球溪河各水期沉积物磷形态分布及吸附释放特征研究

发布时间：2020-11-19 17:21

　　 球溪河位于四川省仁寿县,为沱江一级支流,流域河系发育,支流密布,其汇入沱江的断面球溪河口断面为国考断面。近年球溪河水质总磷严重超标,沉积物-水界面磷行为是引起上覆水磷浓度变化的重要原因之一,枯、平、丰各水期沉积物的理化性质、各形态磷的分布特征、上覆水磷浓度、外部环境因素均有较大的差异,这些差异会导致各水期沉积物对磷的吸附、释放特征也有较大区别。本研究以球溪河流域为例,以各水期沉积物中的磷为研究对象,通过对不同水期上覆水磷浓度和沉积物中磷含量的检测、沉积物磷形态分析及磷吸附释放的室内模拟研究,探讨了不同水期的沉积物磷形态分布特征及对磷的吸附释放规律,为治理球溪河流域及类似以农村面源污染为主的小流域水体磷浓度超标提供科学依据,主要得到的结论如下:(1)球溪河枯水期磷污染严重。球溪河流域各水期中,上覆水及沉积物均以枯水期磷污染最为严重,各采样点上覆水TP浓度超过III类水质总磷标准4~8倍,枯水期各点位除曲江镇外沉积物总磷含量较高,均具有较低生态风险,其中北斗镇具有高生态风险。不同水期沉积物磷形态分布有较大差异,枯、平水期基本以钙磷(Ca-P)为主,约占总磷含量50%以上;丰水期以钙磷(Ca-P)及有机磷(OP)为主,二者占总磷含量85%以上。(2)各水期沉积物均处于释放状态。沉积物对上覆水中磷的最大吸附量受到沉积物本身不同的理化性质的显著影响,同时也受到沉积物自身磷含量及各磷形态分布影响。根据Langmuir公式计算得出枯、平、丰水期的EPC_0的值均大于各水期实际采样时上覆水中的SRP的浓度,说明球溪河流域沉积物在各水期总体均处于释放状态。根据沉积物磷释放风险指数(ERI)可知,球溪河枯、平水期沉积物为高度风险,丰水期沉积物为中度风险。(3)环境因素对各水期沉积物磷释放过程的影响不同。不同的环境因素:pH、DO、温度、扰动强度,均会对沉积物磷释放过程产生影响,沉积物各形态磷分布差异会导致不同的环境因素条件下的释放速率、最大释放量、达到平衡的时间等方面产生差异;沉积物磷含量本底值差异会较大程度影响沉积物的最大释放量和达到平衡时的上覆水磷浓度,沉积物的磷形态分布差异越大,则磷释放过程对同一影响因素不同条件的响应差异也越大。(4)最大释放量及释放速率与沉积物磷形态分布有关。球溪河各水期沉积物最大释放量具有较大差异,最大释放量与磷含量之间呈显著正相关,具有较高磷含量本底值的沉积物释放能力更强。准一级动力学方程对沉积物磷释放具有较好的拟合效果,各水期沉积物磷形态分布特征差异会导致反应各阶段磷释放速率有明显区别。
【学位单位】：成都理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：X52
【部分图文】：

12图 2-1 球溪河流域水系图根据《球溪河流域达标方案》显示，球溪河流域磷污染主要来源于农村生活污水及农业面源污染。流域范围内农村居民居住大多比较分散，基础设施建设落后，无收集管网和处理设施，生活污水全部直排入河，对流域水质造成了一定的影响；同时流域内存在大量的耕种田，约 160 万亩，主作物以水稻为主，次为小

14图 2-2 采样断面分布分别于各水期在球溪河流域采取上覆水水样及沉积物样品并进行检测，并在现场通过便携设备检测上覆水及沉积物部分理化性质。枯、平、丰水期采样时间分别为 2018 年 3 月、2017 年 11 月、2018 年 9 月，部分现场照片如图 2-3 所示。

15(e) (f)图 2-3 采样现场照片注：(a)、（b）、（c）依次为枯平丰水期谢安乡，(d)、（e）、（f）依次为枯平丰水期珠嘉镇沉积物样品采集用彼得森沉积物采样器（PBS-411）取表层深度约为 0-15cm的沉积物，先将所有样品均匀混合后过 10 目筛，去除其中的大体积杂质（如石
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本文编号：2890254