地表-地下联合调蓄供水水源氮污染防治研究

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1、地表-地下联合调蓄供水水源氮污染防治研究StudyonWaterPollutionPreventionandControlofNitrogenSupplyJointSurfaceUndergroundStorage研究生：孟利指导教师：潘俊教授学科领域：环境工程二〇一五年十二月分类号：学校代码：10153UDC：密级：公开硕士学位论文地表-地下联合调蓄供水水源氮污染防治研究作者姓名：孟利入学年份：2013年9月指导教师：潘俊教授学科专业：环境工程申请学位：工程硕士所在单位：市政与环境工程学院论文提交日期：2015年12月论文答辩日期：2015年12月学位授

2、予日期：2016年1月答辩委员会主席：胡俊生答辩委员会组成：孙笙李亚峰胡俊生牛明芬徐丽刘旭东亢涵论文评阅人：声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下独立完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我共同工作过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谢意。作者签名：日期：学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解沈阳建筑大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和

3、借阅。本人授权沈阳建筑大学（或其授权机构）可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库并通过网络提供检索、浏览。（如作者和导师同意论文交流，请在下方签名；否则视为不同意。）作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：不限□半年□一年□一年半□两年□作者签名：导师签名：日期：日期：硕士研究生学位论文摘要I摘要石佛寺水库是辽河干流上唯一控制性工程，也是典型的滞洪蓄水平原水库。其库区内分布有沈阳水务集团第七水厂的黄家水源地和沈阳市农业高新技术开发区水源地，采用地3表水与地下水联合调蓄方式供水10万m/d。由于辽河氮污染较重导致抽取的地下水中氮含量增加从而影响了

4、上述两个净水厂除铁锰效果，对供水安全构成了威胁。因此如何防治地表-地下联合调蓄系统的氮污染，提高水厂水处理效率，已引起有关部门的高度重视，也成为迫切需要解决的问题。为此本文基于地表水与地下水转化系统中的库底土层的特性分析以及其中氨氮迁移转化规律试验，开展了地表-地下联合调蓄供水水源氮污染防治研究，以期为城市供水水源安全提供有效的防治和保护措施。本次主要完成了以下几方面的研究工作。一、石佛寺库区水文地质特征分析研究。主要调查了库区水文、气象、水文地质条件，建立了地表水-地下水联合调蓄水文地质模型，为建立地表水-地下水联合调蓄数学模型提供了科学依据。二、石佛寺

5、库区水环境质量现状评价。本次对库区地表水质量评价采用基于层次分析和熵权组合改进的综合标识指数法，评价结果是石佛寺库区地表水整体为V类水，丰水期稍好于枯水期，其中氨氮、总氮以及生化需氧量超标严重；对库区地下水质量评价采用了模糊综合评判法，评价结果是枯水期为Ⅲ类和V类水，丰水期一般为Ⅲ类、Ⅳ类水，主要超标因子为氨氮以及铁、锰。三、库底土层特性研究。本次通过现场采集的土样进行土工试验、浸溶试验以及微生物菌群多样性试验来分析库底土层相关特性。采用激光颗粒分布测量法、比重法以及室内渗透试验测定了库底土层的颗粒组成、比重、孔隙度、渗透系数等性质，结果表明库区土-2层岩

6、性为粉质粘土，属于弱透水层，厚度3.0～4.5m，渗透系数约为5.58×10m/s-6.67×-210m/s；室内浸溶试验结果表明库底土污染物释放包括快速释放、释放调整以及释放稳定三个阶段，溶解氧以及有机物含量对污染物的释放有一定影响释。放稳定后的氨氮浓度约为1.2mg/L~1.6mg/L，硝酸盐氮0.8mg/L~1.1mg/L，总铁浓度0.2mg/L~0.3mg/L，总锰浓度0.2mg/L~0.25mg/L，表明库底土层作为二次污染源对库区地表水质有一定影响；库底土层微生物菌群多样性分析主要通过DNA提取、PCR扩增、DGGE等分子生态学手段对入库、库中

7、和出库三个断面土样进行检测，结果发现库底土层的微生物群落具有多样性，且与污染程度有关，库中和出库采样点的微生物多样性均高于入库断面，优势菌种为变形菌门。四、库底土层氨氮迁移转化规律研究。首先通过对库区地下水质检测结果采用系统聚类方法确定了铁锰与氨氮转化最为相关；其次并进行枯丰不同时期氨氮转化土柱模拟试验，结果表明地表水中氨氮、铁、锰离子在通过库底土层时存在着扩散-吸附-生物氧化三个阶段，其中铁的去除要优先于氨氮和锰，对氨氮和铁的去除主要集中在在0-40cm深度Ⅱ摘要硕士研究生学位论文土层中，而对总锰的去除则主要集中在25-45cm深度土层中，对氨氮、铁、锰

8、的最大去除率分别为81.25%、89.24%以及80.15%。由于