城市河道硫对内源磷环境行为及其生物有效性的影响研究
发布时间：2021-07-29 22:47
城市黑臭河道治理后呈现的“水华”问题日益受到重视,水体中较高的磷营养盐含量是引起这一问题的重要因素。硫作为水圈地球化学循环的重要生源要素,含量往往高于磷营养盐1-2个数量级,其对内源磷环境行为的影响作用不容忽视。本论文系统研究了不同浓度硫以及不同形态硫对城市河道内源磷行为的影响,解析了硫、磷在泥-水界面的迁移转化规律,并在此基础上开展硫驱动的内源磷释放的生物有效性探讨,为丰富“硫驱动的富营养化”理论以及有效解决城市河道治理后水华治理难题提供理论依据和技术支撑。本文主要研究结果为:（1）通过不同浓度硫对内源磷环境行为的影响研究发现,还原态硫引起的释磷过程有阶段性特点,第一阶段主要为化学释磷,释磷强度与Na2S浓度（16mM）成正比,6mM Na2S释磷最强,沉积物FeSx的生成量与Na2S浓度呈显著正相关,说明这一阶段释磷以S2-还原金属结合态磷生成FeSx的化学过程为主。第二阶段S2-部分被氧化为SO4...
【文章来源】：华东师范大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：104 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
淡水沉积物内源硫循环主要过程示意图
华东师范大学硕士学位论文第二章实验材料与方法9第二章实验材料与方法2.1研究对象本研究定位于经治理后的城市黑臭河道，在2015年“水十条”颁布后，上海市普陀区桃浦镇的里店浦经黑臭治理后，出现了二次富营养化的情况，在图2-1中的星标位置采集底泥和对应的上覆水用于实验。图2-1取样点位置Figure2-1Samplingsitelocation采样点上覆水pH为6.9~7.1，沉积物AVS含量为4184.9±10.87mg/kg，沉积物总磷含量为7855±20.4mg/kg，上覆水和间隙水的基本理化指标见表2-1。表2-1里店浦本底理化指标（单位：mg/L）Table2-1PhysicochemicalpropertiesofLiDianRiver（Unit：mg/L）项目TPPO43-SO42-S2-Fe2+TFeDO上覆水0.4270.31997.24±2.80.10±0.000.1691.2029.8间隙水2.349±0.0021.48139.082±1.560.67±0.0100.3740.5800.152.2研究方法2.2.1不同硫浓度对内源磷行为的影响研究氧化态硫酸盐和还原态硫离子是主要的两种硫形态类别，根据城市河道本底值结合预实验的实验结果，确定浓度梯度，分氧化态硫和还原态硫两部分探究不
华东师范大学硕士学位论文第二章实验材料与方法10同浓度硫对内源磷环境行为的影响。氧化态硫酸盐和还原态硫离子分别由Na2SO4和Na2S·9H2O提供。还原态硫的浓度设置分别为：1mMNa2S、2mMNa2S、4mMNa2S和6mMNa2S；氧化态硫的浓度设置分别为：2mMNa2SO4、4mMNa2SO4、6mMNa2SO4和8mMNa2SO4，每个工况设置两个平行样。沉积物和上覆水的体积比为1:3，黑纸包裹避光处理，置于圆柱容器（图2-2），在实验室静置3天后开始取样测定，整个实验过程是在恒温培养箱中开展。图2-2实验装置示意图Figure2-2Experimentalsetupdiagram硫酸钠均匀溶于上覆水，硫化钠则考虑到易被氧化的问题加入泥水界面。上覆水用针管取样，且每次取样后不再添加新鲜上覆水；为避免对体系造成较大扰动，将针管插入泥水界面下，抽取泥水混合液进行离心获取间隙水。2.2.2不同硫形态对内源磷行为的影响研究在2.2.1的研究基础上以2mM（以S计）作为统一浓度值，选取6种常见的硫/硫化合物探究不同形态硫对内源磷环境行为的影响，实验装置如图2-2。设置7组工况：空白对照组（无添加）、硫酸钠组（投加2mMNa2SO4）、硫化钠组（投加2mMNa2S）、硫代硫酸钠组（投加1mMNa2S2O3），硫单质组（投加2mMS0）、硫化亚铁组（投加2mMFeS），黄铁矿组（投加1mMFeS2），另外设置3mMNa2S2O3、10mMFeS和10mMFeS2作为浓度对照，其中黄铁矿是选购自湖南矿区的天然黄铁矿，经XRD分析验证其纯度高于90%。
本文编号：3310202
【文章来源】：华东师范大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：104 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
淡水沉积物内源硫循环主要过程示意图
华东师范大学硕士学位论文第二章实验材料与方法9第二章实验材料与方法2.1研究对象本研究定位于经治理后的城市黑臭河道，在2015年“水十条”颁布后，上海市普陀区桃浦镇的里店浦经黑臭治理后，出现了二次富营养化的情况，在图2-1中的星标位置采集底泥和对应的上覆水用于实验。图2-1取样点位置Figure2-1Samplingsitelocation采样点上覆水pH为6.9~7.1，沉积物AVS含量为4184.9±10.87mg/kg，沉积物总磷含量为7855±20.4mg/kg，上覆水和间隙水的基本理化指标见表2-1。表2-1里店浦本底理化指标（单位：mg/L）Table2-1PhysicochemicalpropertiesofLiDianRiver（Unit：mg/L）项目TPPO43-SO42-S2-Fe2+TFeDO上覆水0.4270.31997.24±2.80.10±0.000.1691.2029.8间隙水2.349±0.0021.48139.082±1.560.67±0.0100.3740.5800.152.2研究方法2.2.1不同硫浓度对内源磷行为的影响研究氧化态硫酸盐和还原态硫离子是主要的两种硫形态类别，根据城市河道本底值结合预实验的实验结果，确定浓度梯度，分氧化态硫和还原态硫两部分探究不
华东师范大学硕士学位论文第二章实验材料与方法10同浓度硫对内源磷环境行为的影响。氧化态硫酸盐和还原态硫离子分别由Na2SO4和Na2S·9H2O提供。还原态硫的浓度设置分别为：1mMNa2S、2mMNa2S、4mMNa2S和6mMNa2S；氧化态硫的浓度设置分别为：2mMNa2SO4、4mMNa2SO4、6mMNa2SO4和8mMNa2SO4，每个工况设置两个平行样。沉积物和上覆水的体积比为1:3，黑纸包裹避光处理，置于圆柱容器（图2-2），在实验室静置3天后开始取样测定，整个实验过程是在恒温培养箱中开展。图2-2实验装置示意图Figure2-2Experimentalsetupdiagram硫酸钠均匀溶于上覆水，硫化钠则考虑到易被氧化的问题加入泥水界面。上覆水用针管取样，且每次取样后不再添加新鲜上覆水；为避免对体系造成较大扰动，将针管插入泥水界面下，抽取泥水混合液进行离心获取间隙水。2.2.2不同硫形态对内源磷行为的影响研究在2.2.1的研究基础上以2mM（以S计）作为统一浓度值，选取6种常见的硫/硫化合物探究不同形态硫对内源磷环境行为的影响，实验装置如图2-2。设置7组工况：空白对照组（无添加）、硫酸钠组（投加2mMNa2SO4）、硫化钠组（投加2mMNa2S）、硫代硫酸钠组（投加1mMNa2S2O3），硫单质组（投加2mMS0）、硫化亚铁组（投加2mMFeS），黄铁矿组（投加1mMFeS2），另外设置3mMNa2S2O3、10mMFeS和10mMFeS2作为浓度对照，其中黄铁矿是选购自湖南矿区的天然黄铁矿，经XRD分析验证其纯度高于90%。
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