水窖底泥中氨氮释放动力学模拟
安徽江南某湖泊底泥中营养物质的垂向分布及释放规律
第20卷 第4期 中 国 水 运 Vol.20 No.4 2020年 4月 China Water Transport April 2020收稿日期：2020-03-15作者简介：苏玉喜（1965-），芜湖市水务局。
安徽江南某湖泊底泥中营养物质的垂向分布及释放规律苏玉喜（芜湖市水务局，安徽 芜湖 241001）摘 要：为了探明安徽江南某湖泊底泥中氮磷的垂直分布规律及释放规律，在现场取样分析的基础上，开展了室内模拟研究。
结果表明：从垂向分布状况看，湖泊底泥TN、TP、有机质含量总体呈现由上而下逐渐降低的趋势，表层各组分含量均值分别为3,170.8、560.0mg/kg、1.92%；在释放实验中，上覆水氨氮和磷酸盐浓度总体上呈现上升趋势，约36h 后底泥中氨氮和磷酸盐的释放趋于稳定。
关键词：湖泊；底泥；垂向分布；营养物质；释放通量中图分类号：X142 文献标识码：A 文章编号：1006-7973（2020）04-0089-03本文以安徽江南某湖泊为例，研究探讨了湖泊底泥中营养物质的垂向分布及释放规律。
该湖泊是典型浅水型湖泊，平均水深为2.0~4.0m，其中，西区水深为3.1~5.1m，平均为3.9m，东区水深为2.2~7.2m，平均为4.2m。
上世纪60年代以来，受人类活动和经济社会发展的影响，湖泊水域面积减小，湖泊淤浅，生境退化，导致进入21世纪湖泊水质多次出现超标。
2014年湖泊总氮年均值在V 类标准范围内，2015年已退化至劣V 类水质，水质明显下降[1]。
2019年以来已连续4个月总磷含量超标，已处于轻度富营养状态[2]，湖泊水污染治理形势严峻。
底泥是湖泊生态系统的重要组成部分，参与了水生生态系统的物质循环，它可不断地从水中接纳沉积下来的营养物质，同时也不断地向上层水体释放营养物质，这使得底泥成为污染物质迁移转化的源和汇[3]。
因此对底泥污染的研究是水体修复的关键。
目前有关湖泊底泥的研究较少，笔者旨在揭示湖泊底泥中营养盐的污染状况及分布、释放规律，以期为湖泊水质的改善提供技术支持。
闽江流域水体氨氮降解系数实验模拟研究
闽江流域水体氨氮降解系数实验模拟研究游雪静;张玉珍;苏玉萍;陈锦;姜炳棋;林燕秋【摘要】Degradation coefficients of ammonia nitrogen in Minjiang Basin were studied by indoor simu-lation experiment .One-dimensional steady degradation model was used for analysis and evaluation , showing that the average ammonia nitrogen degradation coefficients of the upper Minjiang Basin ranges from 0.140 d-1 to 0.260 d -1 and the coefficients of the middle and lower reaches ranges from 0.099 d-1 to 0.203 d-1 .The investigation also indicated that ammonia self-purification ability of the upper basin was relatively high , comparing to low degradation rate in middle and lower reaches .The average degradation coefficients of Gutian section were lower than national average .This indicated that ammo-nia self-purification capability is weak .This study will help to determinate water environmental capaci-ty, pollutant carrying capacity and total amount control of pollutants .%本研究采用模拟实验对闽江流域氨氮的降解规律进行研究，降解系数采用稳态一维降解模型进行分析计算，闽江上游流域氨氮的平均降解系数为0.140～0.260 d -1，中下游流域氨氮的平均降解系数为0.099～0.203 d-1。
基于质量守恒测算底泥中氮、磷污染物释放量的方法及案例研究
“十二 五”期 间 ，全 国 主要 污 染 物 减 排 目标 超 额 防 治 或修 复 工 程 ，而 且 还 能 为 落 实 污 染 物 总 量 控
关 键 词 质 量 守 恒 底 泥 氮 磷 释 放 量 ＤＯＩ：１０．１５９８５／ｊ．ｃｎｋｉ．１００１—３８６５．２０１６．０４．０２０
Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｍ ｅｔｈｏｄ ａｎｄ ｃａｓｅ ａｂｏｕｔ ｒｅｌｅａｓｅ ｏｆ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ａｎｄ ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｓｅｄｉｍ ｅｎｔ ｂａｓ ｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｌａｗ ｏｆ
主要 污 染指 标 之一 ，也 是湖 泊环 境 的首 要 污 染指 标 。 之 问 的交换 规 律 、污 染 物 释放 特 征 与 分 布 规 律 以及
为 此 ，国家 环境 保 护“十三 五”规 划 将在 河 湖 、近 岸海 污 染 物 释 放 速 率 与 释 放 量 等 具 有 很 好 的 验 证 效
目前 ，针对河 流 湖泊 污染 底泥 中氮 、磷 释 放规 律
段 我 国实 行 水 污 染 物 控 制 的 指 标 是 ＣＯＤ 和 氨 氮 ， 的测算 方 法 主 要 有 实 验 室 模 拟 法 和 模 型估 算 法 两
２０１４年 总磷 首 度 超 越 氨 氮 成 为 全 国淡 水 环 境 中 的 种 。实 验室 模拟 法对 于研 究污 染物 在 底 泥与 间 隙水
域 等重 点 区域 以及 重 点 行 业新 增 对 总 氮 、总磷 实 行 果 ＿４ ］，但 实 验 室 模 拟 法 存 在 一定 的边 壁 效 应 ，无 法
波浪扰动对太湖底泥磷释放影响模拟_丁艳青
DOI :CNKI :32-1309/P.20110115.2242.010波浪扰动对太湖底泥磷释放影响模拟丁艳青1，3，朱广伟1，秦伯强1，王永平1，3，吴挺峰1，申霞2，洪大林2(1.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，江苏南京210008; 2.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; 3.中国科学院研究生院，北京100039)摘要:为揭示波浪扰动对湖泊底泥磷释放的影响，在波浪水槽中模拟了不同波高情况下扰动对水体、水土界面、底泥间隙水的磷、溶解氧等的影响。
结果显示，在大波扰动下，沉积物大量悬浮，水体总磷随之增加，溶解性磷增加却不显著;波浪扰动显著增加了水体和沉积物界面的溶解氧浓度，并增加了溶解氧在沉积物的侵蚀深度;波浪扰动降低了沉积物表层10cm 内间隙水中的磷浓度，而10cm 以下沉积物中间隙水中磷浓度基本保持不变。
研究表明，波浪扰动可迅速增加水体中颗粒态的营养盐，但是对于溶解态营养盐，尤其是水体中活性磷浓度的影响，则受沉积物性质、水-沉积物间隙水磷浓度差，以及水-沉积物中氧含量等多方面因素的影响。
关键词:浅水湖泊;波浪扰动;波浪水槽;磷释放;沉积物;反应活性磷;溶解氧中图分类号:P343.3文献标志码:A 文章编号:1001-6791(2011)02-0273-06收稿日期:2010-03-25;网络出版时间:2011-01-15网络出版地址:http :// /kcms /detail /32.1309.P.20110115.2242.010.html基金项目:国家自然科学基金资助项目(40730529);江苏省自然科学基金太湖专项资助项目(BK2007733)作者简介:丁艳青(1983－)，女，山东巨野人，博士研究生，主要从事湖泊水动力环境研究。
E-mail :yqding7@通信作者:秦伯强，E-mail :qinbq@ 浅水湖泊具有单位体积水体拥有较大水土界面面积的特点，容易受到风浪扰动而频繁发生再悬浮。
养殖湖泊底泥对氨氮的吸附特性研究
141科技资讯 S CI EN CE & T EC HNO LO GY I NF OR MA TI ON 能源与环境氨氮在湖泊沉积物-水体界面的迁移和转化是一个复杂的生物化学过程,在富氧条件下,沉积物库中的有机化合物经矿化作用,生成NH 4+扩散进入上覆水体中,提高水体氨氮浓度;而上覆水中的氨氮离子等也能反向扩散进入沉积物种,即发生沉积物对无机氨氮的吸附,且在整个交换过程中氮素主要以氨氮的形式存在[1]。
特别是在外源氮存在的情况下,由于外源输入污染物的输入通量较大,来不及降解的污染物直接进入沉积物,沉积物就成为湖泊污染物质的“汇”[2～4]。
因此,研究湖泊底泥对氨氮的吸附特征对于改善和治理湖泊的富营养化状况是十分必要的。
本试验所采得样品为孝感市王母湖与野猪湖两大养殖湖泊,其中野猪湖属于分块养殖而王母湖尚属未分割。
1 实验材料与方法1.1样品采集和处理在王母湖和野猪湖2个湖中用彼得森底泥采样器采集表层10cm的沉积物,风干后经实验室冷冻干燥,测定有机质含量、阳离子交换量以及总氮。
所用器皿均用稀盐酸浸泡过夜,所用药品均为分析纯。
1.2实验方法1.2.1吸附动力学试验称取沉积物干样1.5g 若干份,加入20mg/L的氯化铵溶液50mL,在室温下震荡离心,每隔10min取出离心管并在5000r/min 条件下离心5min,上清液用0.45um滤膜抽滤,用纳氏试剂法测定其氨浓度。
1.2.2吸附热力学试验称取沉积物干样0.5g 若干份,加入20mg/L的氯化铵溶液50mL,在室温下离心震荡2h,取出离心管在5000r ·min条件下离心5min,取上清液过0.45um滤膜抽滤,测定滤液中氨的浓度。
2 结果与分析底泥基础数据如下(如表1)。
从表1可以看出,野猪湖的有机质含量和阳离子交换量都比王母湖要高,而pH 则略低于王母湖,相对呈弱酸性。
2.1浓度对底泥吸附氯化铵的影响(如图1)图1显示的是浓度对野猪湖和王母湖土壤吸附氨氮的折线图,由此我们可以看出,两个湖曲线特征基本一致,都是先上升再到趋近平稳。
污染底泥及其间隙水分层特性的模拟实验研究
污染底泥及其间隙水分层特性的模拟实验研究一、引言底泥是水体底部的沉积物，其中包含有机质、无机物和微生物等成分。
底泥中的污染物通常包括重金属、有机物和其他化学物质，这些污染物会对水体生态系统带来严重影响。
底泥中的污染物会随着水流、温度、氧化还原条件等因素的变化而释放到水体中，从而影响水质。
因此，对底泥及其间隙水分层特性的研究具有重要意义。
二、相关研究综述之前的研究表明，底泥中的有机质和污染物质会与水分层发生交换作用，影响水质。
有机质和粒径较小的颗粒会对污染物的固相分布产生影响。
通过模拟实验，可以更加直观地观察底泥及其间隙水中的分层特性，为深入了解底泥对水质的影响提供重要数据支持。
三、研究目的本研究旨在通过模拟实验的方法，研究底泥及其间隙水中污染物的分层特性，探讨不同因素对分层特性的影响，为进一步了解底泥对水质的影响提供参考。
四、实验设计和方法1.实验样品的采集和制备：收集不同水体中的底泥样品，并进行筛分和干燥处理。
2.实验装置搭建：搭建模拟底泥及其间隙水的实验装置，控制温度、氧化还原条件等参数。
3.实验参数的设置：设置不同实验条件下的温度、溶解氧浓度、底泥颗粒大小等参数。
4.实验过程：将不同样品放置于实验装置中，模拟水流动态条件，观察底泥及其间隙水中污染物的变化和分层特性。
5.数据分析：对实验结果进行分析，探讨不同因素对底泥及其间隙水中污染物分层的影响。
五、实验结果1.不同水体中底泥及其间隙水中污染物的分布特征；2.不同实验条件下底泥及其间隙水中污染物的分层特性；3.不同温度、溶解氧浓度、底泥颗粒大小等因素对底泥及其间隙水中污染物分层的影响。
六、讨论1.因素对底泥及其间隙水中污染物分层的影响机制；2.底泥对水质的影响路径和可能的生态风险；3.实验结果的意义和应用前景。
七、结论本研究通过模拟实验，研究了底泥及其间隙水中污染物的分层特性。
结果表明，不同实验条件下，底泥及其间隙水中污染物的分层特性存在差异。
南淝河入湖区夏季底泥氮的释放通量估算
南淝河入湖区夏季底泥氮的释放通量估算孙飞跃;陈云峰;高良敏【摘要】以巢湖南淝河入湖区为研究对象,估算该区域夏季底泥氮释放通量。
采集原柱状底泥样品,控制温度,以扰动强度和上覆水浓度为影响因素进行模拟试验。
估算结果表明：巢湖南淝河入湖区夏季氮释放量为0.597 t/km^2。
%The experiment took Nanfei River in Chao Lake as the object,estimated of releasing flux of sediment nitrogen the region in summer. The researcher collected the sediment samples of the original state,took the distuibance intensity and the concentration of nitrogen in overlying water as the influencing factors, and carried on the simulation experiment when the temperature was under control.The calculation results showed that releasing flux of sediment nitrogen in Nanfei River estuary in Chao Lake in summer was 0.597 t/kmrn^2.【期刊名称】《现代农业科技》【年(卷),期】2012(000)014【总页数】2页(P206-207)【关键词】底泥;氮;释放通量;南淝河入湖区;夏季【作者】孙飞跃;陈云峰;高良敏【作者单位】安徽理工大学地球与环境学院,安徽淮南232001;安徽省环境科学研究院、安徽省污水处理技术重点实验室;安徽理工大学地球与环境学院,安徽淮南232001【正文语种】中文【中图分类】X131.2底泥作为各种营养盐的接收器，收集了大量水体中的污染物，一旦上覆水环境发生变化，长期累积而成的沉积物就会转变为新的污染源向水体释放氮、磷等污染物，促进水体的富营养化[1-2]。
汽提法处理稀土行业高浓度氨氮废水模拟计算
含量为 10 mg/L） 的情况下， 改变模拟计算中理论 板数， 考察理论板数的变化对蒸汽消耗和氨水产品 浓度的影响。 结果如图 3 所示。
由图 3 可看出： 随着理论板数从 2 块增加到 10 块， 蒸汽消耗不断减小； 当理论板数从 10 块增 加到 20 块时， 蒸汽消耗仅下降了 42.5 kg/h， 说明 再增加理论板数的节能效果已不明显； 此时氨水产 品 质 量 浓 度 仅 仅 由 15.64%增 加 到 16.36%。 因 此 ， 一般考虑选择 8 块理论板进行模拟计算。 3.3 模拟计算结果
Simulation on Treatment of High Concentration Ammonia Nitrogen Wastewater by Stripping in Rare Earth Industry
Li Wudong Zhu Zhiliang
Abstract： In simulation of the stripping treatment of high concentration ammonia nitrogen wastewater in rare earth industry, the electrolyte NRTL thermodynamic methods was chosen, the influence of the change of pH value to the removal rate of ammonia nitrogen, and the influence of the feed temperature and the number of theoretical plates to the gas consumption and the ammonia product concentration were analyzed and discussed. A good simulation condition was determined: water preheating temperature was 70 ℃ , 8 theoretical stages. The calculating result showed a good agreement with the operating data.
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将所取样 品 自然 风干 ， 用研钵 研磨 ， 使底泥 过
１ ２ ０目 筛后 ， 收集保存入聚氯乙烯瓶 中， 备用。
１ ． ２ ． ３ 样品理化性质
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ测得 样 品理 化性 质如 图 １ 及 如表 ２所 示 。
基金项 目： 国家 自然科学 基金 （ ５ １ Ｏ ６ ８ Ｏ １ ４ ） ； 长江学 者 和刨新 团 队发展计划资助项 目（ ｎ ｎ ｖ ９ ６ ６ ） 作 者简介 ： 羲照睁（ １ ９ ９ １ 一） 。 女， 甘肃庆阳人 ， 硕超 Ｅ ．
表 １ 水窖基本情况
１ ． ２ 实验 材料
取底 泥 时水 窖 中底 泥 沉积 约 ４ ０ ｃ ｍ。在 此水 窖 中 ， 用 麻 绳 吊桶取 得底 泥 ， 收集 备用 。 １ ． ２ ． ２ 样 品 处理
１ ． ２ ． １ 样 品采集
样品取 自上述水窖 中常年累积的底泥部分 ， 该 农户家有 ２口水窖 ， 常年使用 窖水作 为生活用水 。
水水 质 处理等提 供 理论 依据 。
关键词： 水 窖底 泥 ； 氨 氮； 温度 ； 振 荡速度 ； 动 力学模 拟
中 图分类 号 ： ） （ ５ ２ ４ 文献标 识 码 ：Ａ
西北部分地 区常年将窖水 （ 集雨水 ） 作 为生活 用水 ， 因此水窖水的质量与安全性直接影 响着 当地 用户的健康状况。由于经济、 集雨过程及窖水储存 等客观条件限制 ， 收集 底泥过程 中的污染物会随发 生一系列的迁移转化。雨水收集过程 中， 雨水与路 面 污染 物及 部 分泥 沙 一 起 流 人 水 窖 ； 而 长 期 在 水 窖 底 部 的底 泥 中也会 沉 积 一 定 的污 染 物 ， 这 些 污 染 物 具 有可 能 随外 界温 度 、 扰 动 及 污 染 物 浸 人 而 影 响 水 质 。 目前 ， 国内有 西北 雨水 收集 和水 质 变 化 的相 关 研究 ｕ Ｊ ， 但关于水窖底泥对窖水水质的影响 ， 则极 少有报道。因此 ， 对 于水窖底泥对于窖水水质 的影 响 研究 具 有极 为重 要 的现实 意义 。
鞋径 ， ｐｍ
图 １ 水窖底泥粒径分布 曲线
利用 ｏ ｒ ｉ ｇ ｉ ｎ软件 ， 采用准一级动力学方程、 准二 级动力学方程对不同温度下氨氮解吸进行非线性拟
１ ． ３ 测定 方 法
合， 拟合结果如图 ２ ～图４所示 ， 各参数如表 ４所示。
表４ 不同温度对水窖底泥氨氮释放动力学方程及多项拟合参数 准一级动力学方程
温度／ ℃— —
水窖 中沉 积底泥 主要 物质 测定方 法见 表 ３ 。
表３ 测 定 方 法 测定名称
氨 氮
准二级动力学方程
测定方法
Ｑ 。
ｋ 。
Ｒ ２
Ｑ 。
ｋ ２
程对氨氮释放过程的拟合效果较 为接近 ， 且温度影响下两种动力学拟合效果较振 荡速度 影响好一些（ 不同温度下其氨氮释放 动力学拟合 Ｒ 在０ ． ９ ｌ — Ｏ ． ９ ７ ， 而振 荡速度 Ｒ ２ ０ ． ７ ２
一
Ｏ ． ９ ４ ） ； 因此 ， 窖水 的水 质 可能 受到 上 述 因素 的影 响 。 实验 结果 可 为 害 水 水质 维 护 ， 窖
Ｖｏ Ｌ １ ５ Ｎ １ Ｍａ ｒ ． ，２ ０１ ５
文章编号 ： １ ６ ７ １ —４ ０ ６ ７ （ ２ ０ １ ５ ） Ｏ １ — ０ ０ ２ ３— ０ ４
水 窖底 泥 中氨 氮 释 放 动 力 学 模 拟
慕娅婷 ， 张 国珍 ， 张 国科 ， 马 可 ， 王梦茹
（ 兰州交通大学 环境 与市政工程学院 ， 甘肃 兰州 ７ ３ ０ ０ ７ ０ ）
摘要 ： 在 不 同温度 和振 荡速 度 的影 响 下 ， 水 窖底 泥 中氨 氮 解吸 至 上覆 水 中， 会 对 上覆 水造 成影 响 。通过 实验 分析 并探 讨 了温 度 和振 荡速 度 对 水 窖底 泥 中氨 氮释 放 的 影 响 并进 行 动 力学模 拟 。 实验 结果 表 明 ： 温度 和振 荡速 度 增 大能 够促 进 水 窖 底 泥 中氨 氮释 放 ， 且 氨 氮解 吸平衡 浓度 增 大 ； 通过 准 一级 动 力 学方 程 和 准二 级 动 力 学方 程 拟合 ， 两种 动 力 学方
本研究通过对甘肃省庆城县某乡具有代表性的 水窖底泥进行研究 ， 探讨温度和振荡速度对水窖底 泥中氨氮释放的影响及 动力学模拟 ， 为解决窖水水 质 相关 问题 ， 提供 科学 依据 。
１ 水窖概 况、 实验 材 料 及 方 法
１ ． １ 水 窖概 况
甘肃省庆城县农村是西北地区典型的依赖集雨 窖水作为生活用水的地 区， 因此选择甘肃省庆城县 某乡的水窖底泥进行实验具有代表性 。水窖基本情 况 如表 １ 所示 。
第１ ５卷 第 １ 期 ２ ０ １ ５年 ３月
兰州石化 职业技 术 学院 学报
Ｊ ｏ ｕ ｍａ ｌ ｏ ｆ Ｉ ａ ｎ ｚ ｌ ｌ ０ ｕ Ｐ ｅ ｔ ｒ ｏ ｃ ｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ Ｃ ｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ ｏ ｆ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
验） ， 振荡 ４ ８小时 ， 在不 同时 间段取 出样 品， 放置 ｌ 小时后 ， 将锥形瓶中水样经过 ０ ． ４ ５ ｕ ｎ微孔滤膜后 ， ｒ 检测此时水样 中氨氮浓度。
２ 结 果 分 析
ｑ ｌ ｌ 删 ． 期 棚 ０Ｏ Ｏ
２ ． １ 不 同温度 下 氨氮解 吸动 力学模 拟
・
２ ４・
兰 州 石 化 职 业 技 术 学 院 学 报
２ ０ １ ５年
３
Ｓ
３
Ｏ
■扣害搿爨瓣簧■＊ ２ ２ Ｌ Ｌ
５ Ｏ ５ Ｏ Ｓ Ｏ
１ ９ Ｏ ｆ ／ ａ ｒ ｉ ｎ 、 ２ １ ５ ｒ ／ ｍ ｉ ｎ和 ２ ４ ０ ｒ ／ ｍ ｉ ｎ（ 即 为 ５组 对 比实