城市重污染河道環(huán)境因子對底質(zhì)氮釋放影響

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1、第21卷第1期水科學(xué)進(jìn)展Vo1．21，No．12010年1月ADVANCESINWATERSCIENCEJan．，2010城市重污染河道環(huán)境因子對底質(zhì)氮釋放影響邢雅囡，阮曉紅，趙振華(1．河海大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇南京210098；2．南京大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇南京210093)摘要：以蘇州市古城區(qū)劣V類水體為研究對象，利用模擬試驗(yàn)方法，研究和探討了水體環(huán)境條件(DO、Eh、pH值、溫度)變化和疏浚深度對河道底泥氮釋放的影響。底泥供試樣中NH；一N與No；一N含量一般為0．277昏／kg與0．0012g／kg，上覆水體NH；．N與NO；一N含量一般

2、為6．743mg／L與1．500mg／L。試驗(yàn)結(jié)果表明：厭氧環(huán)境(DO<0．5mg／L)、強(qiáng)還原環(huán)境(Eh<一108mV)、酸陛環(huán)境(pH<6．0)及溫度升高均有利于底泥中NH；一N的釋放，NO；一N的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律則相反；供試樣控制疏浚深度5cm、10am、15(311、20cm，當(dāng)疏浚深度15cnl時(shí)，泥·水界面向上覆水體中擴(kuò)散的氮通量最小；疏浚深度、DO和Eh對底泥NH—N釋放程度的影響大于pH和溫度，通過曝氣等方式保持水體中適當(dāng)?shù)娜芙庋趸蚴沟啄啾３州^強(qiáng)的氧化電位環(huán)境可以有效抑制底泥中NH4一N的釋放。關(guān)鍵詞：底泥；氮釋放；環(huán)境因子；主控因子中圖分類號：X

3、522；X131．2文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號：1001-6791(2010)Ol-0120-07底泥是江河湖海的沉積物，是自然水域的重要組成部分。當(dāng)水域受到污染后，水中部分污染物可通過沉淀或顆粒物吸附而蓄存在底泥中，適當(dāng)條件下重新釋放，成為二次污染源。對于城市重污染河道，人河污染物除外源輸入外，底泥的內(nèi)源釋放也是河道水體富營養(yǎng)化的一個(gè)重要誘因¨J。底泥中污染物的釋放除了受底泥組分等影響外，環(huán)境因子(水體溶解氧DO、氧化還原電位Eh、溫度T、pH值等)的改變也是底泥污染物釋放的重要影響因素。研究表明，厭氧條件是促使底泥氮磷釋放的主要原因，上覆水體的營養(yǎng)鹽水平可對底

4、泥中氮磷營養(yǎng)鹽釋放程度產(chǎn)生影響引。感潮河網(wǎng)區(qū)城市河道水體富營養(yǎng)化嚴(yán)重，河道水流受潮汐影響往復(fù)運(yùn)動(dòng)，易形成河道底質(zhì)沉積，環(huán)境條件變化復(fù)雜。本試驗(yàn)以蘇州市南園水系河道底泥及其相應(yīng)的環(huán)境水體為材料，探討不同DO水平、Eh、T、pH值、疏浚深度等不同環(huán)境因子對底泥釋氮作用的單因子效應(yīng)，并進(jìn)行氮釋放主控因子識別。1實(shí)驗(yàn)材料和方法1．1實(shí)驗(yàn)材料1．1．1沉積物和水樣2005年3月使用中國科學(xué)院南京地理與湖泊研究所自制沉積物原狀采樣器采集蘇州市古城區(qū)南園水系竹輝河底泥樣品，分別按8em、12em、20cm控制深度采取原狀柱狀樣。同步采集上覆水體，水樣經(jīng)0．45m濾膜過濾后作

5、為試驗(yàn)用水，過濾前后pH值變化在±0．2個(gè)單位，過濾水樣放人4℃冰箱蔽光保存。試驗(yàn)沉積物及水樣理化性質(zhì)見表1。1．1．2室內(nèi)試驗(yàn)裝置試驗(yàn)裝置(圖1)為直徑10cm、高50cm圓柱狀有機(jī)玻璃容器。試驗(yàn)過程中，裝置用黑布遮光，以模擬實(shí)際河道底泥環(huán)境。根據(jù)試驗(yàn)?zāi)康?，供試柱狀樣分別為表層0～12em、表層0～5enl、5～10cm、10～15cm、收稿日期：2008—10—22基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(40573051)；國家水體污染控制與治理科技重大專項(xiàng)(2oo8EX07317JDo7)作者簡介：邢雅囡(1979一)，女，博士研究生，主要從事水環(huán)境保護(hù)和水

6、生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)研究。E—mail：xyn@hhu．edu．cn通信作者：阮曉紅，E·mail：ruanxh@u．edu．cn第1期邢雅囡，等：城市重污染河道環(huán)境因子對底質(zhì)氮釋放影響l2115～20cm。泥水體積比為1：3，不同影響因素控制條件下各設(shè)3個(gè)重復(fù)樣、3個(gè)空白樣，靜態(tài)培養(yǎng)。表1供試底泥和水樣基本理化性質(zhì)Table1Physicalandchemicalpropertiesofstudiedsamples圖l試驗(yàn)裝置Fig．1Laboratoryequipment1．1．3試驗(yàn)控制條件(1)DO影響實(shí)驗(yàn)條件控制供試樣為0～12cm的柱狀樣，DO控制水平分別

7、為高溶解氧(9．0m#L

8、態(tài)(216mV)。通過加入適量鐵粉、F