ０．４７６ ０．１９８ＰｃＩ．３一?Ｐ（ｍｇ／Ｌ）２．１．４沉积物氮磷释放的模拟实验方案一＋模拟实验分为静态释放模拟和动态释放模拟，其中静态模拟实验包括温度、 ｐＨ值和溶解氧三个不同条件下的模拟实验。温度控制实验用烧杯置于水浴锅中 完成。ｐＨ、ＤＯ和动态实验的装置为自制的聚乙烯桶（底部直径为２３衄，高为 ’３６锄），并在距底部１５ｃｍ的桶壁加一个取样口，桶里底泥样品厚度为４ｃｍ，加 原采样点水样到液面高度距沉积物表层２０ｃｍ（此时上覆水体体积为７．６Ｌ）处停 止，每次取样１００ｍｌ用于各项指标的测试，然后再加入１００ｒａｌ的原水样水。实 验装置都蔽光放置，实验现场照片见图２－２。图２－２实验装置图Ｆｉ９２－２ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｌ ｄｅｖｉｃｅ，１４第二章沉积物氮磷释放的模拟实验（１）温度影响实验：分别把三个取样点的底泥样品放到三个容量为ｌＬ的 烧杯中，其上覆水体体积为０．７８５Ｌ，放进恒温水浴锅中恒温培养，分别把温度 控制在１５℃和２５℃。 （２）ｐＨ影响实验：把底泥样品放进桶里，上覆水体用Ｎａ２Ｃ０３溶液和稀硫 酸来调节桶中模拟环境的ｐＨ，由于样品所在河涌ｐＨ在７．４左右，所以设定的 ｐＨ条件分别是４、６、７．４、８、１０。原水样ｐＨ在７．４左右。 （３）ＤＯ影响实验：把底泥样品放进桶里，用一个盖子把桶口盖住，模拟 缺氧状态，用微型充气泵为桶的模拟环境曝气模拟好氧状态，通过调节曝气量的 大小，，四个桶分别模拟ＤＯ在５ｍｇ／Ｌ、７．５ｍｇ／Ｌ（为原水样）、９ｍｇ／Ｌ、１２ｍｇ／Ｌ 四个不同条件的系统环境。 动态实验：用一个小型的搅拌机搅拌，模拟水流的扰动，并控制搅拌速度的 大小，分别为５０ｒ／ｒａｉｎ、８０ｒ／ｍｉｎ、１２０ｒ／ｒａｉｎ、１６０ｒ／ｍｉｎ。 各次实验的方案如下表所示：表２―５各次实验方案Ｔａｂ．２?５ Ｅｘｐｅｘｉｍｅｎｔ ｐｒｏｊｅｃｔ。方案一方案二方案三方案四调节搅拌速度为调节溶解氧量为５０ｒ／ｒａｉｎ、调节温度为 改变条件２５℃和１５℃调节ｐＨ值为４、６、７．４、８、１０５ ｍｇ／Ｌ、８０ｒ／ｒａｉｎ、 ７．５ｍｇ／Ｌ、９ｍｇ／Ｌ、１ ２０ｒ／ｍｉｎ、１２ｍｇ／Ｌ１ ６０ｒ／ｍｉｎｌｄ、２ｄ、３ｄ、４ｄ、 ｌｄ、２ｄ、３ｄ、４ｄ、 １ｄ、２ｄ、３ｄ、４ｄ、ｌｄ、２ｄ、３ｄ、４ｄ、 ５ｄ、６ｄ、 ５ｄ、６ｄ、 ５ｄ、６ｄ、 ７ｄ、８ｄ、９ｄ ６ｄＢ水样采集时间５ｄ、６ｄ、７ｄ、８ｄ、 ９ｄ实验天数 采样点９ｄＡ、Ｂ、Ｃ６ｄＢ９ｄＢ１５广东工业大学硕士学位论文２．１．５释放速率和释放量的计算（１）释放速率计算Ｉｙ（ｑ―Ｇ）＋兰巧＿ｌ（ｑ一。一Ｃ口）＋主Ｔ（ＮＨ３）。（２．１）彳ｒ式中：ｒ为释放速度［ｍｇ／（ｍ２?ｄ）］。 Ｖ为柱中上覆水体积（Ｌ）；Ｇ、ｃｏ、ｑ一。分别为第ｎ次、初始和ｊ一１次采样时某物质含量（１１１｜ｇ／Ｌ）；Ｃ口为添加水样中物质含量（ｒｎｇ／Ｌ）；巧．。为第ｊ－ｉ次采样体积（Ｌ）；丁（Ⅳ马），为第ｉ次采水样时收集器中收集的氨氮量（ｎｌｇ），在计算磷时没有此项； Ａ为容器中水一沉积物接触面积（ｍ２）； ｔ为释放时间（ｄ）。 由于不考虑ＮＨ３的水气界面交换，所计算的ＮＨ４＋－Ｎ和ＴＮ为表观释放速率。 （２）全河释放量计算打 ，．形＝∑Ｅｒ，／４ＡＴｊ ｘ１０。３。（２．２）式中，ｗ为氮或磷的释放总量（ｔ／ａ）；ｒｏ表示第ｉ河流区沉积物在ｊ温度下的释放速率（州?ｄ）：４为ｉ采样点所代表的河流区面积（姘）：ＡＴｊ所代表的时间段（ａ）；ｔ为温度段数；ｎ为河流分区数。ｇ－表示ｊ温度下２．２静态条件下对沉积物磷释放规律的影响２．２．１ｐＨ值对沉积物中磷释放的影响在不同ｐＨ下，沉积物中磷和磷酸盐的含量变化如下图所示：１６第二章沉积物氮磷释放的模拟实验ｌ ０．８ Ｏ．６ ０．４一ｄ四号篓色日０．２ ０ ０ ２ ４６８时间（ｄ）―＿．卜＿一ＰＨ＝４―●卜＿一ｐＨ＝６ ～锄‘ｐＨ＝７．４―÷卜一ｐＨ＝８――ｅ＿一ｐＨ＝１０Ｏ．６ Ｏ．５ ０．４ Ｏ．３ ０．２Ｑ芎越髹ｄ－公）ｄ０．１ ０ ０ ２４主矗６８时间（ｄ）―卜ｐＨ－－４―．＿ｐＨ＝６▲。ｐＨ＝７．４―和ｐＨ＝８――｝一ｐＨ＝１０图２―３不同ｐＨ条件下磷含量的变化 Ｆ培２?３ Ｃｈａｎｇｅｏｆｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ ｃｏｎｔｅｎｔ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｐＨ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ每个ｐＨ条件下，６天平均磷含量随着ｐＨ的变化如下图所示：０．８ ０．６ ０．４ Ｏ．２ ０ ０ ｌ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ ９ １０暑ｖ避蛏台搴ｐＨ值广东工业大学硕士学位论文蛊０．写０．倒０．譬０．丈０．量０．｝０ ｌ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ ９ １０ｐＨ值图２―４不同ｐＨ条件下平均磷含量的变化Ｆｉ辱２―４ Ｃｈａｎｇｅ ｏｆ ａｖｅｒａｇｅ ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ ｃｏｎｔｅｎｔ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｐｎ在不同ｐＨ条件下，磷的释放速率随时间变化的如下图所示：２５句２０羞１５曹１０运。５ 藿圳－５一－１５｝一一．！一≯ｊ荔７．４５。６－时间（ｄ）―一．＿一ｐＨ＝４―●｜＿一ｐＨ＝６ 矗ｐＨ＝７．４―÷∈一ｐＨ＝８――÷＿一ｐＨ＝１０坫 加５Ｏ令．Ｉ香茁铀蜃嚣盯ｋ卜营｛ 时间（ｄ）―◆－ｐｔｔ＝４―ｋ ｐＨ＝６―扣ｐＨ＝７．４―＊ｐＨ＝８―卜ｐＨ＝１０图２―５不同ｐＨ条件磷释放速率的变化Ｆｉｇ，２―５ Ｃｈａｎｇｅｏｆｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ ｒｅｌｅａｓｅ ｖｅｌｏｃｉｔｉｅｓ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｐＨＡｋｉｎ２―３中可以看出，在各个ｐＨ条件下，Ｔｐ矛Ｉ］Ｐ０４３－Ｐ的含量随着时间基本上 呈上升的趋势。ｐＨ＝１０时，上覆水中磷的含量是最大的，其次是ｐＨ＝４、ｐＨ＝６、 ｐＨ＝８，ｐＨ＝７．４的时候，上覆水的磷含量降到最小值。１８第二章沉积物氮磷释放的模拟实验ｐＨ＝４的时候，在试验的前三天上覆水中ＴＰ和Ｐ０４３。－ｐ的含量稳步增大，到第 四天开始明显增加，一直到第六天达到最大，此时的ＴＰ的浓度为０．８０４ｍｇ／Ｌ， Ｐ０４３。一Ｐ的浓度为Ｏ．５１３ｍｇ／Ｌ。ＴＰ的释放速率在前两天呈负增长的，可能是底泥在 吸附上覆水体中的磷，到第三天后几乎呈直线增长。Ｐ０４３－－ｐ的释放速率先下降， 然后逐步增大，到第五天达到最大，第六天稍微回落。从以上各图我们可以看出， 在各ｐＨ条件中，除ＴｐＨ＝１０，磷的含量和释放速率在ｐＨ＝４的时候是最大的，ＴＰ 释放速率随时间增长明显，几乎呈直线增长，可能是由于在酸性条件下，一方面矿对钙结合态磷具有溶出作用，使水体中的Ｈ２Ｐ０４一增加，另一方面微生物对有机物的降解，释放的Ｃ０２使钙结合态磷溶解，并释放出磷酸盐。 ｐＨ．《、７．４、８的时候，磷的释放量相差不大，基本在第五天就达到最大值。 在此时磷的释放速率变化不大，ｐＨ在中性左右，砧离子会水解成胶体状的 ＡＩ（ＯＨ）３，它有巨大的比表面积，能吸附水中的ＨＰ０４２一和Ｈ２Ｐ０４一，降低水中磷的活 性。从图２―４可以看出，ｐＨ值大约等于７的时候，磷的释放量最小，降低和升高 ｐＨ值都会对磷的释放量产生重大影响，其图形呈Ｕ型。 ｐＨ＝１０的时候，其磷的释放量是最大的，从第二天起就开始增大，到第六天 达到最大，此时ＴＰ浓度为０．８４７ｍｇ／Ｌ，Ｐ０４｝－ｐ浓度为０．５２４。ＴＰ和Ｐ０４３－－ｐ的释放速 率变化比较明显。这是由于在碱性条件下，一方面，底泥中的可变电荷胶体的表 面会带上负电荷，降低了对水体中ＨＰ０４一的吸附性。另一方面，水体中ＯＨ＂离子能 与铁结合态磷和铝结合态磷中的Ｈ２Ｐ０４－发生交换，增加了磷向上覆水释放的速率。２．２．２ＤＯ对沉积物中磷释放的影响在不同溶解氧量下，总磷和磷酸盐的含量变化如下图所示：１９＿＿。。――广东工业大学硕士学位论文０．６酋０．５ ０．４ Ｏ．３ ０．２ ０．１ ０ Ｏ ２ ３ ４ ５ ６ ７蔓。蜊萑时间（ｄ）―＿．卜－一Ｄ０＝５―卜Ｉ）０＝７．５Ｏ．２５ ０．２矗ＩＸ）＝９―＊Ｄｏ＝１２ａ 曲ｇ运ｏ?１５爱哗０．１２ｏ．０５ ０ ０ ２ ３ ４ ５ ６ ７时间（ｄ）―◆一Ｄ驴．５―●一Ｉ）０＝７．５－－－ｘ－－Ｄ（产１２ 鼎Ｄ（Ｐ－９图２－６不同ＤＯ条件磷含量的变化Ｆｉｇ．２－６ Ｃｈａｎｇｅ ｏｆ ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ ｃｏｎｔｅｎｔ ｃｈａｎｇｅ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ＤＯ不同溶解氧量下，总磷和磷酸盐的释放速率的变化如下图所示：２０勺毛１０ ＼箸０曩。１０ｅＬ，涎一２０一 －３０时间（ｄ）――．－一ＤＯ＝５―－一ＤＯ＝７．５…嘞一ＤＯ＝９―＊一ＤＯ＝１２第二章沉积物氮磷释放的模拟实验５ Ｏ一５一０ １５（ｐ．蟹宙》蕾蛰葶蕾吃０ 吃５ 时间（ｄ）－－４１－－ＤＯ＝５―●卜一ＤＯ＝＇／．５ ｉ Ｄ０＝９―÷｝一ＤＯ＝ｌ ２图２．７不同ＤＯ条件磷释放速率的变化Ｆｉｇ．２―７ Ｃｈａｎｇｅ ｏｆ ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ ｒｅｌｅａｓｅ ｖｅｌｏｃｉｔｉｅｓ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ＤＯ从图２－７中我们可以看出，ＴＰ和Ｐ０４３－－ｐ［拘的含量随着溶解氧量的增大而逐 渐变小。当ＤＯ＝－１２的时候，上覆水中ＴＰ和Ｐ０４３－－ｐ的的含量达到最小值，此时ＴＰ 的最大浓度为０．１５２ｍｇ／Ｌ，Ｐ０４３－－ｐ的的最大浓度为Ｏ．０６ｍｇ／Ｌ。而在缺氧条件 ＤＯ＝５ｍｇ／Ｌ的时候，ＴＰ和Ｐ０４３－－ｐ的的含量达到最大值，此时ＴＰ的最大浓度为 ０．５５６ｍｇ／Ｌ，Ｐ０４３－－Ｐ的最大浓度为Ｏ．２０９ｍｇ／Ｌ。在缺氧条件下，ＴＰ和Ｐ０４３－－Ｐ的的 释放速率较大，而随着溶解氧量的增加，释放速率也逐渐变小，在好氧状态下， ＴＰ和Ｐ０４３一＿Ｐ的基本处于被底泥吸附的状态，而在厌氧状态才被释放出来。这是 由于中溶解氧的改变会引起底泥的氧化还原电位的改变。当溶解氧量降低时，氧 化还原电位也降低，固态的Ｆｃ（ＯＨ）３易变成溶解态的Ｆｅ２＋，Ｆｅ３＋易变成Ｆｅ２＋，原先 被Ｆｅ（Ｏｎｈ吸附的磷就会被释放出来，同时被Ｆｅ（ＯＨ）３包裹的铁结合态磷就会暴露 出来，磷会进一步释放。当溶解氧量增加时，氧化还原电位也随着升高，Ｆｅ２＋变 成Ｆｅ（ＯＨ）３，甚至可能变成Ｆｅ”，Ｆｅ（Ｏ１０３会吸附水体中的磷，Ｆｅ”会和水体中的 Ｐ０４３－－ｐ产生沉淀。但在好氧状态下，不是所有形态的磷都不会释放，底泥中的 有机质就会受到微生物的好氧分解，使不溶性的有机磷变成无机磷，易于释放出 来。只是由于底泥中的有机磷含量一般较低，或是产生的腐殖质的吸附性，释放 量不大，所以，总的影响结果是，在好氧状态下，底泥中磷的释放量会降低。２．２．３温度对沉积物中磷释放的影响１５＂Ｃ时各点磷的含量变化如下图所示：２１广东工业大学硕士学位论文０．５酋０．４舅ｏ．３篓ｏ．２自０．１０ Ｏ ２ ４ ６ ８ １０－－－０－－－Ａ点＋Ｂ点矗Ｃ点０．２５时间（ｄ）甚呲邑憾０．１５ 蠖哗０．１ｌ＾軎０．０５０ ０ ２ ４ ６ ８ １０＋Ａ点＋Ｂ点十Ｃ点图２－８ １５＂Ｃ时各点磷含量变化Ｆｉｇ．２―８ Ｃｈａｎｇｅ ｏｆ ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ ｃｏｎｔｅｎｔｏｎ时间（ｄ）１ ５ １２ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｓｐｏｔ２５＂Ｃ时磷含量变化如下图所示：Ｏ．６ ，、０．５－一詈０．４恻０?３ 蟥０．２厶 ［－－０．１ ０ ０ ２ ４ ６ ８ １０时间（ｄ）＋Ａ点＋Ｂ点一扣Ｃ点第二章沉积物氮磷释放的模拟实验０．３皂０．２５邑０．２冀０．１５哗０．１圣０．０５０ ０ ２ ４ ６ ８＋Ａ点＋Ｂ点磊Ｃ点图２－９ ２５＂Ｃ时各点磷含量的变化Ｆｉｇ．２－９ Ｃｈａｎｇｅ ｏｆ ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ ｃｏｎｔｅｎｔｏｎ时间（ｄ）２５＂Ｃｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｓｐｏｔ各点在不同温度下释放速率变化如下图所示：＾点勺２０ 鼍詈１５爵１０艘耧 鞋５昌００ ２ ４ ６ ８１０时间（由―◆一１５℃―●一２５℃Ｂ点Ｆ２０ １５ １０ ５ ０ －５击已龉 艘 辎 涎皇时间（ｄ）―◆一１５℃―－一Ｚ５℃广东工业大学硕士学位论文Ｃ点童３０ ２５ ２０窨 。雕１昌００ ４ ６ ８ １０时间（ｄ）售＼３ ２ １警哥霎亨。畦山＾．一１一２ －３２！Ⅳ４一入乒＝孑二孓。６ ８ 。时间（ｄ）―◆一１５℃＋２５℃Ｂ点．４ ３ ２ ｎ１刍。≥毒棼；霎令一：一２ 一３ 一４ 一５．一Ｃ支＝６＇Ｆ 山；广√时间（由８ｌｌｇ＿－章沉积物氮磷释放的模拟实验、 ３４ ３饕令２蓬毛。１ｔｏ 山 一１ －２；‘１／气＼／４√．．◆、●．６．／厂≤始Ｃ点８ １时间（ｄ）―．．－一１５１２―●卜一２５１２图２－１０各点在不同温度磷释放速率的变化Ｆｉｇ．２－１ ０ Ｃｈａｎｇｅ ｏｆ ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ ｒｅｌｅａｓｅ ｖｅｌｏｃｉｔｉｅｓｏｎ２５＂（２ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｓｐｏｔ从图中可以看出温度是影响磷释放的一个重要因素，对比图２．８和图２．９，各 点在１５＂Ｃ和２５＂Ｃ下，上覆水中ＴＰ和Ｐ０４３－－ｐ的的含量都是逐渐增加的，但在２５＂Ｃ 时，各点的ＴＰ和Ｐ０４３－－Ｐ的含量明显比１５℃时大。可能是因为，温度升高，降低 了底泥对磷的吸附能力，提高微生物的活力，分解有机物，使底泥中的有机磷释 放。 Ｃ点的磷释放量在１５＂Ｃ和２５＂Ｃ下，都是最低的，可能是因为Ｃ点底泥中的有 机磷含量较低，因为温度升高的时候，微生物降解有机磷，上覆水中的磷的含量 才有所增加。 从图２．１０看出，在１５℃和２５＂Ｃ下，各点的ＴＰ释放速率，在前两天里明显 地降低，然后达到一个平稳的趋势，而Ｐ０４３一－ｐ的在前两天却是被底泥吸附的状 态，然后再慢慢升高，达到释放的状态，然后是一个平稳的状态。可能是因为底 泥中的有机磷的含量比较多，而无机磷相对少，温度升高致使微生物分解有机磷， 此时底泥吸附无机磷。２．２．４小结温度的升高显著加快了磷的释放。ｐＨ在７．４左右，底泥磷的释放量是最少的， 当在酸性条件或碱性条件下，影响就变得显著起来，在ｐＨ＝４和１０时，磷的释放 速率明显增加。Ｐ０４３－－ｐ的和ＴＰ在不同溶氧量下变化趋势较为明显，在缺氧条件 下，底泥磷的释放量明显增加，释放速率也加快，而好氧条件对磷释放起到了明 显的抑制效果，如果水体有足够溶氧存在时，则可以抑制沉积物释放，营养物质广东工业大学硕士学位论文既能供给水生生物，又能有效限制藻类的过渡生长，保持水体透明度，进入良性 循环。可见，采取措施提高水体溶氧对于抑制沉积物释放、维持水体较低的磷浓 度是切实有效的。２．３静态条件下对沉积物氮释放规律的影响２．３．１ｐＨ值对沉积物中氮释放的影响不同ｐＨ条件下的氮含量变化如下图所示：一忘胃ｖ毯璐Ｎ工７时间（ｄ）―嵌。ｐＨ．４＋ｐＨ－６＋ｐＨ＝７．４―卜”ｐＨ＝８―簟一ｐＨ－１０暑３‘运２?孽。．童。．Ｏ时间（ｄ）＋ｐＨ＝４＋ｐＨ＝６森Ｐｈ＝７．４―喂～ｐＨ＝８―卜ｐＨ－１０第二章沉积物氮磷释放的模拟实验０．３吉０．２５粤ｏ．２篓ｏ．１５本 ９厶０．１ ０．０５ Ｏ ｌ ２ ３ ４ ５ ６―◆－ｐｌｔ＝４―．－ｐＨ＝６硪ｐＨ＝７．４―静ｐＨ＝８―卜ｐＨ＝１０图２－１１不同ｐＨ条件下氮含量的变化Ｆｉｇ，２－１ １ Ｃｈａｎｇｅ ｏｆ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｃｏｎｔｅｎｔ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｐＨ时间（ｄ、从图２．１ ｌ中可以看出ＴＮ的释放量随着ｐＨ的降低而增加，ｐＨ＝４时的ＴＮ 的释放量几乎是ｐＨ＝１０时的ＴＮ释放量的２倍。各ｐＨ条件下，释放量随着时间 呈上升的趋势，ｐＨ在６、７．４、８的时候差别不大。ＮＨ４＊－Ｎ的释放量的变化基本 和ＴＮ的一致，也是随ｐＨ的降低而增加，这是因为ｐＨ低的时候，底泥胶体吸附的ＮＨ，＋同矿互相竞争吸附位置而被释放出来，并且随着旷浓度的增大，ＮＨ４＋－Ｎ的最大释放量也增大，水溶液中ＴＮ的浓度也相应增大。ｐＨ高的时候，Ｏ盯浓度大，ＮＨ４＋―Ｎ以ＮＨ３形式逸出量大，水溶液中ＴＮ的浓度也随着降低。Ｎ０３ｗ在ｐＨ＝４的时候，在前四天是逐渐上升的，到第四天达到最大值，然后开始下降， 可能是由于在第四天的时候反硝化菌开始进行反硝化作用，使Ｎ０３一－Ｎ的释放量 减少。ｐＨ＝６、７．４、８、１０的时候Ｎ０３－－Ｎ的释放量随时间呈上升的趋势。 不同ｐＨ条件下氮的释放速率变化如下图所示：＾ｐ．董∞邑瓣煅疆涎苔踟∞如加０趵如∞时间（ｄ） ―◆一ｐＨ＝４―●一Ｐｈ＝６矗ｐＨ＝７．４―＊一Ｐｈ＝８―＊一ｐＨ＝１０广东工业大学硕士学位论文节 董量褂 制 辎 瀵 ｇ子菱；．，《一．！器∥３∞ 如∞ 加Ｏ加 ∞们 时间（ｄ） ―一．卜一ｐＨ＝４―●ｌ＿一ＰＨ＝６～一素一ｐＨ＝７．４―号｝一ｐＨ＝８―弓Ｉ卜ｐＨ＝ｌＯ４ ３ ４ ５．６ １ ２●０一ｐ．Ｉｍ＼鼬暑ｖ静锻餐壶｜ｃＮ－．８Ｚ１吃吗。；．。一三 ；一７～一时间（ｄ）―－一●一ＰＨ＝４―＿．．＿一ｐＨ＝６―嗑一一Ｐｈ＝７．４―号｝一ｐＨ＝８―呻Ｉ∈一ｐＨ＝１０图２一１２不同ｐＨ条件下氮的释放速率的变化Ｆｉｇ．２－１２ Ｃｈａｎｇｅ ｏｆｎｉｔｒｏｇｅｎ ｒｅｌｅａｓｅ ｖｅｌｏｃｉｔｙ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｍ ｐＨ从图２．１２看出，ｐＨ＝４和１０的时候，ＴＮ和ＮＨ４＋州的释放速率在第一天的时候是出于吸附状态，然后急剧上升，大量释放。由于在高ｐＨ条件下，水中钙、镁、 铝、铁离子与某些形态的氮形成氮盐沉淀，使水溶液中ＴＮ浓度较小。在ｐＨ＝６、７．４、 ８的时候，ＴＮ的释放速率随时间的增加，总的趋势是上升的，变化的幅度没有 ｐＨ＝４和１０的时候大。ｐＨ＝４和１０的时候，Ｎ０３－－Ｎ的释放速率前三天是逐渐上升的， 到第三天开始下降或平稳增长。泥样所在河涌营养物质含量较高，水质呈弱碱性， 在高ｐＨ值的时候ＴＮ和ＮＨ４＋一Ｎ释放速率均比较大。２．３．２Ｄｏ对沉积物中氮释放的影晌不同含氧量条件下氮的含量如下图所示：第二章沉积物氮磷释放的模拟实验３ ５ ３ ２ ５ ２ １ ５ｏ芎髓蟥ＮＬｌ ０ ５ ０ ０ １ ２ ３ ４ ５ ６ ７时间（ｄ） －－－４）－－－Ｄ０＝５―●．＿一１）０＝７．５～勘一Ｉ）０＝９―－’争一Ｄ０＝１２１２３４５６７―◆－Ｄ０＝５―卜Ｄ０＝７．５―备～一ＤＯ＝９―静Ｄ０＝１２Ｏ ０ ０ Ｏ ０ ０时间（ｄ）８７ ６ ５ ４ ３ ２ １ ０ｆ１商―占毯矮军占乏Ｏ Ｏ２３４５６７时间（ｄ）－－－－４）－－－－１）０＝５―●一ＤＯ＝７．５磊Ｉ）０＝－９―÷÷一Ｄ０＝１２图２―１３不同ＤＯ条件下氮含量的变化Ｆｉｇ，２－１ ３ Ｃｈａｎｇｅ ｏｆ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｃｏｎｔｅｎｔ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ＤＯ从图２．１３可以明显看出，在缺氧状态下ＥＰＤＯ＝５的时候，ＴＮ和ＮＨ４＋－Ｎ的释放 量是远远高于好氧状态的，而且ＴＮ的释放量呈一直上升的趋势，而此时，ＮＯａ一＿Ｎ 的释放量却低于好氧状态。由于硝化和反硝化作用则是氮的主要生物化学形式，广东工业大学硕士学位论文沉积物中的有机氮化合物经降解作用，生成Ｎ０３一、ＮＨ４＋等无机离子扩散进入上覆 水体中，提高水体Ｎ的营养水平，厌氧以ＮＨ４＋－Ｎ溶出为主；好氧以Ｎ０３一一Ｎ溶出 为主。所以便出现了以上各图的曲线趋势。阜鲁酥鏊譬∞蚰加Ｏ∞∞∞！一４５＿时间（ｄ）：＼ｆ）丢一－－－４Ｐ－－－－Ｄ（声５―－一Ｄ０＝７．５―扣Ｄ口：９―＊一Ｄ（）：１２８ ６ ４ ２穹鲁一哥煅辎：盎ＩＮ．ｏ＿ｚ０屯。咱时间（ｄ）―一．一Ｄ０＝５―．＿Ｄ０＝７．５～矗＊Ｄ０＝９―和ＯＯ＝１２∞坫加５（ｐ．趋警ｖ褥艘辎涎Ｎ－．ｎｏＺ０｛加；，瓜≥等＜ ｔ易∥４５：，时同（ｄＯ ―◆－ＤＯ＝５―－＿ＤＯ＝７．５―★一ＤＯ＝９―＊＿Ｄ０＝１２图２一１４不同含氧量条件下氮的释放速率Ｆｉｇ，２－１４ Ｃｈａｎｇｅ ｏｆ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｒｅｌｅａｓｅ ｖｅｌｏｃｉｔｙ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ＤＯ从图２．１４看出，缺氧的条件下底泥释放ＮＨ４＋州能力得到了显著的提高，缺氧条件下ＮＨ４＋一Ｎ的释放速率远高于好氧条件氮的释放速率，但其释放速率处于一第二章沉积物氮磷释放的模拟实验个下降的趋势，可能由于到释放后期，ＮＨ４＋一Ｎ在底泥中的浓度远远低于上覆水 体的浓度。缺氧条件下，ＴＮ的释放速率远高于好氧条件，并有上升的趋势，而 好氧条件下释放速率上升到第五天便开始下降。Ｎ０３－－Ｎ的释放速率在好氧条件 下一直处于上升的趋势，而在厌氧条件是先上升后下降的。上覆水体中的Ｎ０３－－Ｎ 也能反向扩散进入沉积物的厌氧层中。当水体处于好氧状态时，沉积物一水体系 有较高的氧化还原电位，还原态有向氧化态转变的可能，硝化细菌在这一变化中 将起到关键的作用，从而使ＮＨ４＋―Ｎ含量显著下降，而Ｎ０３一―Ｎ含量逐渐增加。 Ｎ０３－－Ｎ的界面浓度超过了表层沉积物间隙水中浓度，此时浓度梯度矢量由水体指向沉积物。在厌氧条件下，沉积物ＮＨ４＋－Ｎ、ＴＮ的释放均较为显著其中ＮＨ，州在厌氧条件下表现为持续稳定的高释放状态。这是因为，当体系溶氧下降至缺氧甚 至厌氧环境时，厌氧微生物活性增加，使三种形态的无机氮在沉积物一水界面的 行为发生很大变化。２．３．３温度对沉积物中氮释放的影响１５℃仓锄昌ｖ雠¨磋、Ｉ卜０ ２ ４ ６ ８ １０时间（ｄ）―－一卜Ａ点―?卜一Ｂ点巍Ｃ点广东工业大学硕士学位论文１５℃０．酋０．窨０．。０．娶０ ２ ４ ６ ８ １０时间（ｄ）＋Ａ点＋Ｂ点～嘞２５℃Ｃ点一４毫３日蚤２璧ｌ卜０ ０ ２ ４ ６ ８ １０时间（ｄ）＋Ａ点－－－－＿－Ｂ点吨２５℃Ｃ点＿ｊ曹ｏ．｛醚０?耋０?童ｍ０ ２４６８１０时间（ｄ）＋Ａ点＋Ｂ点＋Ｃ点图２一１５各样点不同温度下氮含量的变化Ｆｉｇ．２－１５ Ｃｈａｎｇｅ ｏｆ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｃｏｎｔｅｎｔ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｉｎ ａｎｄ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｓｐｏｔ氮的各形态较易相互转化，并且水体与大气、沉积物都会发生氮素交换，除 了温度、ｐＨ、溶解氧、水生植物、微生物之外，还有一些复杂的因素干扰和影 响氮的释放。沉积物释放的计算往往忽略或简化水体与大气之间的交换通量（包３２第二章沉积物氮磷释放的模拟实验括植物固氮和气态氨的逸出），得出沉积物表观氮释放速率。氨氮在总无机氮中 所占比例较高，且被认为是生物利用的氮的主要形式，因此主要讨论氨氮和总氮 的释放变化规律。温度对氮的释放量影响明显，从图２．１５可以看出在２５＂Ｃ条件下，ＴＮ和ＮＨ４＋州的释放量比在１５＂（２时明显增加。１５＂Ｃ时，在前六天增长缓慢，到第六天开始大幅 度增长，在第八天又趋于缓慢，Ａ点和Ｂ点甚至开始下降。２５＂Ｃ时，总的趋势是 增长的，尤其是ＮＨ４＋－Ｎ的增长明显，几乎呈直线增长。Ａ点３０ ０