底泥污染物迁移规律探究进展

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1、底泥污染物迁移规律探究进展　　摘要：环境因子包括溶解氧，pH，温度，扰动等是影响水体中污染物在底泥-上覆水之间迁移的重要因素，了解它们之间转化规律是防治河流底泥污染的关键。本文总结了许多学者在这项研究上取得许多重要成果，着重介绍了N、P在底泥-上覆水之间的转化规律。关键词：底泥上覆水迁移污染物1、前言底泥作为河流的重要组成部分，对河流水环境质量有很大影响，一方面底泥中的泥沙可以吸收大量的污染物质，从而减少污染物对水体的污染；另一方面在一定的条件下，存储在底泥中的污染物质通过与上覆水之间的物理、化学、生物交换作用，可以重新进入到上覆水当中，对水体造成二次污染。随着我国

2、水体污染的加剧，水体底泥的污染程度也日趋严重，因此对河流底泥污染的防治已经迫在眉睫了，由于河流中底泥对污染物的吸附及释放作用，研究污染物在底泥-上覆水界面之间的转化规律显得尤为重要。2、底泥中污染物迁移研究进展2.1底泥中氨氮的迁移5水体中的微生物对底泥有机物质产生矿化作用，生成了大量氨氮，并聚积在空隙水中，并且底泥中的颗粒会吸附一部分氨氮，不仅使氨氮向上覆水的扩散受到影响，同时影响氮在底泥中的硝化和反硝化过程。因此，底泥中颗粒对氨氮的吸附-释放起着总要的作用。目前，国内外的许多专家学者就底泥对氨氮的吸附-释放过程开展了诸多的研究，并且取得了很多成果。在研究中发现底

3、泥所处水体的性质以及诸多环境因子，如温度、pH、溶解氧等对氨氮的吸附与释放都有很大的影响。在氮的释放过程中，微生物起着十分重要的作用，沉积物中的氮以有机氮为主，温度影响微生物的活性和活动程度，温度促进有机氮的分解，进而使氮向水体的释放量增大。沉积物中硝化速率，氧气含量等因素会随着温度的变化而变化，反硝化速率直接或间接地受温度控制。刘培芳等研究表明，当温度较高时，微生物活动比较活跃，一方面导致有机质的分解作用加快，另一方面氧气会被快速消耗，从而使贴近底泥释放层的水体中氧化层的深度减小而减缓硝化作用，沉积物中释放铵态氮的速率加快；反之，在温度较低的条件下，微生物的活动减

4、缓，一方面导致有机质的分解矿化作用减弱，另一方面，温度低水中氧气的溶解度增大，其渗透深度加大，从而使贴近底泥释放层的水体中氧化层的深度增加，发生硝化作用的界面层深度也增加，沉积物释放出的铵态氮中一部分被转化为硝态氮，使得释放铵态氮的速率减缓。5同时许多研究者发现pH的变化对氮的释放影响较大，上覆水pH对氮释放的影响主要是通过改变地质间隙水的pH来影响的。pH的改变导致底泥中氮的释放发生变化主要是通过生物作用和化学作用来实现的，当间隙水中的pH变化时会导致微生物的活性改变，不同活性的微生物使底泥中有机氮的释放有所差别；另外在一般情况下底泥释放出的氨氮会首先进入底泥的间

5、隙水中，然后逐步扩散到沉积物表面，进而扩散到上覆水中，当间隙水的pH变化打破沉积物中氮释放与吸附的动态平衡时，就会改变间隙水中的氨氮向底泥表面以及上覆水中的扩散速率。范成新等通过试验发现pH为5时的氮释放曲线峰值是pH为8.5时的近2倍，pH为10时氮的释放曲线的峰值较pH为8.5时高30%。2.2底泥中磷的迁移国内外很多学者对底泥磷释放作了大量的研究，发现温度是影响底泥吸附特性的一个重要因素，潘婷等通过研究表明随着温度的升高，底泥对磷的吸附逐渐减少，当温度达到20℃时，底泥对磷的吸附量最少，随着温度的继续升高，底泥对磷的吸附量变化很小，基本与20℃时相同，吸附量略

6、有增加。赵文伟认为其原因可能是随着温度的增加，底泥对磷的吸附减少，并且温度升高使微生物活力增强，有机物质分解加速，结果导致氧气的损耗和氧化还原电位的降低，从而使Fe3+5还原为Fe2+，磷从正磷酸铁和氢氧化铁的沉积物中释放出来。另外韩莎莎认为微生物的活动还可使沉积物中的有机磷酸盐转化为无机态的磷酸盐而得以释放。温度对含钙沉积物的影响最大，因为随着温度升高，有机质矿化加强，产生大量的二氧化碳，则钙沉积物会加速溶解。有机质分解过程中产生的有机酸大多具有络合作用，沉积物中的磷的释放也相应加快。经过研究者试验发现，pH与底泥中磷释放量也有重要关系。当上覆水在中性条件下时磷的

7、释放量最小，碱性条件下的释磷强度明显大于酸性的。造成这种情况可能有两个原因，一是通常条件下底泥中的磷可以分为无机磷和有机磷，按照与磷酸根离子结合的金属阳离子类型，无机磷又由铁结合态磷、钙结合态磷、铝结合态磷组成，pH的变化影响着无机磷中各结合态磷的稳定性。当上覆水的pH值较高时，水体中的OH-浓度较高，可使铁结合态磷、铝结合态磷等无机磷以及腐殖质与有关阳离子形成的各类复合体发生阴离子交换作用而释放出磷；当上覆水的pH值较低时，酸性水体可促使钙结合态磷溶解而释放出磷；当上覆水为中性水体时，磷离子主要以正磷酸盐形式存在，易与金属阳离子结合而生成沉淀，向水体中释放的磷