杭州湾主要污染物降解转化模拟实验及其在环境容量计算研究中的应用

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1、上海海洋大学硕十学位论文杭州湾主要污染物降解转化模拟实验及其在环境容量计算研究中的应用摘要杭州湾是一个喇叭形海湾，有钱塘江注入，湾内水域潮强流急，动力条件好，是中国沿海潮差最大的海湾。由于杭州湾两岸经济发达，水域内围垦滩涂、修建桥梁等人类活动频繁，导致杭州湾海域入海污染物排放逐年增加，对杭州湾海域的生态环境的影响至为深远。开展杭州湾入海污染物总量控制和减排技术研究，对于确定杭州湾海域主要污染物的环境容量和自净能力，为政府部门制定合理有效的污染减排措施保护杭州湾海域环境质量具有重要作用。在海域丰要污染物环境容量计算中，污染物浓度场模型参数的选择对于保证模型的准确性具有非

2、常重要的作用，而如何确定该参数是一个研究的盲点和难点。目前使用经验公式确定污染物浓度场模型的水质参数是常用方法，这种方法使得容量计算值与实际值之间存在差距，增加了容量计算值的误差和模型验证的工作量。本文旨在根据2004．2008年杭州湾海域调查数据，评价杭州湾海域多年水质环境变化趋势和08年水质现状，以确定该海域主要污染物类型和污染程度。存此基础上，针对主要污染物开展降解转化模拟实验，以确定污染物浓度场模型中降解参数的数值，为环境容量计算服务。本文采用实验室分析、环境质量评价及模拟实验等方法研究了以下内窖：①描述2008年杭州湾海域春夏季水温、盐度、pH、溶解氧(DO

3、)、化学需氧量(COD)、无机氮、活性磷酸盐、叶绿素a以及悬浮物共九类主要水质指标现状；②运用单项污染指数法、综合污染指数法、富营养化指数法和富营养化分类分级评价法对2008年杭州湾海域春夏季水质污染状况和富营养化状况进行评价；③分析2004．2008年杭州湾海域水体质量、水体污染程度及富营养化变化趋势；④开展COD、磷酸盐、无机氮降解转化速率研究正交试验，根据实验数据计算COD和磷酸盐降解转化速率系数，运用SPSSl6．0软件分析污染物初始浓度、悬浮物浓度、赫度、pH四个凶素对COD和磷酸盐降解转化速率的影响程度；⑤结合降解转化速率系数在环境容量计算研究中应用的实例

4、，与本文得山的杭州湾海域COD和磷酸盐降解转化速率进行比较。研究发现：(!)2008年杭州湾海域海水水质污染水平较高，处于严重污染状态。I●上海海洋大学硕十学位论文其中超标最严重的指标是无机氮，所有测站无机氮浓度均达到超Ⅳ类海水水质标准，其次为磷酸盐，多数测站为超III、Ⅳ类水质；2008年杭州湾海域30个测站评价结果显示富营养化指数(E)值均超过l，夏季富营养化指数均值高．丁．春季，富营养化限制因子为磷酸盐。(室)2004．2008年五年间统计数据显示COD污染较轻基本为I、lI类水质，磷酸盐污染严重均达TTT、Ⅳ类水质，无机氮污染非常严重均为劣Ⅳ类水质：2004．

5、2008年五年间水质综合污染指数(P)各年均值全部超过2，其中2006年春季达到最高值为11．64；2004．2008年五年间E均值全部大于l。从而-口J。以得出：近五年来，杭州湾海域水质一直处于污染状态，造成污染的主要指标为无机氮和磷酸盐；富营养化是该海域主要的环境问题之一，富营养化限制因子为磷酸盐，与相关研究结果一致。根据以上的研究结果，本文选择了杭州湾海域的主要污染物无机氮、磷酸盐和COD作为降解转化速率系数模拟实验的因子。为提高实验效率，模拟在更多因素影响下，污染物的降解转化速率大小，本文采用L9(34)型正交实验模式，开展了3个水平，4个因素(污染物初始浓度

6、、悬浮物浓度、盐度、pH)实验室模拟降解转化实验。研究发现：①按照一级反应动力学方程处理COD和磷酸盐不I_J时刻浓度值，得到相关性系数(R2)均值分别在0．8和O．75附近，无机氮降解转化趋势不明显；(g)COD降解速率在0．I／d附近，对其影响最大的因素为悬浮物浓度和污染物初始浓度，盐度和pH影响程度相对较小：③磷酸盐转化速率在0．02／d附近，对其影响程度较人的因素为悬浮物浓度和污染物初始浓度。从而可以得出，①COD和磷酸盐降解转化过程符合一级反应动力学方程，无机氮不符合一级反应动力学方程；②污染物在海水中降解转化过程速率主要受到污染物本身浓度大小和海水中悬浮物

7、含量多少的影响；③木次实验污染物降解转化速率系数与目前其他研究报道的COD和磷酸盐降解转化速率结果基本一致。关键词：杭州湾，环境容量，水环境质量，COD，磷酸盐，降解转化速率n●■上海海洋大学硕十学位论文Thesimulationexperimentsofmainpollutants’degradationofHangzhouBayanditsapplicationincalculationofenvironmentalcapacityABSTRACTHangzhouBayisatrumpetshapedbay,andisinjectedbytheQ