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摘要目前，世界各地都面临着淡水湖泊富营养化现象严重的问题，蓝藻水华爆发的的频率与危害程度都呈显著增长的趋势。磷是公认的促进水体富营养化的重要原因，底泥磷素控制技术正在不断地深入和改革创新中。本文采用了一种以硝酸钙为试剂的臭氧曝气化学修复法，设置参照组、单独臭氧曝气组、臭氧＋硝酸钙（0.01、0.05、0.1、0.5mol/L）组共五个实验组，在利用自制微臭氧曝气加药一体机曝气加药30天后，发现单独臭氧曝气对底泥磷素的抑制率为40%，而加入不同浓度的硝酸钙后，对底泥磷素释放的抑制率相比于单独曝气组都有明显上升趋势，其中硝酸钙浓度为0.5mol/L抑制效果最好，抑制率高达62%。该研究将物理与化学技术有机结合，其微臭氧曝气复合无机盐技术能有效缓解城市水体底泥内源磷素释放，对于改善水体水质具有重要意义。46684
毕业论文关键词：富营养化、底泥、磷素、控制
Abstract
Currently, all over the worldis facing serious freshwater eutrophication problem. the frequency and degree of harm's cyanobacterial blooms showed significant growth trend. Phosphorus is recognized as an important cause of promoting eutrophication, and sediment phosphorus control technologies are constantly in-depth reform and innovation. In this passage we use a calcium nitrate chemical reagents ozone aeration repair method, and we set the reference group, a separate group of ozone aeration, ozone + calcium nitrate (0.01,0.05,0.1,0.5 mol / L) group of five experimental groups. By using homemade micro-dosing integrated ozone aeration aeration dosing for 30 days, we found a single ozone aeration of sediment phosphorus inhibition rate of 40%, while adding different concentrations of calcium nitrate on sediment phosphorus inhibited the release rate compared to the separated aeration group. It has a clear upward trend. The calcium nitrate concentration 0.5mol / L group has the best inhibitory effects, and the inhibition rate was as high as 62%. The study of the physical and chemical techniques combined its micro inorganic composite ozone aeration technology can effectively alleviate the urban water sediment phosphorus release of endogenous.
Keywords: eutrophication, sediment, phosphorus, control
1. 简介
水体富营养化现象严重威胁着我国内陆淡水水体，富营养化水体数量及严重程度呈显著增长趋势，以太湖、滇池为代表的[1-2]富营养化水域中，底泥总磷含量高达3000-4000mg/kg [3]。磷素主要来源于底泥的分解所形成形成底泥营养物质，属于沉积型循环物质[4]。作为引起水体富营养化的主要原因，底泥中的磷素释放至上覆水中是本文主要阐述的循环机理。磷在水—底泥保持着交换作用，并循环存在。由于有机质长期处于氧化降解状态，因此底泥中的沉积环境会处于相对还原状态，底泥中的铁氧化物或氢氧化物也会随着时间的推移逐渐溶解，与之结合的磷酸盐也可能溶解释放[5]。而另一方面，生物死亡后腐烂分解，转化为可溶态和颗粒态的有机磷，存在于上覆水，经过沉积作用进入底泥中[6]。一般来说，水体中磷素分为外源磷和内源磷。外源磷主要是由化肥、农田灌溉、工业废水及生活污水排放等原因造成的，而内源磷的重要来源是底泥中磷素的释放，它对水体的营养水平有着不可忽视的影响。底泥是水体内源磷的主要宿 ，营养物质经过物理、化学及生物等作用沉积在湖底，形成易造成水体二次污染的内负荷[7]。目前中国正在加大对水体湖泊富营养化质量管理与控制的力度，内院磷素释放易对水体富营养化造成二次污染，因此研究调控底泥磷素释放的的新方法刻不容缓。
研究者通过对底泥无机磷提取方法的研究发现[8]，无机络合相磷的的反应活性会因提取剂的不同而改变，因此需要测定特定结合相中的磷时，最好选择性地采用不同的特定浸提剂。目前在提取底泥中的形态磷时，研究者通常会使用化学连续提取法，即对底泥使用不同的提取剂进行连续提取，然后核算底泥中磷的含量[9]。NaCl、MgCl2及 NH4Cl可降低底泥中磷素的再吸附效应，因此在实验室中常作为化学提取剂用于连续提取过程[10]。不同形态磷的提取剂多种多样，铁铝结合态磷常用NaOH试剂提取，而NaOH/Na2CO3缓冲溶液等则被用于提取铁磷；铝磷通常pH为8.2，最常用的提取剂为NH4F[11]；钙磷只有在弱酸状态下时才可能会有少许释放，因此普遍采用HCl来提取；闭蓄态磷与钙的沉积有关，普遍采用连二亚硫酸钠-柠檬酸钠提取液去除Fe2O3胶膜[12]。控制磷素从底泥中释放进入水体是防止水体富营养化的根本途径。原位覆盖和疏浚是面前市场上常用的控磷物理修复技术，而化学修复技术则采用投加化学试剂的方式，是目前常用控制底泥磷释放的方法之一。其原理是向底泥注入化学药剂，降低污染物的溶解度、毒性或迁移性，对底泥进行原位化学处理，从而阻止底泥中的磷释放至上覆水中[13]。铝盐、硝酸钙、硫酸铝、硝酸钙、以及氯化铁是目前工程实践中运用最广泛的控磷化学试剂。