曝气复氧对富营养化水体底泥氮磷释放影响

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1、曝气复氧对富营养化水体底泥氮磷释放的影响曝气复氧对富营养化水体底泥氮磷释放的影响林建伟，朱志良，赵建夫同济大学环境科学与工程学院，上海200092摘要：采用实验室模拟，研究了曝气复氧对富营养化水体底泥氮磷释放的影响，结果表明，①溶解氧是影响底泥氮磷释放的重要因素，厌氧状态会加速底泥氮磷的释放。②正常条件下曝气复氧可以有效的控制底泥总磷的释放；曝气条件下高pH值无法控制底泥总磷的释放，搅动会对底泥总磷的释放产生轻微的影响，上覆水总磷浓度较高时底泥会发生吸磷现象，而温度则影响较小。③正常条件下曝气复氧可以控制比较封闭水体底泥氨氮的释放；曝气条

2、件下温度对底泥氨氮和总氮的释放影响较大，即温度越高，抑制氨氮和总氮的释放效果越好，且低温会导致底泥氨氮和总氮的大量释放；曝气条件下搅动导致底泥释放更多的氨氮和总氮。关键词：曝气复氧；富营养化水体；底泥；氮磷表1受试底泥的主要理化性质指标Table1Physic-chemicalproprietyofthesediments参数pHw(有机质)/%w(总磷)/(mg·kg-1)w(氨氮)/(mg·kg-1)w(总氮)/(mg·kg-1)数值7.593.88832296200中图分类号：X52文献标识码：A文章编号：1672-2175（200

3、5）06-0812-04　　随着我国经济的发展和人们生活水平的提高，污水的产生量剧增，而我国的污水处理率较低，导致大部分污水没经任何处理直接排入水体，造成我国地表水体的严重污染。当地表水体污染较重时，污染物通过颗粒物的吸附、沉淀、水生生物死亡沉积等方式蓄存于底泥中；当外源污染受到控制时，污染物又能从底泥中释放出来，成为地表水体的内污染源[1]。曝气复氧是目前国内外比较常用的修复受污染水体的一种方法[2]。曝气复氧技术是根据水体受到污染后缺氧的特点，人工向水体中充入空气或氧气，加速水体复氧过程，以提高水体的溶解氧水平，恢复和增强水体中好氧微

4、生物的活力，使水体中的污染物质得以净化，从而改善受污染水体的水质，进而恢复水体的生态系统[2]。本文针对富营养化水体的底泥，采用实验室模拟，研究了曝气复氧对底泥氮磷释放的影响，为我国富营养化水体的修复提供技术支撑。1材料和方法1.1受试底泥　　利用自制的底泥采样器采集同济大学三好坞富营养化景观水体的底泥样品。采集的底泥样品送至实验室进行底质分析和氮磷释放实验。底泥的本底值分析指标包括pH值、有机质、总氮、总磷以及氨氮。氨氮和总氮采用土壤肥力智能测定仪分析测定；pH值、总磷和有机质采用土壤理化性质标准分析方法测定。底泥的理化性质见表1。1.

5、2模拟实验　　实验模拟分为两部分。　　实验一：主要为厌氧和好氧的对照释放试验，分为2个方案，即方案1为厌氧作为对照，方案2为曝气复氧，室内水温为15~21℃。　　实验二：主要研究曝气条件下水动力学、温度、pH值和初始浓度对底泥氮磷释放的影响，分为12个方案，即方案3为室内水温（7~11.5℃）下的曝气复氧，方案4为水温20℃条件下的曝气复氧；方案5为室内水温（6.8~7.4℃）条件下进行曝气复氧；方案6为室内水温（6.8~7.4℃）条件下进行曝气复氧，且采用搅拌器每天早晚各搅动1次，搅拌强度为160r/min，搅拌持续时间为1min；方案

6、7~11曝气复氧的pH值分别为5、6、7、8和9.5；方案12~14曝气复氧的初始上覆水TP质量浓度分别为0.5，1.0和1.95mg/L。方案1~11采用2.5L试剂瓶作为模拟装置，方案12~14采用5L试剂瓶作为模拟装置。　　完全混合均匀的新鲜底泥从反应器的顶部加入，使底泥的厚度约为5cm，再采用虹吸方法加入蒸馏水，加水工程中尽量避免干扰底泥。厌氧状态通过氮气吹脱实现。每间隔一定的时间测定反应器上覆水当中的氨氮、总氮和总磷和温度。氨氮采用纳氏试剂比色法测定，总磷采用钼酸铵比色法测定，总氮碱性过硫酸钾紫外分光光度法，温度则采用温度计测量

7、。整个实验期间用黑布遮住反应器，避免阳光的影响。1.3数据处理底泥氮磷的释放通量采用下式进行计算：，其中，Rn为到第n天为止底泥氮磷的释放量（mg），V为反应装置中剩余水样的体积（L），Ci为第i次采样时氮磷的质量浓度（i=1,2,...,n）（mg·L-1），C0为初始氮磷的质量浓度（mg·L-1），Vi为第i次采取的水样体积（L）。2结果与讨论2.1曝气复氧控制底泥氮磷释放的效果分析图2好氧条件下静置和搅拌对底泥氨氮和总磷释放的影响Fig.2EffectofagitationonammoniaandTPreleasefromsedim

8、entsuneroxicconditions　　图1为厌氧和好氧条件下底泥氨氮和总磷释放试验的结果。由图1可知，厌氧状态下底泥氨氮和总磷会很快释放出来，氨氮和总磷的平均释放速率分别达到31.5