不同岩性湖泊底泥对磷的释放研究
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BIOTECHWORLD 生物技术世界磷是形成水体富营养化的关键因素之一,它们的来源按进入途径可分为外源和内源[1]。外源污染是来自流域的城镇生活污水、工业
含磷的废水以及含磷农药、化肥的农田径流[2]
。内源污染是指在截断外源污染后,水体沉积物与水体之间通过物质交换过程,水底沉积物中的磷营养盐向上覆水中释放[3]。底泥是水体中重要的营养盐二次污染源,在厌氧环境下,底泥通常会产生磷释放现象[4-5]。沉积物(底泥)中的磷的循环在一定程度上决定着富营养化的进程,在动力作用下磷营养盐再悬浮,温度、PH、溶解氧等因子变化导致磷形态的变化以及人类、底栖生物的活动等均可造成水体富营养化[6]。许多研究结果表明,水体沉积物中营养盐的释放是水体中磷的重要来源之一,即使大幅度消减外源污染负荷,在特定条件下(高温少雨)仍可能引起水体富营养化。内源污染便成为水体藻类爆发的关键因素。因
此,研究底泥磷的释放尤为重要[7]
。
本文的研究对象为长春市南湖,南湖是一个小型半封闭浅水内陆湖泊,作为景观水体,近年来受到外源污染的影响较小。因此,研究南湖底泥对磷的释放对改善南湖富营养化现象有着重要的影响。通过实验确定不同岩性南湖底泥在不同温度、PH值下对磷的释放容量和释放能力,为预防和处理水体富营养化提供理论依据。
1 底泥对磷的释放实验
1.1 实验方案及数据处理
1.1.1 实验方案
本文所用底泥取自荷花池底部和南湖大桥底部。取若干个50mL的离心管,分别加30mL 0.1mol/L的KCl溶液,加0.3g(精确到0.001g)沉积物干样,分别在5℃、15℃、25℃的温度下和pH为4、5、7、9、10条件下振荡24h、48h。震荡后的离心管经5000r ·min-1离心5min,过0.45μm微孔滤膜。采用钼锑抗分光光度法测定o-PO43-含量和DTP含量,实验在相同条件下作3个平行。
1.1.2 数据处理
底泥中磷释放量的计算公式:G=C*30/0.3
式中:G－底泥磷的释放量,mg/kg;C－试验中底泥磷的浓度,mg/L。
1.2 实验结果分析
1.2.1 温度对磷释放的影响
从图1可以看出,随着温度的升高,除去荷花池底泥震荡48h的
不同岩性湖泊底泥对磷的释放研究
夏婷婷
(吉林建筑大学城建学院市政与环境工程系 吉林长春 130111)
摘要:富营养化是最常见的城市内水体污染现象,尽管采取了截留排污、完善城市排水管网建设、污水集中处理等多种措施,但仍然无法杜绝富
营养化的产生。
研究发现,底泥吸附的磷在一定条件下会释放回上覆水中,这是导致内源型富营养化产生的关键。
本文以东北某城市人工湖为研究对象,
对人工湖底泥在不同温度、PH下对磷的释放进行研究,为预防和治理东北地区水体富营养化提供理论依据。
关键词:
岩性 磷 释放 PH 温度
中图分类号:X52
文献标识码:
A
文章编号:
1674-2060(2015)05-0021-02
图1 底泥磷释放量随温度变化曲线
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DTP含量可能因为测量误差外,底泥DTP和o-P释放含量均增加。在25℃的条件下荷花池底泥水土溶液中24h TP浓度、底泥的释放量为0.0318 mg/L,3.18 mg/kg,分别约为5℃、15℃时浓度与释放量的2.1倍、1.1倍;南湖大桥底泥水土溶液中24h TP浓度、底泥的释放量为0.0298mg/L,2.98 mg/kg,分别约为5℃、15℃时浓度与释放量的2.7倍、2.3倍。南湖大桥的底泥随着震荡时间的延长,DTP 和o-P释放含量均增加。
水体温度对底泥释磷能力的影响主要由以下的因素所引起:各类磷酸盐矿物的溶解取决于水体中磷的溶解度,而温度为影响饱和度的主要因素,温度升高,溶解度加大而导致底泥释磷能力的提高;温度升高,微生物活力增强,底泥中有机质的分解、矿化的速度加
快,不仅可以降低氧化还原电位,使Fe 3+还原为Fe 2+
并从正磷酸铁和氢氧化铁的沉淀物中释放出磷,且产生CO 2使得含钙沉积物如钙结合态磷的溶解而释放出磷[8-9]。
1.2.2 pH 值对磷释放的影响
从图2可以看出,随着PH的升高,底泥DTP释放量先下降后上升,在PH为7时底泥DTP释放量最小,偏酸或者偏碱性条件均会导致DTP释放量的增加;o-P释放量随PH升高的变化趋势无统一规律,可能是由于测量原因导致,因此不对其进行讨论;震荡24的DTP释放量比震荡48的DTP释放量略有增加;同一震荡时间条件下,荷花池底泥DTP释放量低于南湖大桥底泥DTP释放量。
由上图曲线可以看出水体酸碱度的变化对底泥DTP释放有较为显著的影响。底泥中磷的赋存状态通常可以分为无机磷与有机磷,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、铝结合态磷等组成,pH值的变化影响着无机磷中各结合态磷的稳定性,在中性水体中,磷离子主要以正磷酸盐形式存在,易与金属阳离子结合沉淀,水体中的TP浓度应该最低;在酸性水体中,钙结合态磷易溶解释放出磷,而在碱性水体中铁、铝等结合态磷则易溶解释放出磷,释放的幅度与底泥中各种结合态磷含量相关[10-11]。
2 结论
本文对长春南湖荷花池和南湖大桥底泥的磷释放能力进行了研究,得到了以下的结论:通过不同温度下底泥磷释放实验可知,随着温度升高,底泥DTP、o-P释放含量增大;通过不同PH下底泥磷释放实验可知,在PH为4时底泥DTP释放量最大,PH为7时底泥DTP释放量最小。参考文献
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图2 底泥磷释放量随PH 变化曲线
底泥中磷释放的影响因素
底泥中磷释放的影响因素 罗玉兰，徐颖 河海大学环境科学与工程学院 （210098） E-mail ：loulan0624@https://www.360docs.net/doc/3c774836.html, 摘 要：综述了水体底泥中磷的化学形态以及磷素释放的影响因素。化学形态有水溶性磷、铝磷、铁磷、钙磷、还原态可溶性磷、闭蓄磷、有机磷等。磷素释放的影响因素有：溶解氧、温度、pH 值、磷存在的形态、微生物作用、沉积物-水界面磷的浓度梯度、盐度以及扰动。这些因素具有关联性。 关键词：底泥 化学形态 磷释放 影响因素 1 引言 P 是造成湖泊水质富营养化的关键性的限制性因素之一[1]。一般认为当水体中磷浓度在0.02 mg ·L - 1以上时,对水体的富营养化就起明显的促进作用[2 ] 。由于近年来大量未经处理的生活污水加上农业面源氮磷的大量流失，造成河流尤其是河口富营养化趋势的逐年加剧 [3 -4 ]。大量的磷在河流等水体中沉积下来，其在适宜的条件下会重新释放进入水体，从而延 续水体的富营养化过程并加剧了水体的恶化[5 - 8 ] 。 沉积物-水界面是水体和沉积物之间物质交换和输送的重要途径，沉积物中的磷可能通过有机质的矿化分解作用、铁氧化物解吸作用和沉积物扰动等形式向水体释放。本文根据国内外研究富营养化水体磷释放的有关资料，综述了水体底泥中磷的化学形态以及底泥中磷释放的影响因素，对于今后研究水体中磷行为、抑制水体富营养化、改善水质具有深远的意义及参考价值。 2 沉积物中磷的含量和存在形态 沉积物中磷形态通常分为水溶性磷( P sol ) 、铝磷(P Al ) 、铁磷(P Fe ) 、钙磷(P Ca ) 、还原态可溶性磷、闭蓄磷(P o-p ) 、有机磷(P org ) 等7 种化学形态[9 ] 。闭蓄磷表面有一层不溶性的 Fe (OH) 3 或Al (OH) 3 胶膜,包括一部分P Al 和P Fe ,溶解度极小，含量较小，这部分磷被认为 是生物不能利用的。水溶性磷和还原态可溶性磷可以通过物理溶解作用进入水体，在沉积物中的含量也不会太高，但它们是最先被释放出来的，可以很方便地被水生生物吸收利用[10 ]。 沉积物中P 的结合态及形态之间的相互转化是控制沉积物P 迁移和释放的主要因素。P 释放量是由不同的迁移和转化过程决定的，控制沉积物P 迁移（释放和形态转化）的环境参数的相对重要性首先取决于沉积物中P 的化学形态[11]。沉积物释P 量的多少并不与沉积物中的总 P 量成比例关系，释放进入间隙水中的P 大部分是无机可溶性P [12，13]。在厌氧释放过程中，
长江中下游湖泊沉积物氮磷形态与释放风险关系
J. Lake Sci.(湖泊科学), 2008, 20(3): 263-270 https://www.360docs.net/doc/3c774836.html,. E-mail: jlakes@https://www.360docs.net/doc/3c774836.html, ?2008 by Journal of Lake Sciences 长江中下游湖泊沉积物氮磷形态与释放风险关系* 张路, 范成新, 王建军, 陈宇炜, 姜加虎 (中国科学院南京地理与湖泊研究所湖泊与环境国家重点实验室, 南京 210008) 摘 要: 运用聚类分析、主成分分析和相关矩阵的统计分析手段, 对长江中下游湖群共18个湖泊的沉积物氮磷释放风险以及湖泊沉积物、间隙水和上覆水中氮磷形态以及其他相关地球化学参数进行分析. 草型和藻型湖泊的环境差异是造成氮磷释放风险的主要原因. 氮磷释放风险与铁磷、藻类可利用磷、总氮、总磷、上覆水氮磷含量、间隙水氮含量、孔隙度和有机质含量间的关系最为密切. 决定磷酸盐释放风险的主要形态磷是藻类可利用磷和铁磷, 其他形态磷或者含量较低或者不易被转化释放, 对磷酸盐释放风险影响较小. 有机磷含量对磷的释放风险没有直接决定作用, 但它与有机质含量间呈显著正相关. 关键词: 沉积物; 氮磷; 营养盐形态; 释放风险; 湖泊 Nitrogen and phosphorus forms and release risks of lake sediments from the middle and lower reaches of the Yangtze River ZHANG Lu, FAN Chengxin, WANG Jianjun, CHEN Yuwei & JIANG Jiahu (State Key Laboratory of Lake Science and Environment, Nanjing Institute of Geography and Limnology, Chinese Academy of Sciences, Nanjing 210008, P.R.China) Abstract: Cluster analysis, principal component analysis and correlation matrix analysis were used to analysis the nitrogen and phosphorus release risks from sediments in 18 lakes located in the middle and lower reaches of the Yangtze River, as well as the nitrogen and phosphorus forms and related geochemical parameters from sediments, pore waters and overlying waters. The ecological difference of macrophyte and algae dominated lakes was the main reason of the difference of nitrogen and phosphorus release. The release risks were well correlated with the iron-bound phosphorus (FeP), algae available phosphorus (AAP), total nitrogen (TN), total phosphorus (TP) in sediment, the content of nitrogen and phosphorus in overlying and pore waters, porosity and organic matter content of surficial sediment. The AAP and FeP was the main phosphorus forms deciding the phosphorus release risk and other forms were in less effect on it due to the lower contents or lower transformation ability. The sediment organic phosphorus was not directly related to the phosphorus release risks but remarkably positively correlated to organic matter contents in sediment. Keywords: Sediment; nitrogen and phosphorus; nutrients form; release risk; lake 沉积物是湖泊及其流域中营养盐及其他污染物的重要归宿和蓄积库. 沉积物中蕴藏的营养盐可以在一定的环境条件下向上覆水体释放. 这种潜在释放能力的大小主要取决于湖泊沉积物及其上覆水体的物理化学和生物特性的改变. 在湖泊底泥营养盐释放风险的研究中, 沉积物的物理和化学的特性(包括其含量和地球化学形态)是影响沉积物中氮磷营养要素迁移、转化以及生态效应的重要参数. 长江中下游有许多由长江洪泛和自然演化形成的湖泊, 其中大于1km2的650多个湖泊中大部分属于浅水湖泊. 这些湖泊目前普遍受到了湖泊水质恶化, 富营养化程度加重的影响, 其生态环境和社会经济效益严重受损. 对浅水湖泊而言, 由于其更复杂的生态类型, 更加频繁的水土界面营养盐交换以及更易受动力作用的影响, 沉积物中营养盐含量和形态的差异对与水土界面交换和上覆水的营养盐含量影响机制更加复杂[1-2]. 虽然湖泊沉积物氮磷形态, 间隙水氮磷含量与潜在释放之间的关系已有一些研究[3-7], 但仍然缺乏较 *科技部基础性工作专项(2006FY110600)和国家自然科学基金项目(40501064, 40730528)联合资助. 2006-10-26收稿; 2007-12-24收修改稿. 张路, 男, 1975年生, 博士, 副研究员; E-mail: luzhang@https://www.360docs.net/doc/3c774836.html,.
河流底泥氮磷释放规律及其对环境清淤的影响研究【文献综述】
文献综述 海洋科学 河流底泥氮磷释放规律及其对环境清淤的影响研究 1.国内外研究动态 随着人类对环境资源开发利用活动日益增加，特别是进入本世纪以来，工农业生产大规模地迅速发展，工业化带来了“城市化”现象，使得大量含有氮、磷营养物质的生活污水排入附近的湖泊，水库和河流，增加了这些水体的营养物质的负荷量，为了提高农作物产量，施用的化肥和牲畜粪便逐年增加，经雨水冲刷和渗透，进入水体的营养物质不断增多，以上这些人为因素的影响，极大地减少了水体由贫营养向富营养过渡所需要的时间，国内外的现状调查结果表明，在全球范围内30％－40％的湖泊和水库遭受不同程度富营养化影响，我国近年来湖泊富营养化呈发展趋势，从20世纪80年代后期的41％上升到90年代后期的77％，水库富营养化问题也较严重，处于富营养状态的水库个数和库容分别占所调查水库的30．8％和11．2％，总体而言，水体发生富营养化的程度和范围呈发展趋势，城市湖泊及邻近城镇的水库水体富营养化程度较高，湖泊和水库等相对静止的水体发生富营养化现象重于河流，但河流富营养化问题也不容轻视，富营养化已成为世界范围内水环境保护中的重大环境问题。 水体富营养化是发生藻类污染的直接原因。近年来由于污染造成的环境恶化逐步加重，水体藻类污染的程度也逐年加深。赤潮或水华（Red tide or Bloom）在全球范围内频繁出现是藻类污染程度加深的直接反映。我国在1933年到1979年的 46 年中仅发生过12次赤潮，而1990年到1994年的5年中就发生了139次赤潮，藻类污染灾害日趋严重，主要湖泊富营养化问题突出。 目前出现了一种各地纷纷出台禁磷措施和法规的"一边倒"现象，一时含磷洗涤剂变成了瘟神，这种盲目的现象对行业和国家的发展并非一件好事。客观地分析我国水体富营养化现状，跟踪"禁磷"实施效果，提出适合于我国国情的解决措施和办法，已迫在眉睫。 2.引言 水资源是一种稀缺的经济资源和重要的战略资源，是整个国民经济和人类生活的命脉。水对人的生命和健康至关重要，获得安全饮用水是人类生存的基本需求。科学研究表明，人体的59—66%是由水组成
太湖底泥与污染情况调查
《太湖高级论坛交流文集》2004年 太湖底泥与污染情况调查 成新江溢蒋英姿 太湖流域水资源保护局，上海，200434 摘要：根据2002年10月至12月的野外测量及随后5个多月的实验室化验与室内整理分析，得出了太湖底泥深、蓄积量及污染情况的空间分布状况，为太湖治理与污染底泥疏浚决策提供了基础依据。 关键词：太湖底泥污染调查 太湖是我国第三大淡水湖，是流域内最大的水体，水域面积2338km2，南北长68.5km，东西平均宽34km，湖岸线总长405km。太湖自西向东在无锡、苏州地区依次分布有竺山湖、梅梁湖、贡湖、漫山湖、胥湖及东太湖等湖湾。太湖是一座天然的平原调蓄水库，正常水位下容积为44.3亿m3，平均水深1.89m，最大水深约2.6m，多年平均年吞吐量52亿m3，水量年交换系数1.2，换水周期约300天，具有蓄洪、供水、灌溉、航远、旅游等多方面功能。太湖又是流域内最重要供水水源地，不仅担负着无锡、苏州和湖州等大中城市的城乡供水，还有向上海等下游地区供水并改善水质的作用。 一、调查目的意义 20世纪80年代前，太湖水质良好，以II类、中营养-中富营养为主，符合饮用水源地的水质要求。据1981年调查，太湖水域69%的面积为II类水，30%的面积为III类水，只有1%的面积为IV类水；83%的面积为中营养，只有16.9%为中富营养。 到90年代，太湖水质下降，特别是西北部五里湖、梅梁湖、竺山湖等湖湾，水质基本劣于V类；全湖富营养化水平也上升到以富营养为主。目前太湖富营养化及其所导致的蓝藻爆发已经成为太湖主要水环境问题。
“九五”以来，在国务院的统一领导下，通过两省一市及中央各部（委）的共同努力，太湖水质恶化趋势得到初步遏制，总磷、氨氮、高锰酸盐指数等主要指标均有所好转，但北部湖湾水质仍为V类-劣于V类，大部分水域仍处于富营养化状态。 太湖水污染问题引起了党和政府的高度重视。2001年国务院批准了《太湖水污染防治“十五”计划》，提出了“积极推进产业结构调整，大力推行清洁生产，有效控制入湖污染物总量，实施截污、减排、清淤、引水、节流等有效措施。”明确水利部统一管理、合理配置太湖流域水资源；严格取水许可管理。采取节水、调水、清淤、水土保持等综合措施，加大流域水资源保护的力度；对引江济太和湖底清淤组织进一步论证，提出计划并组织实施。 研究表明，太湖水体污染及富营养化的污染来源分外源和内源，沉积在底泥中的污染物属内源。内源是太湖主要污染源之一，即使其外源得到了有效的控制，污染底泥释放仍有可能对水体造成二次污染，导致水污染、富营养化和藻类爆发，影响饮用水安全。 因此，有必要对太湖底泥及其污染情况进行全面调查，查清太湖底泥淤积量、分布及其污染程度和污染范围，初步分析底泥生态疏浚范围和疏浚量，为底泥生态疏浚提供依据。通过对污染底泥进行生态清淤，达到改善太湖水质的目标。 二、调查方式与方法 2002～2003年太湖局组织进行了太湖底泥与污染情况调查，调查工作分为底泥测量与采样、底泥样品化验及测量化验数据系统整理和综合分析三大部分。 1、野外测量和采样 为便于对太湖底泥分布、淤积量以及污染情况进行统计分析，结合太湖湖体和湖湾分布情况，将太湖划分为15个湖区。各分区情况详见图1。 调查布设的测量点进行了水深、淤泥深度和平面坐标测量；采样点进行样品的采集、记录、编码、保存和送样（为保证实验室分析化验结果的客观可靠性，送检实验室的均为无方位编码样）；对所采样品上部土层用数码相机进行拍照留存。对各测点处的土性分布及具体位置都作了详细记录，并在各采样点及部分测量点
底泥磷释放实验报告
实验题目:湖塘底泥磷的释放 姓名：学号： 班级：组别： 指导教师： 1.实验概述 1.1实验目的及要求 ⑴了解湖泊底泥磷释放的过程； ⑵观察湖泊各采样点所采集的底泥的形态特征； ⑶熟练掌握湖泊底泥的最大释磷量的计算； ⑷熟悉总磷的测定原理及操作方法。 1.2实验原理 城市浅水湖泊的富营养化是我国湖泊普遍存在的环境污染问题。各种来源的营养盐进入湖泊，经过一系列物理、化学及生物化学作用，其中一部分或大部分逐渐沉积到湖底，当湖泊外部环境条件发生变化，沉积物中的营养盐又释放出来进入水中，成为湖泊营养盐的内负荷，并延续湖泊的富营养化，因此，控制内负荷对于湖泊治理具有十分重要的意义。 在天然水和废（污）水中，磷主要以各种磷酸盐和有机磷化合物（如磷脂等）的形式存在，也存在与腐殖质颗粒和水生生物中。本实验主要用钼酸铵分光光度法测定10号湖塘水中底泥磷释放量与时间的关系，在酸性条件下，水样中溶解性正磷酸盐与钼酸铵酒石酸锑氧钾反应，生磷钼杂多酸，再被抗坏血酸还原生成蓝色络合物（磷钼蓝），于波长700nm处测量吸光度，用标准曲线法定量。方法测定范围为0.01~0.6mg/L,适用水样类型包括地表水、废（污）水。 1.3实验仪器 (1) 烘干机 (2) DSX-90恒速数显电动搅拌机
(3) 搅拌棒 (4) PHS-3C pH计 (5) JPB-607溶解氧仪 (6) JJ300、AB104-N电子天平 (7) 722光栅分光光度计 (8) 10mm比色皿 (9) 高速离心机 (10) WXJ-Ⅲ微波消解仪 (11) 消解罐 2.实验内容 2.1实验方案设计 湖塘底泥的磷主要为正磷酸盐，但也含有其它价态的磷酸盐，底泥中还含有各种有机物和悬浮物，因此本次实验的设计思路是：对底泥进行搅拌使磷释放 ；进而进行离心，取得上清液；再进行微波消解，破坏有机物，溶解悬浮物，将各种价态的磷元素氧化成单一高价态的磷；接下来是定容显色；最后通过分光光度计测定各时间段的磷的吸光度，得出磷释放量。 2.2实验过程 实验步骤： ⑴采泥：底泥采样点与水样布点一致，采出的底泥应去除树叶，树枝等杂质，底泥装瓶后带回实验室。 ⑵离心:取6支离心管装入底泥，要求管中泥量约2/3即可，对角线上的2支离心管的重量不能超过1g，将装好的离心管放入离心机中进行5000转、5min的离心。最后将离心管取出，倒去上清液，只取底泥装入烧杯混匀（此为湿泥），冷藏备用。 ⑶测量含水率：用AB104-N电子天平称取10-15g湿泥于玻璃皿中，放入烘干机中烘3-4h之后取出，放入干燥器中冷却至室温再称量，记下读数，再将湿泥放入烘干机中烘30min后放入干燥器中冷却至室温再称量，记下读数，直到前后2
盐度对底泥磷释放原位修复的调控效果研究【开题报告】
毕业论文开题报告 环境科学 盐度对底泥磷释放原位修复的调控效果研究 一、选题的背景和意义 1.选题背景 现代社会面临严重的富营养化问题，由于磷被认为富营养化的限制因子，同时在生产,生活中外源磷及外源性营养削减后,内源磷的聚集给湖泊富营养化带来了潜在威胁，因此削减和控制内源磷的释放是当今治理湖泊富营养化的关键。 对于浅水湖泊而言，底泥磷通常占较高的比例，占内负荷总量的60%-80%，这也是湖泊外源性营养盐削减后，水体营养负荷的主要来源。底泥－水界面磷的潜在释放、磷在沉积物中的吸附解吸、磷素的生物地球化学循环等问题是底泥释磷研究的关键。近几年来,新型的物理化学生物技术被广泛的运用到内源磷释放的修复技术中,此外不同条件盐度下对底泥磷释放的机制也存在一定的差异性。 2.选题意义 湖泊沉积物(又称作底泥)是湖泊内源磷的重要蓄积库,一定条件下,底泥中的内源磷可能成为湖泊富营养化的主导因子。因此,在研究湖泊外源磷削减后的富营养化水体工作中,探明湖泊底泥中内源磷释放的含量,与上覆水之间的动态转换,及其赋存状态,具有非常重要的意义。本研究针对性地研究了盐度对底泥磷释放的原位修复的调控效果研究，同时为底泥中内源磷的治理工程提供科学依据。 二、研究目标与主要内容（含论文提纲） 1.研究目标 （1）不同条件无机盐调控剂对表层底泥磷素的释放是否具有促进作用。 2.主要内容 （1）不同浓度盐度调控下表层底泥磷释放规律； （2）盐度调控剂作用前后表层底泥不同形态磷素变化。 三、拟采取的研究方法、研究手段及技术路线、实验方案等 3.1 实验室模拟沉积物-上覆水反应体系 3.1.1 实验室模拟材料的准备 沉积物-上覆水反应体系的模拟材料主要取至西湖。具体方法为：采用自制的沉积
氮磷污染对生物多样性的影响
氮磷污染对生物多样性的影响 摘要：研究水体氮磷污染及相关治理技术已成为国内外研究的热点，尤其氮磷污染所引起的水体富营养化的研究。本文简要阐述了氮磷污染的现状及危害，重点分析了氮磷污染对水生生物多样性的影响，包括物种多样性、遗传多样性和生态系统多样性的影响，探讨了氮磷污染对水生生物多样性的各种可能影响机制。针对两者之间的相互关系，本文提出了不同生活型的水生植物在富营养化水体生态修复中的具有的重要意义。 关键词: 氮磷污染；富营养化；生物多样性； 引言：随着工农业生产的快速发展,人口的急剧增加和化学肥料使用量的增加及生活污水的直接排放, 河流、湖泊等地表水体的氮磷污染有加重趋势。据水利部最新的全国淡水资源质量评价，我国131个大型湖泊中达富营养化程的湖泊67个。有关部门近年对100余座水库的水质评价表明，13座水库为富营养性。主要河湖富营养化严重, 而氮磷是引起水体富营养化的主要营养盐。富营养化进一步导致水体生物多样性的丧失。生物多样性不仅直接关系到水体生态环境的稳定性和可持续性，更能直接或间接地影响生态系统的生产力。本论文综述了氮磷污染对水生植物的各种影响来分析恢复氮磷污染的影响。 1氮磷污染来源 水体中的氮磷来源很多，其中有外源性负荷和内源性负荷。外源性的氮磷有面源污染和点源污染。面源污染主要来源于农业，点源污染主要来源于生活污水和工业废水。内源性负荷有沉积物中氮和磷的释放、水生动植物新陈代谢分解。 近年来，我国农村施肥结构不合理，农田施肥中化学肥料使用量剧增，从而导致土壤物理性状的恶化、土块板结和土壤通透性降低、地表径流加大、大量养分流失，造成水体富营养；生活污水经过污水处理厂的一级、二级处理后，仍含有大量无机营养物氮磷，这些物质排放到自然水体可以直接被藻类利用。 工业废水中过去人们一直认为工业点源是造成水污染的主要原因,重点治理工业点源污染。但治理实践表明,单纯控制点源污染,仍然不能消除水体污染,因为除了点源外,大量的非点源污染物分散地不间断地进入水体。调查显示,农业所产生的污染已经远远超过城市点源产生的污染量。其中主要是农业生产过程中化肥、农药的不当使用导致的污染，禽畜养殖业的过度发展导致的污染，水土流失与土壤侵蚀导致的污染，农业生产和农村生活垃圾导致的污染。 2氮磷污染标准 水体污染中最严重的是氮磷污染。我国大淡水湖泊和城市湖泊均为中度污染。通常用总磷浓度0.02mg/L的标准来衡量水体是否具有富营养化水平的磷污染状况，而发生富营养化的总氮临界值为0.2mg/L，因此这里可以用地表水的氨氮、总磷标准来衡量水体是否发生氮磷污染。
南湖底泥污染物垂直分布及释放潜力初探
第32卷 第8期 2010年4月武 汉 理 工 大 学 学 报JOURNAL OF WUHAN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY Vol.32 No.8 Apr.2010DOI:10.3963/j.issn.1671-4431.2010.08.018 南湖底泥污染物垂直分布及释放潜力初探 魏明蓉1,2,3,姜应和2,叶 舟2,李翠华2,刘秋雨 3(1.广西环境工程与保护评价重点实验室,桂林541004; 2.武汉理工大学土木与 建筑工程学院,武汉430070;3.桂林工学院资源与环境工程系,桂林541004) 摘 要: 通过对武汉南湖5个柱状底泥样品分析,发现有机质、总氮和总磷垂直分布规律为随泥样深度增加含量下降,上层底泥污染物含量最高,40cm 以下污染物含量渐趋稳定;幸福村排污口附近的柱样各污染物含量要高于其它样点。通过对12个上覆水样和12个间隙水样pH 值、总氮、总磷、氨氮的测定,发现就空间分布而言,上覆水总氮和氨氮各样点之间差别不大而总磷差别较大,间隙水总氮总磷氨氮均呈现排污口附近污染物含量高于其它各样点;间隙水和上覆水相比,总氮和氨氮含量高而总磷含量低,表明底泥中总氮和氨氮有向上覆水中静态释放的潜力,而总磷静态释放的可能性不大。 关键词: 武汉南湖; 柱状底泥; 上覆水; 间隙水 中图分类号: X 52文献标识码: A 文章编号:1671-4431(2010)08-0068-04 Research on Vertical Distribution and Release Potential of Contaminants in Sediment of Nanhu Lake WEI Ming -rong 1,2,3,JIAN G Ying -he 2,YE Zhou 2,LI Cui -hua 2,L I U Qiu -yu 3 (1.T he Guangx i Key L aboratory of Env ironmental Engineer ing ,Pro tection and Assessment,Guilin 541004,China; 2.School of Civil Engineering and Architecture,Wuhan University of T echnology,Wuhan 430070,China; 3.Depar tment of Resources and Env ironmental Engineer ing ,Guilin Institute of T echnology ,Guilin 541004,China) Abstract: Five samples of sediment columns in N anhu L ake of Wuhan were co llected and analy zed,the results show ed that the concentration of Organic M atter (OM )、T otal N itrogen(T N )and T otal Phosphorus(T P)decr eased along depth and stab-i lized gradually under 40cm,w ith the maximum appear ing in the top sediment;the contaminants content in the sediment co-l umn near Xingfucun sewage outlet w er e the highest.T he value o f pH 、T N 、T P and Ammonium -Nitrogen(NH +4-N )in ov er lying water and por e water w ere tested.T he results show ed that in horizontal distribution the concentrations o f T N and N H +4-N w ere similar but T P v ar ied distinctively fo r overlying w ater ,T N 、T P and NH +4-N content in pore w ater near Xingfucun sew ag e outlet are the highest;the concentr at ions of T N and NH +4-N are hig her and T P are less in por e water than that in overlying water ,which mean t hat T N and N H +4-N in sediment could release into water and T P couldn .t.Key words: N anhu Lake o f W uhan; sediment columns; o ver lying w ater; pore water 收稿日期:2009-12-31. 基金项目:广西环境工程与保护评价重点实验室研究基金(桂科能0704K 037)和广西高校人才小高地建设/环境工程0创新团队资助计划项目(桂教人[2007]71号). 作者简介:魏明蓉(1976-),女,博士生,讲师.E -mail:w eimingr ong @g https://www.360docs.net/doc/3c774836.html, 南湖位于武汉市洪山区,属于武昌汤逊湖水系,水体面积763.96hm 2,汇水面积4470hm 2 ,为武汉重要
实验报告2
微生物实验个人报告 班级：09环工2班姓名：刘人豪学号：200930230215 组别：第五组 一．实验目的： 1.培养基的配制和灭菌 （1）熟悉玻璃器皿的洗涤和灭菌前的准备工作 （2）了解配制微生物培养基的基本原理，掌握配制、分装培养基的方法 （3）学会各类物品的包装、配制（稀释水等）和灭菌技术 2．细菌当然纯种分离、培养和接种技术 （1）从环境（土壤、水体、活性污泥、垃圾、堆肥等）中分离、培养细菌，掌握一些常用的分离和纯化微生物的方法 （2）掌握细菌纯种分离的方法（平板划线法、浇注平板法） （3）学会几种接种技术（斜面接种技术、穿刺接种、稀释平板涂布法等） 3.纯培养菌种的菌体、菌落形态的观察 （1）观察通过实验分离出来的几种细菌相应的菌落形态特征 二．实验仪器和材料： 1.培养基的配制和灭菌：高压蒸汽灭菌器、干燥箱、煤气灯、培养皿（10套）、试管（20 支）、移液枪和1mL枪头、锥形瓶（2个）、烧杯（一大一小）、量筒（200mL一个、10mL 一个）、药物天平、玻璃棒、玻璃珠（30个）、石棉网、药匙、铁架、表面皿、PH试纸和棉花等；牛肉膏、蛋白胨、NaCl、NaOH和琼脂等 2.上述实验所准备的无菌物品（包括各种玻璃器皿、培养基、稀释水等）；活性污泥、土 壤或湖水一瓶；接种环、酒精灯或煤气灯、恒温培养箱等 三．实验原理： 1. 培养基的配制原理：培养基是微生物生长的基质，是按照微生物营养、生长繁殖的需要，由碳、氢、氧、氮、磷、硫、钾、钙、镁、铁及微量元素和水，按一定的体积分数配制而成。调节合适的PH值，经 高温灭菌后以备培养微生物之用。本实验配制固体培养基 2. 灭菌的原理：灭菌是用物理、化学等因素杀死全部微生物的营养细胞和它们的芽孢（或孢子）的过程，灭菌法有干热灭菌、加压蒸汽灭菌、间歇灭菌、气体灭菌和过滤除菌等。本实验使用加热灭菌，高温杀死细菌 3. 细菌的纯种分离原理：细菌的纯种分离是从混杂的微生物群体中分散成能再培养基上 长成单个菌落的分离方法。有平板划线法、平板表面涂布法和浇注平板法等 4. 细菌培养的原理：根据该微生物对营养、酸碱度、氧等条件要求不同，而供给它适宜 的培养条件，或加入某种抑制剂造成只利于此菌生长，而抑制其他细菌生长的环境，从而淘 汰其他一些不需要的微生物，再用稀释涂布平板法、稀释混合平板法或平板划线分离法等分 离、纯化该微生物，直至得到纯菌株 5. 细菌接种的原理：接种就是将一定量的微生物在无菌操作条件下转移到另一无菌的并合 适该细菌生长繁殖所需要的培养基中的过程。接种技术有斜面接种技术、穿刺接种、稀释平 板涂布法等 6. 菌体、菌落形态的观察原理：由于微生物个体表面结构、分裂方式、运动能力、生理
底泥中营养物质及其他污染物释放机理综述
底泥中营养物质及其他污染物释放机理综述 水体底泥(沉积物)污染,是世界范围内的一个重要环境问题。其污染物主要通过大气沉降、废水排放、水土流失、雨水淋溶与冲刷进入水体,最后沉积到底泥中并逐渐富集,使底泥受到严重污染。欧洲莱茵河流域、美国的大湖地区、荷兰的阿姆斯特丹港口、德国的汉堡港等底泥的污染均十分严重一旦河流湖库水体环境发生变化,沉积在底泥中的氮磷营养元素、重金属和难降解有机物会重新释放出来进入水体,影响上覆水体的水质,形成二次污染。此外,底泥又是底栖生物的主要生活场所和食物来源,污染物质可直接或间接对底栖生物或上覆水生物产生致毒致害作用,并通过生物富集、食物链放大等过程,进一步影响陆地生物和人类健康 1底泥中氨氮、磷释放机理 沉积物中磷和氮化合物的循环主要由3部分组成:①营养盐溶解态和颗粒态之间的转化循环;②溶解态和水生植物之间的交换;③沉积物中营养盐与溶解态、颗粒态以及水生生物之间的吸收、吸附、溶出、上卷再悬浮、生物吸附以及死亡后的回归等。 1.1底泥中磷释放的研究情况 磷的释放与水温、pH值、溶解氧有关。水温升高,沉积物中的微生物活性增强,底栖生物活性加强,提高了生物扰动作用和沉积物有机物的矿化速率,促使有机磷向无机态磷转化,将不溶性磷化物转化为可溶性磷,从而促进沉积物中内源磷的释放;水体中pH值会影响磷的赋存形态。水体呈中性时磷释放最小;偏酸性时,磷主要以H2PO4形态存在,镁盐、硅酸盐、铝硅酸盐以及氢氧化铁胶体都参与对磷的吸附,此时沉积物吸附作用较大,也不利于沉积物内源磷的释放;水体偏碱性时,则以H2PO4的形态存在,pH小于10.07,TP的最大释放量基本没有变化,pH大于10.07,TP的最大释放量急剧增加;一般认为在厌氧状态下,沉积物更容易向水体释放磷。当水体溶解氧下降,出现厌氧状态时,此时水—土界面氧化还原电位低,Fe3+被还原成Fe2+,胶体状的氢氧化铁变成可溶性的氢氧化亚铁,使磷酸根脱离底泥进入间隙水,进而向上覆水扩散。也有学者认为,沉积物富含有机物时,好氧条件可能比厌氧条件更有利于沉积物内源磷的释放。有些市区河段有机污染比较严重,在好氧条件下,有机物的矿化速率远比在厌氧条件下快,因而在快速矿化释磷的作用下,造成沉积物内源磷的大量释放。另外,水体扰动会引起表层沉积物再悬浮,同时也加速了沉积物间隙水中磷的扩散,导致间隙水中高浓度磷释放到上覆水体中,有时会成为一些水体沉积物磷释放的主要动力。 1.2底泥中氨氮释放机理 氨氮的释放与pH值、DO、有机质有关。pH值越低H+离子浓度越大,底泥胶体吸附的NH+4同H+离子竞争吸附位置而被释放出来,并且随H+浓度增大NH+4最大释放量增大,水溶液中TN的浓度也相应地增大。氯离子浓度越高,底泥胶体中吸附的硝酸根及一些带负电荷以有机形式存在的TN,同氯离子竞争吸附位置而从底泥释放到水溶液中的量也越大;pH高水溶液中OH-离子浓度大,底泥胶体释放出来的NH+4同OH-离子发生化学反应。水溶液的pH值在3.98-11.94范围内,TN的最大释放量随pH的升高而减少。有机质高的底泥中, 有机质是影响底泥释放氨氮的最大因子, 丰富的有机物有利于微生物的繁殖, 从而分解大量的有机物, 引起氨氮的大量释放。
湖泊内源性氮磷释放
湖泊内源氮磷迁移释放 姓名 （XXXX单位，籍贯邮编） 摘要湖泊的内源氮磷污染已成为湖泊富营养化治理的一大难题。本文总结了沉积物—水界面氮磷迁移释放行为，提出了目前研究存在的问题，并对未来发展趋势和研究方向进行了展望，以期为湖泊内源氮磷污染机理分析和湖泊富营养化治理控制技术提供参考。 关键词富营养化内源氮磷迁移释放 前言 大量湖泊的水体富营养化已经成为全世界面临的一个重大环境问题。富营养化一词原用于描述植物营养物浓度增加对水生态系统的生物学效应，但富营养化很难严格定义，因为任何一个水体的营养性质描述常常是相对于以前的情况，而且每个水体对营养盐相应存在差异。湖泊富营养化的特征性表现即藻类水华现象。藻类水华暴发会导致水体缺氧、鱼类死亡、产生异味及藻毒素释放等，给湖区人民的正常生产和生活产生严重影响[1]。据调查显示，全球范围内有40%左右的湖泊和水库遭受不同程度的富营养化；而我国，到20世纪90年代中后期，富营养化湖泊已占被调查湖泊的77%[2]。由此可见，我国已成为世界上湖泊富营养化范围及程度最严重、面临问题最严峻的国家之一。有关分析研究表明，氮和磷是限制水生植物生产量最主要的营养元素。水体中氮磷浓度过高，导致湖泊由大型水生植物为主的清洁型—草型稳态退化为浮游植物为主的浑浊型—藻类稳态，使得藻类水华频发[3]。因此，氮磷在湖泊中水体及沉积物中迁移释放行为，对湖泊富营养化起着决定性的作用。伴随着相关法律法规的出台及截污工程等措施的实施，外源性污染物已经相对有所控制[4]，因此对内源氮磷迁移释放行为及其影响因素的分析研究显得格外重要。水体中氮磷含量的测定，是了解湖泊水质情况的基本方法，故也有了许多对测定方法的研究。本文总结国内外学者在内源氮磷迁移释放行为和测定方法的研究，以期为湖泊富营养化机理及其控制技术等方面的研究提供借鉴。
湖流作用下太湖底泥再悬浮和NH_4_N释放规律研究
底泥污染是湖泊水体污染的重要研究内容之一，作为湖泊污染物的主要蓄积库[1]，底泥不仅可以直接反映水体的污染历史，而且在一定的水流流速及紊动作用下极易发生底泥冲刷及再悬浮，再悬浮及其携带物质对水生生态系统的各个方面几乎都有影响，底泥再悬浮增加了水体悬浮物浓度、降低了透明度，底泥营养物的内源释放也与底泥的悬浮过程密切相关。因此研究不同水动力条件下底泥的悬浮规律以及污染物在底泥-水界面的各种行为，对于浅水湖泊水污染控制具有非常重要的理论和 实践意义。以往的研究大部分都集中在风浪或波浪引起的底泥再悬浮。尤本胜等[2]、罗潋葱等[3]分析了波浪和湖流产生的湖底切应力对太湖底泥悬浮的不同贡献，得出了太湖中底泥悬浮主要由波动作用引起的结论，但在中小扰动情况下，湖流对底泥悬浮的影响不可忽略，作者通过实验研究湖流作用下底泥发生再悬浮时湖体的临界流速、 湖底临界切应力是多少以及再悬浮引起的底泥营养盐释放的变化规律，为进一步认识浅水湖泊水动力学条件对湖泊内源营养盐释放的影响提供依据。 湖流作用下太湖底泥再悬浮和NH 4-N 释放规律研究 Study on Resuspension and NH 4-N Release of Taihu Lake Sediment under Current Flow 王忖1,2，王超1,3 (1.河海大学浅水湖泊综合治理与资源开发教育部重点实验室南京210098)； （2.河海大学力学与材料学院南京210098 ）；（3.河海大学环境学院南京210098)摘要在矩形水槽中模拟了太湖底泥起动再悬浮规律，分析了湖流流速对太湖底泥再悬浮及NH 4-N 释放的作用规律。结果显示：当流速小于20cm/s 时，底泥并未发生大量悬浮，水体中浊度及NH 4-N 浓度变化不大；当流速大于40cm/s 时，底泥发生大规模悬浮，水体中浊度和NH 4-N 浓度显著提高。试验以少量动作为底泥起动的标准，得出太湖底泥引起再悬浮的临界流速为20cm/s ，临界切应力为0.034N/m 2。 关键词太湖底泥再悬浮起动流速 临界切应力 浊度 Abstract The resuspension principle of Taihu Lake sediments was simulated in a rectangular tank.The effect of flow velocity on Taihu Lake sediment resuspension and NH 4-N release was analyzed.The results show that the sediment does not happen a lot sus-pension,water turbidity and NH 4-N concentrations change little on the condition of the velocity less than 20cm/s;the mass of sedi-ment suspends ,as well as water turbidity and NH 4-N concentration significantly increase when the velocity is more than 40cm/s.Through the start criterion for a small amount sediment movement in Taihu Lake,the sediment resuspension occurs in the critical ve-locity of 20cm/s ,corresponding to the critical shear stress of 0.034N/m 2in this study. Key words Taihu Lake Sediment Resuspension Starting Velocity Critical Shear Stress Turbidity 收稿日期：2010-09-29 基金项目：国家重点基础研究发展计划（973）项目(2008CB418203)资助；浅水湖泊综合治理与资源开发教育部重点实验室 （2084/409290）资助 作者简介：王忖（1974-），女，讲师。研究方向：环境流体力学。 湖流作用下太湖底泥再悬浮和NH 4-N 释放规律研究王忖 ·水污染防治·
实验报告
综合设计实验 题目：微生物吸附底泥中重金属综合设计实验指导老师：包红旭 专业：环境工程07级 姓名：赵洋 学号：271307102
目录 一、实验目的 (2) 二、实验原理 (2) （一）微生物分离与纯化 (2) 1、牛肉膏蛋白胨培养基的制备与灭菌 (2) 2、平板划线分离法 (2) （二）铅离子测定分析原理 (2) 三、实验仪器和试剂 (3) 四、实验步骤 (3) （一）分离纯化制备试验菌种的菌悬液 (3) （二）不同条件下，微生物对铅离子的吸附效率的测定 (6) 五、试验结果及分析 (8) 1、微生物吸附剂添加量对吸附效果的影响 (8) 2、微生物吸附剂在不同pH下的吸附效果对比 (9) 3、菌龄对吸附效果的影响 (10) 六、试验结论 (11) 七、讨论 (12)
微生物吸附底泥中重金属综合设计实验 一、实验目的： 1、学习并掌握培养基配制的原理，掌握配制牛肉膏蛋白胨培养基的方法和步骤。 2、学习并了解高压蒸汽灭菌的原理和操作技术。 3、掌握平板划线分离纯化微生物的原理以及操作方法。 4、了解生物吸附法处理重金属的机理机制。 5、掌握测定重金属含量的化学分析方法。 6、了解微生物对重金属吸附效率的影响因素。 二、实验原理： （一）微生物分离与纯化 1、牛肉膏蛋白胨培养基的制备与灭菌 牛肉膏蛋白胨培养基是一种应用最广泛和最普通的细菌基础培养基，它含有牛肉膏、蛋白胨和NaCl。其中牛肉膏为微生物提供碳源和能源，磷酸盐、蛋白胨主要提供氮源，而NaCl提供无机盐。在配制固体培养基时还要加入一定量琼脂作凝固剂。琼脂在常用浓度下96℃时溶化，一般实际应用时在下面垫以石棉网煮沸溶化，以免琼脂烧焦。琼脂在40℃时凝固，通常不被微生物分解利用。由于这种培养基多用于培养细菌，因此，要用稀酸或稀碱将其pH调至中性或微碱性，以利于细菌的生长繁殖。 2、平板划线分离法 平板划线分离法是指把混杂在一起的微生物或同一微生物群体中的不同细胞用接种环在平板培养基表面通过分区划线稀释而得到较多独立分布的单个细胞，经培养后生长繁殖成单菌落，通常把这种单菌落当作待分离微生物的纯种。有时这种单菌落并非都由单个细胞繁殖而来的，故必须反复分离多次才可得到纯种。其原理是将微生物样品在固体培养基表面多次作“由点到线”稀释而达到分离目的的。 （二）铅离子测定分析原理
底泥实验方法
实验方法--底泥 对底泥进行采样后，送至实验室进行底质分析和氮释放的实验，并对提出的底泥修复方法进行实验验证。 实验用沉积物样品及源水水样取自目标水库。沉积物样品采用彼得森取样器采集泥水界面表层2cm 以内新鲜沉积物，用聚乙烯保鲜袋运回实验室并用尼龙筛筛除泥样中沙子、石块，将沉积物表层水体用注射器抽干后将泥样混匀后直接保存。 模拟实验反应器采用容积为10L 的有机玻璃圆柱形容器，整个系统密封，沉积物样品去掉大的颗粒物后，装入反应器内。反应器内装有2。5L水库底泥，7。5L 上覆水，在沉积物-水界面处留有取样口，密封达到厌氧条件。装置外用黑色遮光材料包裹，避免光照对实验产生影响。 实验装置为自制的有机玻璃反应器，实验前，用空气泵对实验水样进行预充氧，使初始溶解氧含量处于定值。从反应器顶部加入完全混合后的新鲜底泥，使反应器内底泥高度为10cm，然后用虹吸法加入实验水样，调整水样高度为15cm，加水样时应尽量避免底泥扰动。 实验过程中，用溶解氧测定DO含量，每隔1d用注射器由采样口采集50-60mL水样。用真空泵进行抽滤，注意所用的滤膜孔径，测定氨氮、硝态氮、铁和锰等物质的浓度。水样分析采用水和废水标准方法：氨氮采用纳氏试剂比色法，硝态氮采用离子色谱法，重金属含量用ICP-MS检测。 1、底泥理化性质的测定
2、底泥氮释放情况的测定 厌氧释放试验：拧紧带有密封圈的反应器瓶盖，将反应器置于生化培养箱内，温度控制在20±0.5℃。采样∑=+-=n i i i C V C C V R 1n )(0前对水体进行了搅拌和混匀， 因此假定水体氮浓度是一致的，而且假定水体对氮没有自净作用。则底泥向上覆水释放氮累积释放量的估算公式： 其中R 为底泥氮磷的释放量（mg ），V 为反应装置中剩余水样的体积（L ），C n 为第n 次采样时营养物的浓度（mg/L ），C 0为初始营养物浓度（mg/L ），V i 为每次采样量（L ），C i 为第i 次采样时营养物的浓度（mg/L ）。 主要理化性质 检测方法 含水率 重量法 挥发性有机物（VSS ） 重量法 pH pH 计 重金属 ICP-MS TN 碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法？ NH 4+-N 次溴酸钠氧化法氧化后测定？ NO 3--N Zn-Cd 法还原后测定？ NO 2--N 重氮偶氮分光光度法？ DON 差减法（TN-DIN ） 有机质 重铬酸钾容量法