大房郢水库饮用水水源锰离子监测分析及其污染机制研究

发布时间：2017-09-20 18:39

  本文关键词：大房郢水库饮用水水源锰离子监测分析及其污染机制研究

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【摘要】：目前,我国大多数城市已经或逐步将水库和湖泊作为城市供水的主要来源,但在夏季随着水库分层事件的发生,伴随库底缺氧,孔隙水中锰向上覆湖水迁移,氧化还原边界层上移进入水库中,导致底泥中的锰向上覆水体大量释放,界面水中溶解态Mn~(2+)浓度明显升高,导致取水中的可溶性锰浓度升高,根据我国《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)中明确限定生活饮用水中锰不能超过0.1mg/L,在国外一些国家如日本、美国将饮用水中锰的限制标准为0.05mg/L。针对我国部分地区地表饮用水锰超标现象,本课题于2015年3月至2016年3月对大房郢水库4个断面34个取样点,在了解研究区域的水文、气象和污染调查的基础上,对大房郢水库水质和底泥进行了研究。对水库水质参数、底泥物化性质进行了检测,及其内源污染与水质参数相关性分析。本课题也在实验室对底泥中的锰进行了形态分析,并采用实验的方法研究底泥中锰的迁移转化机制。分析了pH值、水温、溶解氧、总磷、总氮、金属阳离子等因素对底泥中锰的释放影响。研究表明:1.水库夏季和秋初底层水体锰浓度超标,能达到0.9mg/L,水库空隙水中锰浓度高达17.49mg/L。水库在水平方向锰污染随着季节变化而变化,夏季丰水期,高于平水期和枯水期;2.在垂直方向水库水体在夏季湖心表层温差可以达到5℃,出现水温分层,湖底处于厌氧状态,底层水体总磷、锰都大幅度升高,在夏季底层锰是表层水体锰的十几倍。水体中可溶性锰与溶解氧、总磷有很好的相关性,相关系数分别在r=-0.75727、r=0.917。3.底泥中锰的形态经BCR顺序提取法测定可交换态、可氧化态、可还原态占得比例都比较大,底泥中可交换态占到50%左右,很容易和外来金属离子发生交换反应释放出锰离子,使水库中的锰含量超标。而岸边的土壤中锰形态60%左右都以可还原态存在。当大房郢水库处于丰水期时,锰的地累积指数平均值为0.11,属于轻度污染,原因可能是因为雨水将大量的污染物排进水库,造成径流污染,进而使底泥中锰污染超标。4.实验室中用不同比例湖泊水和去离子水组合脱附底泥,100%湖泊水脱附出来底泥中锰的量最多也最快,解吸出锰的量在200mg/Kg;而100%去离子水解吸出来底泥中锰的量在45mg/Kg。酸性和碱性溶液都有利于底泥锰的释放,pH=4时底泥脱附出锰的量在400mg/Kg左右;pH=7.5底泥脱附出锰的量在60mg/Kg左右;pH=9时底泥脱附出来锰在110mg/Kg左右。水体和土壤中含量高的金属有钠、钙、镁。在配制同等离子强度Na~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)溶液,实验发现Ca~(2+)对底泥中锰的释放有促进作用。
【关键词】：大房郢水库 底泥 锰 内源污染 释放机理
【学位授予单位】：安徽建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU991.15
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-14
• 第1章 绪论14-24
• 1.1 地表水源水质污染现状15-17
• 1.1.1 研究的目的与意义15-17
• 1.2 国内外研究进展17-24
• 1.2.1 地表水源锰污染特征17-19
• 1.2.2 锰的物理化学性质19-20
• 1.2.3 影响锰分布规律的因素研究20-21
• 1.2.4 锰污染引起的危害21-22
• 1.2.5 研究的内容22-24
• 第2章 研究区概况24-27
• 2.1 自然地理24-25
• 2.1.1 地理位置24
• 2.1.2 水文流域24
• 2.1.3 气候特征24-25
• 2.1.4 地质地貌25
• 2.2 工程概况25-27
• 2.2.1 规划历程25-26
• 2.2.2 供水能力26-27
• 第3章 水库水质及底泥监测方法27-34
• 3.1 采样点的布置与监测27-30
• 3.1.1 调查的时间27-28
• 3.1.2 采样点布置28-30
• 3.2 水样和底泥的采集、保存30-31
• 3.2.1 水样与底泥采集30
• 3.2.2 孔隙水30-31
• 3.2.3 底泥的处理31
• 3.3 分析方法31-34
• 3.3.1 现场检测32
• 3.3.2 实验室检测32-34
• 第4章水库水质变化特征34-52
• 4.1 取水口水质参数分析34-36
• 4.2 水库水平方向表层水质变化特征36-40
• 4.2.1 温度水平分布规律36
• 4.2.2 pH水平分布规律36-37
• 4.2.3 溶解氧水平分布规律37-38
• 4.2.4 总氮水平分布规律38
• 4.2.5 总磷水平分布规律38-39
• 4.2.6 可溶性锰水平分布规律39-40
• 4.3 水库水体分层与水质垂直分布规律40-46
• 4.3.1 水温垂直分布规律40-41
• 4.3.2 溶解氧垂直分布规律41-42
• 4.3.3 pH垂直分布规律42-43
• 4.3.4 总磷垂直分布规律43-44
• 4.3.5 总氮垂直分布规律44-45
• 4.3.6 可溶性锰垂直分布规律45
• 4.3.7 小结45-46
• 4.4 水库锰超标相关性分析46-49
• 4.4.1 水库可溶性锰与总磷的相关关系46
• 4.4.2 水库可溶性锰与总氮的相关关系46-47
• 4.4.3 水库可溶性锰与水温的相关关系47
• 4.4.5 水库可溶性锰与pH的相关关系47-48
• 4.4.6 水库可溶性锰与溶解氧的相关关系48-49
• 4.4.7 小结49
• 4.5 间隙水49-50
• 4.6 本章小结50-52
• 第5章 底泥锰污染物释放研究52-63
• 5.1 底泥的物理化学性质52
• 5.2 底泥中锰的形态特征52-54
• 5.3 底泥评价54-58
• 5.3.1 底泥营养程度评价54-55
• 5.3.2 重金属评价55-58
• 5.4 底泥的脱附实验与锰的释放影响因素58-61
• 5.4.1 不同比例水库水脱附实验58-59
• 5.4.2 微生物对沉积物锰的释放影响实验59
• 5.4.3 pH对底泥锰的解吸影响实验59-60
• 5.4.4 金属阳离子对沉积物锰的释放影响实验60-61
• 5.5 水库锰污染解决对策61-62
• 5.5.1 扬水曝气抑制沉积物中锰释放61
• 5.5.2 减少营养物质进入水库61
• 5.5.3 取水方法61-62
• 5.6 结论62-63
• 第6章 结论与建议63-65
• 6.1 结论63
• 6.1.1 水库源水水质63
• 6.1.2 水库底泥63
• 6.2 建议63-65
• 参考文献65-69
• 致谢69-70
• 作者简介70

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本文编号：889756