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水源水库沉积物多相界面污染物迁移转化与污染控制研究

发布时间:2020-12-04 08:34
  沉积物内源污染是水源水库面临的突出问题。沉积物多相界面是内源污染发生的重要环境边界层。本文针对水源水库多相界面高静水压、低溶解氧、低温、贫营养等多重特性,采用现场调查与实验室模拟相结合的方法,探讨了多相界面氮及溶解性有机物(DOM)循环转化释放规律及不同静水压对该多相界面过程的动态调控过程。在此基础上,分别采用扬水曝气强化化学稳定(原位稳定化处理P、Fe、Mn等)和覆盖填料结合固定化功能微生物(降低沉积物氮及有机污染负荷)的方法初步探索了适合于水源水库沉积物原位污染控制的方法与技术。研究得到以下主要结论:(1)水源水库氮、磷赋存形态、稳定性及对多相界面循环转化释放贡献研究结果表明:沉积物中铁/铝-磷(Fe/Al-P)是多相界面PO43-释放的最主要来源;离子交换态氮(IEF-N),弱酸提取态氮(WAEF-N)和强氧化剂提取态氮SOEF-N是多相界面体系沉积物氮释放的主要来源。SOEF-N是可转化态氮优势存在形态,WAEF-N次之;结合能力最弱、最易释放进入上覆水体的IEF-N所占比例最少。三种无机提取态可转化态氮,均以NH4

【文章来源】:西安建筑科技大学陕西省

【文章页数】:169 页

【学位级别】:博士

【文章目录】:
摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 课题研究背景及其理论与实际意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 水体-沉积物-微生物多相界面结构模式
        1.2.2 氮的多相界面循环转化研究现状
        1.2.3 静水压对微生物群落结构多样性影响研究进展
        1.2.4 沉积物原位污染控制技术
        1.2.5 目前有关多相界面污染物迁移转化过程及原位修复研究存在主要问题及突破关键
    1.3 课题主要研究内容及研究技术路线
        1.3.1 课题主要研究内容
        1.3.2 研究思路与技术路线
2 水源水库沉积物中氮磷赋存形态、稳定性分析及对多相界面循环转化释放的贡献
    2.1 引言
    2.2 水源水库沉积物中磷赋存形态及分布特征分析
        2.2.1 研究地区概况
        2.2.2 实验材料与方法
        2.2.3 结果与分析
        2.2.4 小结
    2.3 水源水库沉积物中氮赋存形态及稳定性研究
        2.3.1 实验材料与方法
        2.3.2 结果与分析
        2.3.3 小结
    2.4 水源水库沉积物中氮磷赋存形态对多相界面循环转化释放贡献研究
        2.4.1 实验材料与方法
        2.4.2 结果与分析
        2.4.3 小结
    2.5 本章小结
3 多相界面氮及溶解性有机物(DOM)循环转化释放特性研究
    3.1 引言
    3.2 主要实验仪器与方法
        3.2.1 主要实验仪器
        3.2.2 主要测试方法
        3.2.3 数据处理
    3.3 强化充氧对多相界面氮及溶解性有机物(DOM)循环转化及释放特性影响研究
        3.3.1 实验材料与方法
        3.3.2 结果与分析
        3.3.3 小结
    3.4 多相界面反硝化限制性因素实验研究
        3.4.1 实验材料与方法
        3.4.2 结果与分析
        3.4.3 小结
    3.5 多相界面微环境气体产物初步分析
        3.5.1 实验材料与方法
        3.5.2 结果与分析
        3.5.3 小结
    3.6 本章小结
4 不同静水压对多相界面氮及有机物转化过程的影响
    4.1 引言
    4.2 主要实验仪器与测试方法
        4.2.1 主要实验仪器
        4.2.2 主要测试方法
        4.2.3 数据处理
    4.3 基于不同方法对水源水库微生物群落结构多样性分析
        4.3.1 采样点概况
        4.3.2 实验材料与测试分析方法
        4.3.3 测试结果与对比分析
        4.3.4 小结
    4.4 现场采样:微生物群落结构及功能特征对静水压及沉积物上覆水其它理化性质的响应
        4.4.1 采样点概况
        4.4.2 实验材料与方法
        4.4.3 结果与分析
        4.4.4 小结
    4.5 实验室模拟:不同静水压对多相界面氮及有机物循环转化的影响
        4.5.1 实验材料与方法
        4.5.2 结果与分析
        4.5.3 小结
    4.6 本章小结
5 水源水库沉积物原位污染控制方法初步研究
    5.1 引言
    5.2 磷及金属铁、锰的原位稳定化处理技术方法
        5.2.1 专利技术介绍
        5.2.2 小试模拟实验处理效果
        5.2.3 处理机理探讨
        5.2.4 小结
    5.3 固定化高效功能微生物活性填料覆盖技术原位修复沉积物氮及有机物污染技术研究
        5.3.1 技术简介
        5.3.2 小试模拟实验污染控制效果
        5.3.3 污染控制机理探讨
        5.3.4 小结
    5.4 本章小结
6 结论、建议与展望
    6.1 研究特色与创新性成果
    6.2 主要研究成果及结论
        6.2.1 沉积物中氮磷赋存形态、稳定性分析及对多相界面循环转化释放贡献研究
        6.2.2 多相界面氮及溶解性有机物(DOM)循环转化释放特性研究
        6.2.3 高静水压对多相界面氮及有机物转化过程的影响研究
        6.2.4 水源水库沉积物原位污染控制方法初步研究
    6.3 建议与研究展望
致谢
参考文献
博士学习期间获得的科技成果


【参考文献】:
期刊论文
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博士论文
[1]黄土高原枸杞根际微生态特征及其共生真菌调控宿主生长与耐旱响应机制[D]. 张海涵.西北农林科技大学 2011
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[5]城市河流底泥污染与原位稳定化研究[D]. 孙远军.西安建筑科技大学 2009
[6]山区水库氮污染行为与控制技术研究[D]. 高增文.中国海洋大学 2008
[7]扬水曝气水源水质改善技术研究[D]. 丛海兵.西安建筑科技大学 2007

硕士论文
[1]水体沉积物中污染物释放及其多相界面过程研究[D]. 柴蓓蓓.西安建筑科技大学 2008
[2]典型海区反硝化作用及影响因素研究[D]. 王晓东.中国海洋大学 2007
[3]西沥水库内源污染及其控制[D]. 袁文权.清华大学 2004



本文编号:2897292

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