百花湖沉积物氮、磷释放的原位覆盖控制研究

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1、,v^JCL义分类弓•imif建筑表嗱学号1108521312069namevs:%m'yt#cirrti�©iRcnjr£ct®£.>学位论文百花湖沉积物氮、磷释放的原位覆盖控制研究InsitucoveringcontrolnitrogenandphosphorusreleasefromsedimentofBaihuaLake师路远指导教师姓名杨海燕教授北京建筑大学马福利高级工程师北京市市政四建设工程存限责任公司申请学位级别硕士学位类别工学硕士学位专业名称市政丁程年级2012级论文答辩时问2015年6月学位授予单位和日期北M建筑大学2015年7月答辩委员会

2、主席杨琦教授论文评阅人白宇高级工程师卢少勇研究员北京建筑大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含本人或他人为获得北京建筑大学或其它教育机构的学位或学历证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文作者签字：陳1d日期：年‘月I1日北京建筑大学硕士学位论文版权使用授权书本人完全了解学校有关学位论

3、文知识产权的规定，在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于北京建筑大学，允许论文被查阅和借阅。学校有权保留论文并向国家有关部门或机构送交论文纸质版和电子版，可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印、或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。保密学位论文在解密后的使用授权同上。学位论文作者签名:校内导师签名：年<月>'/年乂月,校外导师签名><5卞年“月如摘要摘要近年来湖泊水体富营养化现象经常发生，并有逐渐恶化的趋势。为了控制湖泊水体富营养化，各地积极采取措施严格控制外源污染。在外源污染得到有效控制的情况下，在一些沉积物氮、磷污染严重的

4、地区，由于沉积物内源污染物的原因，水体富营养化仍持续暴发。因此抑制内源污染成为控制湖泊水体富营养化的重要措施。本研究选择贵州省百花湖为例，研究原位覆盖对沉积物氮、磷释放的抑制效果，为我国控制湖泊内源污染工程提供技术支持。本次研究首先对比沸石、粘土、生物炭、褐铁矿和高岭土五种覆盖材料对沉积物中氮、磷污染物释放的抑制效果，结果表明高岭土原位覆盖组对沉积物中TP释放抑制效果明显优于其它四种材料；在此基础上研究高岭土覆盖厚度和材料粒径对高岭土原位覆盖效果的影响，得出高岭土用于原位覆盖的最佳厚度为3cm-5cm，最佳粒径为60目-100目；然后采用高温和CaCl2对高岭

5、土进行改性，验证高温改性的高岭土覆盖层和CaCl2改性的高岭土覆盖层对沉积物中氮、磷污染物释放的抑制效果；然后将钝化技术和原位覆盖技术相结合，验证钝化技术和原位覆盖技术结合使用，对沉积物中氮、磷污染物释放的抑制效果。最后基于以上模拟实验的成果设计了12017㎡的中试实验，验证自然条件下高岭土对百花湖沉积物中污染物释放的抑制效果。具体研究结果如下：1）覆盖45天时上覆水中氨氮浓度最低的是生物炭，对氨氮释放的抑制率为73%。实验结束时氨氮浓度排序为沸石>褐铁矿>粘土>高岭土>生物炭。效果最好的是生物炭组和高岭土组，氨氮浓度分别为0.41mg/L、0.42mg/L。

6、覆盖45天时上覆水中TN浓度最低的是粘土，对TN释放的抑制率为95%。实验结束时上覆水中TN浓度排序为沸石>褐铁矿>高岭土>粘土>生物炭。效果最好的是生物炭组TN浓度为0.74mg/L，其他四种材料实验组上覆水浓度基本相同。对于百花湖主要的超标污染物TP，除生物炭外其他几种覆盖材料均有很好的效果，上覆水中TP浓度为粘土>褐铁矿>沸石>高岭土。其中效果最好的是高岭土组，90天后TP浓度为0.027mg/L，TP释放的抑制率为94%2）高岭土用于百花湖沉积物原位覆盖的最佳粒径为60目-100目，最佳厚度为3cm-5cm，最优粒径和厚度条件下上覆水中氨氮浓度最大1.

7、35mg/L，抑制率为27%；上覆水中TN浓度最大3.56mg/L，抑制率52%；上覆水中TP浓度最大0.026mg/L，抑制率为97%。3）800℃高温改性削弱了覆盖层的抑制效果，但增强了覆盖层表面微生物生长的能力。CaCl2改性高岭土覆盖组上覆水中TP浓度最高0.016mg/L，相比高岭土覆盖组上覆水中TP浓度减少了41%，对TP抑制作用有所加强；三个实验组上覆水中氨氮和TN浓度对比基本没有差别。4）钝化技术和原位覆盖技术结合可明显增强对污染物释放的抑制效果，Al2(SO4)3I摘要钝化和高岭土覆盖结合实验组覆水中TP浓度0.012mg/L，相比于高岭土覆

8、盖组上覆水中TP浓度减少了56%；Ca