河流泥沙对污染河水中污染物的吸附特性研究

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1、郭长城等：河流泥沙对污染河水中污染物的吸附特性研究5河流泥沙对污染河水中污染物的吸附特性研究郭长城1，喻国华1，王国祥2*1.南京水利科学研究院//水文水资源与水利工程科学国家重点实验室，江苏南京210029；2.南京师范大学地理科学学院，江苏南京210097摘要：泥沙是河流水体的重要组成部分，在迁移过程中吸附一定的氮、磷进入底层或下游，从而改变水中污染物的分布。通过模拟试验，选择粒径76µm以下泥沙研究不同泥沙含量、不同污染程度等条件下，河流泥沙对污染河水中氮、磷等污染物的吸附特性。结果表明：河流泥沙对污染河水的氮、磷及高锰酸盐指数均有一定的吸附效果，特别是对氮、磷的等温吸附比较明显；与

2、对照相比，含泥沙的试验组水体磷质量浓度最大降低值达0.53mg·L-1；水体溶解性总氮随时间延长，含量逐渐下降。污染物含量、泥沙含量、粒径等均会影响泥沙对污染物的吸附，污染物含量越高、泥沙含量越大、粒径越小吸附效果相对越好。泥沙吸附和富集污染物后沉降进入水体底层，离开水相，因而可以降低水中污染物含量，达到净化水质的作用。关键词：氮磷污染物；吸附；高锰酸盐指数；泥沙；沉降中图分类号：X52文献标识码：A文章编号：1672-2175（2006）06-1151-05郭长城等：河流泥沙对污染河水中污染物的吸附特性研究5表1污染河道水质指标Table1Waterqualityindexoftheco

3、ntaminativerivermg·L-1指标NH3-NNO2-NNO3-NTNPO4TPA122.070.020.5623.411.132.33A223.760.090.2826.320.982.27A320.8880.010.5226.181.012.37平均22.240.040.4525.301.042.32河流水体由于泥沙的存在，透明度比较低，感官效果较差，但泥沙的存在会增加河流水体的生态环境容量，使其容纳更多的污染物。泥沙在水动力条件改变而发生沉积时，可将自身携带的污染物带出水相，起到了污染净化的积极作用。国内外大坝建设以后对水环境的影响的调查研究比较多，众多的研究表明，大坝建

4、设以后，不仅减少了下游来沙量，而且还改变了支流水系的水动力条件，使得水流变缓，水相泥沙含量骤然减少，水体自净能力降低，污染有所加剧。泥沙作为河流水体的重要组成部分，在其迁移疏运过程中，可以吸附水相的氮、磷等污染物，调查研究[1-5]发现，含沙量大的黄河水体，泥沙对很多水质指标如BOD、COD、磷、氮等的测定均有不同程度的影响，故此认为泥沙可能具有吸附污染物的特性，据此认为水体中的泥沙可以作为汇聚集污染物带入下游，也可能作为源在特定条件下（如强酸、强氧化及高温等）释放污染物进入水体，从而影响着测定值的大小变化。夏星辉等[2]（2004）通过野外考察并模拟试验研究了黄河泥沙对黄河好氧性有机污染

5、物的影响规律，发现酸性条件下，泥沙中的有机污染物会发生释放影响COD的测定，另外还发现干流上下游BOD有所增加，而且枯水期高于丰水期，这可能是由于下游和枯水期悬移质含量高于上游和丰水期的原因所致，因为悬移质是挟沙水体污染物的主要携带者，也可能是由于泥沙含量减少，降低了水体自净能力。有关河口沉积物、粘土矿物等对有机污染物、重金属、磷、氨氮等的吸附特性的调查与研究比较多[6-12]，而针对河流泥沙对污染较重的污染河水中污染物的吸附规律的研究报道不曾有。探讨河流泥沙对污染河水中污染物的吸附规律，一方面可以揭示泥沙在河流污染自净过程中的积极作用，另一方面还可为泥沙应用于环境改善提供理论支持。1材料

6、与方法1.1泥沙样品与处理泥沙样品采自长江南京段表层沉积泥沙。将新采集的泥沙样品置于去离子水中浸泡一段时间（7d），风干，研磨，分别过44µm至300µm不同孔径的标准分析筛，封存备用；泥沙粒径级配分析：NSY-3型宽域粒度分析仪。1.2试验污染水体采用南京师范大学前三用河污染河道表层水，水质指标如表1所示。水质指标的测定按照《水和废水监测分析方法》（第4版）中标准方法测定（以下相同）。1.3试验方法与步骤称取一定量泥沙样品加入到500mL三角烧瓶中，将已经配好的混合污水250mL迅速加入到三角烧瓶中，置于25℃恒温摇床，36h后过0.45μm醋酸纤维滤膜，滤液一部分测定化学需氧量（COD

7、Mn），一部分测定可溶性反应磷（SRP郭长城等：河流泥沙对污染河水中污染物的吸附特性研究5），一部分经过硫酸钾消解测定总可溶性磷（DTP），可溶性有机磷（DOP）等于总可溶性磷与可溶性反应磷之差。1.3.1等温吸附曲线图1泥沙对污染河道DTP的吸附效果Fig.1AdsorptionofsedimenttoDTPofriver称取76µm以下泥沙样品1.00g于250mL混合污染水体中，置于25℃恒温振荡，每隔0.5~1h