临江河回水区富营养化预测及生态浮床治理技术研究
发布时间：2020-03-30 23:12
【摘要】： 随着三峡水库的形成,库区次级河流回水区水文条件发生变化,使得水体对污染物的扩散作用和自净能力大大降低,从而导致水质恶化,尤其是氮、磷等营养盐的聚积加剧了次级河流回水区水体富营养化。论文针对次级河流回水区水环境问题研究较少的现状,以长江次级河流之一的临江河回水区为研究对象,对其富营养化问题进行研究。论文首先研究了临江河回水区富营养化的主要控制因子,根据主控因子的研究结果进一步对其富营养化进行预测,并对预测结果进行分析。为了达到消除富营养化威胁的目的,在掌握了其污染过程和自净能力的基础上,确定采用生态浮床技术原位治理临江河回水区污染水体的技术措施,论文分别就生态浮床的净化效果、植物的氮磷吸收能力和动力学模式进行了研究。 论文的主要研究内容与结论如下: ①论文采用因子分析法对叶绿素a、流速等9项水质指标进行分析,确定了水温、透明度、TN、TP、COD和叶绿素a浓度6个水质指标为临江河回水区富营养化的主控因子。进一步对6个主控因子进行多元回归分析,结果表明,叶绿素a浓度受水温、TN、TP的影响较大,消减水体中的氮磷可使水体中叶绿素a浓度降低。 ②在临江河回水区富营养化主控因子研究的基础上,利用神经网络技术建立临江河回水区富营养化预测模型,利用模型对不同氮磷浓度水平下的水体营养状态进行预测,结果表明:在当前氮磷浓度水平上,去除水体中40%的氮磷可使水体营养状态由中度富营养转变为轻度富营养;当去除比例达70%时,水体转变为中营养状态,从而可消除富营养化的威胁。 ③论文利用水质模型对临江河回水区污染过程及自净能力进行量化,结果显示,污染物在进入临江河回水区后8h后才能达到稳态,扩散过程缓慢造成了氮、磷营养盐聚积,加剧了水体富营养化;回水区水体自净作用可使水体中COD、TN、NH3-N和TP浓度降低11.98%、12.25%、13.98%和11.59%,对于临江河回水区的重污染水体,其净化能力有限,故仍需对临江河回水区的污染进行治理。 ④为了研究生态浮床对临江河回水区污染水体的净化效果,在临江河回水区现场进行了美人蕉、风车草、菖蒲和香根草浮床的净化试验,试验结果表明,4种浮床中美人蕉浮床的净化效果最好,故在临江河回水区污染治理中可优先考虑选用美人蕉浮床。在此基础上,利用富营养化预测模型对其应用效果进行预测,结果表明:当临江河回水区浮床栽种面积为0.3km2时,水体的营养状态可由中度富营养转变为轻度富营养;当浮床栽种面积为0.6km2时,水体营养状态可由中度富营养转变为中营养,表明生态浮床技术可以有效地控制临江河回水区富营养化。 ⑤4种浮床栽培植物生长特性及吸收氮磷能力的研究结果表明:4种植物在生长过程中,生长速率均随时间的变化呈现出低→高→低的二次曲线变化趋势,移栽后的60～90d为植物的快速生长期;通过两个试验阶段的植物吸收贡献分析可知,4种植物的氮吸收量占浮床系统总去除量的比例在18.1%～35.6%之间,磷吸收量占浮床系统总去除量的比例在36.3%～52.1%之间,表明植物吸收是浮床系统氮、磷去除的重要途径。 ⑥针对浮床系统对污染物的去除速率具有随着运行时间变化的特点,根据反应器动力学理论研究得出浮床系统的COD、TN和TP去除动力学方程。由动力学方程可知,浮床系统中COD降解反应可视为一级反应,TN和TP的去除反应表现得较为复杂。
【图文】：
生态浮床技术是一种水环境治理与水生态修复相兼顾的实用技术，其内涵是是利用植物无土栽培原理，将生态工程技术和农艺技术结合起来，以浮床作为载体，人工把高等水生植物或改良陆生植物种植到水面，通过植物根部的吸收、吸附和根际微生物对污染物的分解、矿化等作用，削减富营养化水体中的氮、磷等营养物质和有机物，抑制藻类生长，净化水质，恢复良好的水生生态系统，是一种有效的水体原位修复和控制技术，已被广泛应用于湖泊、河道、水库等污染水体的生态治理[57-65]。1.3.1 生态浮床的净化机理植物对污染水体的净化综合了吸附、沉淀、吸收、代谢、富集、浓缩等各种作用[66]。植物能吸收水体中营养物质以满足植物体本身的生长发育需要。水生植物发达的根系与水体接触面积大，可以形成密集的过滤层，当水流通过时，可以过滤掉水体中的污染物质，在其表面进行离子交换、吸附、沉淀等，不溶性胶体被根系黏附和吸附，凝集的菌胶团把悬浮性的有机物和新陈代谢的产物沉降下来，使周围的水体变得澄清。图 1.2 为植物净化污水的概念图。
场调查结果显示，大宁河回水段总体营养级势，大溪河、抱龙河和神女溪回水段的部分2004 年，重庆市环境监测中心与环科院对大了水质监测与评价，结果表明：朱衣河、梅为中营养，回水腹心区为轻度富营养，回水的营养状况分布为： 河口为中营养，回水腹。2005 年，，重庆市环科院对巫山县、云阳县检测结果显示，巫山县的大宁河、大溪河、汤溪河、长滩河部分河段均发生了水华现象况重庆永川区西部宝峰乡万寿山麓，流经永川入长江（见图 2.1），干流全长 94km，其中永 21.2km，占 22.6％。流域面积 727km2，其中。
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：X52
本文编号：2608187
【图文】：
生态浮床技术是一种水环境治理与水生态修复相兼顾的实用技术，其内涵是是利用植物无土栽培原理，将生态工程技术和农艺技术结合起来，以浮床作为载体，人工把高等水生植物或改良陆生植物种植到水面，通过植物根部的吸收、吸附和根际微生物对污染物的分解、矿化等作用，削减富营养化水体中的氮、磷等营养物质和有机物，抑制藻类生长，净化水质，恢复良好的水生生态系统，是一种有效的水体原位修复和控制技术，已被广泛应用于湖泊、河道、水库等污染水体的生态治理[57-65]。1.3.1 生态浮床的净化机理植物对污染水体的净化综合了吸附、沉淀、吸收、代谢、富集、浓缩等各种作用[66]。植物能吸收水体中营养物质以满足植物体本身的生长发育需要。水生植物发达的根系与水体接触面积大，可以形成密集的过滤层，当水流通过时，可以过滤掉水体中的污染物质，在其表面进行离子交换、吸附、沉淀等，不溶性胶体被根系黏附和吸附，凝集的菌胶团把悬浮性的有机物和新陈代谢的产物沉降下来，使周围的水体变得澄清。图 1.2 为植物净化污水的概念图。
场调查结果显示，大宁河回水段总体营养级势，大溪河、抱龙河和神女溪回水段的部分2004 年，重庆市环境监测中心与环科院对大了水质监测与评价，结果表明：朱衣河、梅为中营养，回水腹心区为轻度富营养，回水的营养状况分布为： 河口为中营养，回水腹。2005 年，，重庆市环科院对巫山县、云阳县检测结果显示，巫山县的大宁河、大溪河、汤溪河、长滩河部分河段均发生了水华现象况重庆永川区西部宝峰乡万寿山麓，流经永川入长江（见图 2.1），干流全长 94km，其中永 21.2km，占 22.6％。流域面积 727km2，其中。
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：X52
【引证文献】
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1 许学鹏;三峡水库初期蓄水对嘉陵江下游及河口段水体富营养化影响研究[D];重庆大学;2011年
本文编号：2608187
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