水体底泥中磷的吸附-解吸研究进展解读
底泥中磷的吸附-解吸特性研究进展
其 含量 进 行 测定 对 于解 释 湖 泊 富营 养 化 问题 、研 究 水 体 中磷 的 循 环 、迁 移转化 、生态 效应等 行 为都 具有 重要 意义 。 底 泥 中磷 的形态 会 由于受 到 很 多 因素 的影 响而 发 生 改变 ，如 湖 泊 与水 库 的地 理 位 置 、外 源污 染 负 荷 、周 边 居 民的 生产 、生 活 方 式 ，流 域 土壤 背 景 ，水 体 污染 的程度 及 其 水化 学 性 质 ，如 ｐ 、 Ｈ
［】 Ｇ ｃ ｅ ， ， ｃ ｅ ， ． ． ｈ ｒ １ ｏ ｍ ｃ ｏ ｒ ａ ｍ ４ ａ ｈ ｒ Ｒ Ｍ ｙ ｒ Ｊ Ｓ Ｔ ｅ ｏ ｅ ｆ ｉ ｒ ｏ ｇ ｎｉ ｓ ｓ 粒 吸 附 ，被 吸 附 的这 些 磷酸 盐 在 空 隙水 中 的磷 释 放 以后 ，便 会 通 ｎ ｂ¨ ｚ ｉ ｌ ａｎ ｘ ｏ ｏ ｐ ｓ ｈｏ ｕｓ ｎ ｅ ｍｅ ｓ 过 解吸 反 应再 补充 到 空隙 水 中去 。 （ ）铁氧 化物 解 吸 ，即 在底 泥 ｉ ｍｏ ｉ ａｔ Ｏｌ ｄ ｆｉ ａｔｉ ｎ ｆ ｈｏ ｐ ｒ ｉ ｓ ｄｉ ｎｔ ． ２ Ｈ ｄｒ ｂｉ ｏ ａ ９ ，２ ， ０３ ２１ ｙ ｏ ｏ１ ｇｉ １ ９３ ５３ １ —１ ． 中 特 别 是表 层 底 泥 ，大 多 数磷 酸 盐 以 非 晶质 或短 序 络 合物 形 态 呈 ［ 】 Ｐ ｎ ， ． ， ｕ ｒ Ｍ Ｔ， ａ ０ｒ ａ ， ． ． Ｋ ｉ ｎ Ｋ ． ５ ｅ ｎＭ ＲＡ ｅ， ． Ｖ ｎ ｍ ｎ Ｅ Ｌ ， ｏｒ ｅ Ｊ ｅ 共 价键 形 式 结 合 ，这 些 络 合物 与 水合 铁 氧 化 矿物 的成 分有 关 ，与 ｇｅｎｅｓ ｉｓ ａ ｎ ｅ ａｋ ｍｅｎｔｓ： 其 他形 态 的磷 相 比稳 定 性差 ， 因此 ， 当环 境 中 的氧 化 条件 被 改 变 Ｊ．．ＰｈｏｓＰｈｏｒｕｓ ｄ ｉ ｉ ｌ ｓｅｄ ｉ ｎｖｅｓｔｉ ｏｎｓ ｎｇ ａｃｔｉ ｏｎ ｅｃｈ ｎｉ ｑｕｅｓ ．Ｍａｒ ． 时 ，底 泥 中 的磷 极 易 被 释 放 ， 同 时也 能将 Ｆ ” 过还 原 作 用 变 为 ｉ ｇａｔｉ ｕｓｉ ｆｒ ｏｎａｔｉ ｔ ｅ通 Ｆｒ ｈｗ ｅ Ｒｅ ．１ ９ ４ ，８ —９ ． ｅｓ ａｔ ｒ ｓ ９ ５， ６ ９ ９ Ｆ ，从而 使 被 氧化 铁 束 缚 的磷 被释 放 出来 。 （ ）通 过底 泥 扰 动 ｅ ３ 【 】 Ｈ ｅ ｔ ｅ ， ． ． ， ｉ ｋ ｅｌ ， ． Ｆ ａ ｔ Ｏ Ｒ ｉ ｎ ｆ ６ ｉ ｌ ｊ ｓ Ａ Ｈ Ｍ Ｌ ｌ ｌ Ｌ ， ｒ ｃ ｉ ｎ ｔ ｏ ０ Ｊ ｌ ａ 会 使分 层 氧 化带 之 下 的孔 隙 中 的溶 解磷 在 水 体 中被释 放 出来 ｕ 。 ｎ ｇ ｃ ｈ ｐ ｏｒ ｓ ｎ ａｌ ｒ ｕｓ ｅ ｍｅ ｎｖｉ ｎ． ｓ ｒ 还 有 一些 研 究 认 为 ，鳌 合 剂 能将 矿物 态 磷 溶 解 。 由于 在磷 酸 盐 矿 ｉ ｏｒ ａｎｉ ｐ ｏｓ ｈ ｕ ｉ ｃ ｃａ ｅｏ ｓ ｄｉ ｎｔ ．Ｊ Ｅ ｏ Ｑ ａ ， ９ ０ ８ １ ０ １ ２ ｕ ｌ １ ８ ， ， － ． ３ ３ 物 中所 含 的铁 、铝 、钙 、镁 等 阳 离 子 ，都 极 有可 能形 成络 合 物 ， ［］ 秦伯 强 ， ７ 朱广伟 ， 张路 ， ． 等 大型 浅水 湖 泊沉 积 物 内院 营养 并 且容 易和 具 有鳌 合 跟 络合 能力 的 阴离 子 相 结合 ，从 而释 放 出底 以太 湖 为例 ． 中国科 学 （辑 ） ２ ０， ５ Ｄ ． ５ ３ ０ 泥 中被 固定 的 磷酸 根 离 子 。在 还 原条 件 下 ， 了解 有 机 质分 解 的 多 盐释 放 模 式 及 其估 算 方 法一 增 Ｉ）： ３ ４ ． ３ － ４ 少 是十 分 必 要 的 ， 因为 一 旦有 机 质分 解 的 不 完全 ，则 会产 生 许 多 （ 刊 Ｉ
磷吸杂原理及过程
磷吸附是指磷元素在土壤或水体中被吸附到固体表面的过程。
磷是一种重要的营养元素，但过量的磷会导致水体富营养化，引发藻类过度生长等环境问题。
因此，磷吸附是一种重要的环境修复和水质管理手段。
磷吸附的原理主要涉及两个方面：吸附剂的性质和磷的形态。
1. 吸附剂的性质：吸附剂通常是土壤或水体中的固体颗粒，如矿物质、有机质等。
吸附剂的性质包括表面电荷、表面积、孔隙结构等。
正电荷的吸附剂表面有利于吸附磷，因为磷酸根离子（PO4-）带有负电荷，与正电荷相互吸引。
表面积和孔隙结构较大的吸附剂有更多的吸附位点，能够吸附更多的磷。
2. 磷的形态：磷在水体中存在多种形态，包括无机磷和有机磷。
无机磷主要包括磷酸盐、磷酸和亚磷酸等，有机磷主要是有机物中的磷酸酯。
不同形态的磷对吸附剂的亲和力不同。
一般来说，无机磷比有机磷更容易被吸附。
磷吸附的过程可以分为两个阶段：吸附和解吸。
1. 吸附：磷在水体中以磷酸根离子（PO4-）的形式存在，
当磷酸根离子接近吸附剂表面时，会与吸附剂表面的正电荷相互吸引，发生吸附。
吸附过程中，磷酸根离子与吸附剂表面形成化学键或物理吸附，将磷固定在吸附剂表面。
2. 解吸：磷吸附是一个动态平衡过程，吸附的磷也可以从吸附剂表面解吸出来。
解吸过程受到环境条件的影响，如pH 值、温度等。
当环境条件发生变化时，吸附的磷可以重新溶解到水体中。
总的来说，磷吸附是一个复杂的过程，受到吸附剂性质和磷的形态等因素的影响。
研究磷吸附的原理和过程有助于理解磷在环境中的行为，为磷的环境修复和水质管理提供科学依据。
泥沙对磷的吸附及解吸研究进展
第４４卷㊀第４期２０１８年８月环境保护科学ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅＶｏｌ.４４㊀Ｎｏ.４Ａｕｇ.２０１８ꎬ４９~５３收稿日期:２０１８－０２－１０基金项目:国家自然科学基金资助项目(５１６０９０２８)ꎻ重庆市研究生科研创新项目(ＣＹＳ１７２１４㊁ＣＹＳ１６１８２)资助作者简介:李㊀旺(１９９４－)ꎬ男ꎬ硕士ꎮ研究方向:河流动力学ꎮＥ－ｍａｉｌ:４１０３４６８２８＠ｑｑ.ｃｏｍ通信作者:李振亮(１９８１－)ꎬ男ꎬ副教授ꎮ研究方向:环境工程ꎮＥ－ｍａｉｌ:ｚｈｅｎｌｉａｎｇｌｉ＠１６３.ｃｏｍ泥沙对磷的吸附及解吸研究进展李㊀旺１ꎬ祖㊀波１ꎬ李振亮２ꎬ王㊀军１(１.重庆交通大学国家内河航道整治工程技术研究中心环境水利工程重庆市工程试验室ꎬ重庆㊀４０００７４ꎻ２.重庆市环境科学研究院ꎬ重庆㊀４０００７４)㊀㊀摘㊀要:文章对近年来国内外有关磷在泥沙中的吸附及解吸研究作了总结ꎬ主要从泥沙吸附机制㊁数学模拟在吸附及解吸中的应用㊁磷在泥沙中吸附及解吸的影响因素３个方面阐述了泥沙与磷的相互关系ꎬ并指出了现有研究的不足ꎬ提出了未来的发展方向ꎮ关键词:磷的吸附ꎻ磷的解吸ꎻ研究进展㊀㊀中图分类号:Ｘ５２２㊀㊀㊀㊀㊀㊀文献标志码:Ａ㊀㊀㊀㊀㊀㊀ＤＯＩ:１０.１６８０３/ｊ.ｃｎｋｉ.ｉｓｓｎ.１００４－６２１６.２０１８.０４.００８ＲｅｓｅａｒｃｈＰｒｏｇｒｅｓｓｏｆＡｄｓｏｒｐｔｉｏｎａｎｄＤｅｓｏｒｐｔｉｏｎｏｆＰｈｏｓｐｈａｔｅｉｎＳｅｄｉｍｅｎｔＬｉＷａｎｇ１ꎬＺｕＢｏ１ꎬＬｉＺｈｅｎｌｉａｎｇ２ꎬＷａｎｇＪｕｎ１(１.ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌａｎｄＨｙｄｒａｕｌｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＣｈｏｎｇｑｉｎｇＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＬａｂｏｒａｔｏｒｙꎬＮａｔｉｏｎａｌＩｎｌａｎｄＷａｔｅｒｗａｙＲｅｇｕｌａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒꎬＣｈｏｎｇｑｉｎｇＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬＣｈｏｎｇｑｉｎｇ４０００７４ꎬＣｈｉｎａꎻ２.ＣｈｏｎｇｑｉｎｇＭｕｎｉｃｉｐａｌＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｃｉｅｎｃｅＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅꎬＣｈｏｎｇｑｉｎｇ４０００７４ꎬＣｈｉｎａ)㊀㊀Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒꎬｒｅｃｅｎｔｄｏｍｅｓｔｉｃａｎｄｆｏｒｅｉｇｎｓｔｕｄｉｅｓｒｅｌａｔｅｄｔｏａｄｓｏｒｐｔｉｏｎａｎｄｄｅｓｏｒｐｔｉｏｎｏｆｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓｉｎｓｅｄｉｍｅｎｔｗｅｒｅｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ.Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓａｎｄｓｅｄｉｍｅｎｔｗａｓｉｌｌｕｓｔｒａｔｅｄｆｒｏｍｔｈｅａｓｐｅｃｔｓｏｆａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍꎬａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｉｎａｄｓｏｒｐｔｉｏｎａｎｄｄｅｓｏｒｐｔｉｏｎꎬａｎｄｆａｃｔｏｒｓａｆｆｅｃｔｉｎｇｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓａｄｓｏｒｐｔｉｏｎａｎｄｄｅｓｏｒｐｔｉｏｎｉｎｓｅｄｉｍｅｎｔ.Ｄｅｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｔｈｅｅｘｉｓｔｉｎｇｒｅｓｅａｒｃｈｗａｓｐｏｉｎｔｅｄｏｕｔａｎｄｆｕｔｕｒｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄ.㊀㊀Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ＰｈｏｓｐｈｏｒｕｓＡｄｓｏｒｐｔｉｏｎꎻＰｈｏｓｐｈｏｒｕｓＤｅｓｏｒｐｔｉｏｎꎻＲｅｓｅａｒｃｈＰｒｏｇｒｅｓｓＣＬＣｎｕｍｂｅｒ:Ｘ５２２㊀㊀磷是水体生态系统中一种重要的生源要素ꎬ为藻类㊁鱼类等水生生物提供营养ꎬ同时它又是造成水体富营养化的关键因子[１]ꎮ磷在水体中以颗粒态和溶解态存在ꎬ有研究表明[２－３]ꎬ水体中８０％~９０％的磷都以颗粒态的形式吸附在泥沙颗粒表面ꎮ这也正是磷与其他污染物不同的地方ꎬ磷对泥沙表面具有很强的亲和性[４]ꎬ泥沙对于磷来说ꎬ起到了 汇 的作用ꎬ这些颗粒态磷会随水流扩散迁移ꎬ当下游的水动力条件或其他水体环境因素(如温度㊁ｐＨ㊁金属离子等)改变时ꎬ富集在泥沙颗粒上的磷就会释放[５]ꎬ从而造成二次污染ꎮ另一方面ꎬ我国河道㊁库区泥沙淤积状况严重ꎬ这种多孔泥沙絮体比表面积很大ꎬ对于磷等污染物的吸附力极强ꎬ而且多数絮体不稳定ꎬ外界条件改变易引起絮体破碎ꎬ从而释放出大量溶解态磷ꎻ同时ꎬ磷吸附在泥沙颗粒表面后反过来又会对泥沙颗粒的絮凝特性造成影响ꎬ因此加快研究磷的吸附解吸规律及磷与泥沙颗粒的相互关系十分重要ꎮ１㊀泥沙吸附机制吸附过程主要可以分为７类:①物理吸附ꎬ②化学吸附ꎬ③选择吸附ꎬ④分子吸附ꎬ⑤交换吸附ꎬ⑥专性吸附ꎬ⑦非专性吸附[６]ꎮ目前多数研究认为ꎬ水体中泥沙对于污染物的吸附方式主要是３类:①物理吸附:这种类型的吸附通常发生在中性分子中ꎬ颗粒通过范德华力的作用吸附周围物质ꎬ它与泥沙的表面能和比表面积有关ꎬ高表面能和高比表面积有利于物理吸附的进行ꎻ②化学吸附:５０㊀环境保护科学第４４卷㊀由于泥沙具有双电层特性[７]ꎬ可通过某些电化学作用与周围物质建立链接ꎬ需要较高的活化能ꎻ③交换吸附:也叫配位吸附ꎬ颗粒从水体中吸附某种基团ꎬ同时释放原有基团ꎬＢｈａｔｔｉｅｔａｌ[８]通过对磷酸盐在土壤中的吸附研究指出这种基团替换主要是磷酸根与颗粒中的－Ｈ２Ｏ和－ＯＨ基团交换ꎮ一般来说ꎬ物理吸附在较低的活化能条件下就可以进行ꎬ因而吸附速度很快ꎬ而化学吸附和交换吸附由于涉及化学键的形成等化学反应ꎬ需要较高的活化能才可以进行ꎬ因此相对于物理吸附来说ꎬ反应滞后且吸附速度较慢[９]ꎬ这也在试验中得到了验证ꎬ秦宇等[１０]试验研究不同粒径泥沙颗粒对磷吸附的影响ꎬ发现四种粒径泥沙溶液中溶解态磷浓度的变化趋势一致ꎬ均能在３ｈ内快速下降到瓶颈值ꎬ随后再缓慢下降ꎮ夏波[１１]的研究结果也发现了同样的规律ꎮ因此可以认为ꎬ泥沙颗粒对于磷的吸附是先以快速的物理吸附为主ꎬ随后向缓慢的化学吸附及配位吸附过度ꎬ最终达到平衡ꎮ肖洋[１２]试验研究也指出ꎬ泥沙对磷的吸附分为快速吸附和慢速吸附两个阶段ꎬ在开始的２ｈ快吸时段内泥沙对磷的吸附量可达到２４ｈ吸附量的９０％ꎬ且解吸也有相似的规律ꎮ曹志洪等[１３]发现泥沙对颗粒态磷的解吸能力很强ꎬ并将其解吸动力学曲线分成３部分ꎬ第一部分为以物理吸附的磷的解吸为主的快速解吸区ꎬ第二部分是以反应较慢的化学吸附和配位吸附的磷的解吸为主的慢速解吸区ꎬ第三部分则是平衡区域ꎮ另外ꎬ吸附－解吸过程并非可逆的ꎬ被吸附的磷并不能完全解吸ꎬ一般来说ꎬ单位质量泥沙对磷的平衡吸附量约为平衡解吸量的２~４倍[１２]ꎮ２㊀吸附模型及应用在目前主流研究中ꎬ为了定量地描述泥沙对磷的吸附及解吸过程ꎬ分析磷等污染物在水沙两相间的相应系数及其分配量ꎬ多采用动力学模型和热力学模型结合的方式对数据进行拟合[１４]ꎮ２ １㊀吸附解吸动力学模型吸附动力学的研究主要通过动力学模型对数据进行拟合ꎬ得出吸附剂吸附溶质的速率快慢ꎬ确定吸附－解吸达到平衡的时间ꎬ从而探讨其吸附机理[１５]ꎮ目前用来模拟泥沙吸附解吸磷应用最多的是准一级动力学模型和准二级动力学模型ꎮ２ １ １㊀准一级动力学模型㊀准一级动力学模型主要采用Ｌａｇｅｒｇｒｅｎ方程[１６]来计算:ｄＱｔｄｔ＝ｋ１(Ｑｅ－Ｑｔ)㊀㊀式中:Ｑｅ为平衡吸附量ꎻＱｔ为ｔ时刻的吸附量ꎬｍｇ/ｇꎻｔ为反应时间ꎬｈꎻｋ１为准一级反应动力学速率常数ꎬｍｉｎ－１ꎮ根据微分边界条件ꎬ对上式从ｔ＝０到ｔ>０(Ｑ＝０到Ｑ>０)进行积分ꎬ可以得到:Ｑｔ＝Ｑｅ(１－ｅ－ｋ１ｔ)２ １ ２㊀准二级动力学模型㊀准二级动力学模型可以用ＭｃＫａｙ方程描述ꎬ它的动力学方程表达式[１７－１８]主要建立在化学反应或化学吸附基础上:ｄＱｔｄｔ＝ｋ２(Ｑｅ－Ｑｔ)２㊀㊀式中:Ｑｅ为平衡吸附量ꎻＱｔ为ｔ时刻的吸附量ꎬｍｇ/ｇꎻｔ为反应时间ꎬｈꎻｋ２为准二级反应动力学速率常数ꎬｍｉｎ－１ꎮ同样ꎬ根据微分边界条件ꎬ对上式从ｔ＝０到ｔ>０(Ｑ＝０到Ｑ>０)进行积分ꎬ可以得到:Ｑｔ＝Ｑ２ｅｋ２ｔ１＋Ｑｅｋ２ｔ２ ２㊀等温吸附模型等温吸附模型同样是对吸附过程进行拟合ꎬ通过吸附等温线来描述在恒温条件下ꎬ吸附平衡后吸附剂的吸附量与溶质浓度的关系ꎬ即在相同温度条件下多个吸附试验结果的概括ꎬ这样可以了解到溶质和吸附剂之间相互作用的强弱ꎬ并在一定程度上对吸附机理进行解释ꎮ目前常用的吸附等温模型有３种:Ｌａｎｇｍｕｉｒ吸附等温模型㊁Ｆｒｅ￣ｕｎｄｌｉｃｈ吸附等温模型和Ｈｅｎｒｙ吸附等温模型ꎬ这３种模型尤其是Ｌａｎｇｍｕｉｒ模型具有良好的适用性ꎬ得到了广泛的使用[１９－２０]ꎬ并且等温式不断得到各国研究者们的优化以适应各种条件下的等温吸附ꎬ如禹雪中等[２１]就基于试验数据ꎬ对传统的Ｌａｎｇｍｕｉｒ吸附等温式进行了改进ꎬ在公式中考虑了吸附过程中泥沙含量的作用ꎬ并从河流原型观测数据中得到了验证ꎮ赵旭等[２２]改进了Ｌａｎｇ￣ｍｕｉｒ㊁Ｆｒｅｕｎｄｌｉｃｈ模型ꎬ将分形理论应用到模型中ꎬ得到了很好的效果ꎮ㊀第４期李旺㊀等:泥沙对磷的吸附及解吸研究进展５１㊀２ ２ １㊀Ｌａｎｇｍｕｉｒ吸附等温模型㊀Ｌａｎｇｍｕｉｒ等温吸附方程[２３－２４]的数学表达式如下:Ｑｅ＝ＱｍＫＬｃｅ１＋ＫＬｃｅ㊀㊀式中:Ｑｅ为平衡吸附量ꎻＱｍ为最大吸附量ꎬｍｇ/ｇꎻｃｅ为平衡时溶液中磷浓度ꎬｍｇ/ＬꎻＫＬ为吸附强度ꎮ２ ２ ２㊀Ｆｒｅｕｎｄｌｉｃｈ吸附等温模型㊀Ｆｒｅｕｎｄｌｉｃｈ型吸附等温模型是一种经验模型ꎬ它基于吸附剂在多相表面上的吸附ꎬ既可以用于物理吸附ꎬ也可以用于化学吸附ꎮＦｒｅｕｎｄｌｉｃｈ吸附等温方程[２５]如下:Ｑｅ＝ＫＦｃｎｅ㊀㊀式中:Ｑｅ为平衡吸附量ꎻｍｇ/ｇꎻｃｅ为平衡时溶液中磷浓度ꎬｍｇ/ＬꎻＫＦ与ｎ是吸附性能的表征ꎬ取值范围通常在０ ２~０ ７[２６]ꎮ２ ２ ３㊀Ｈｅｎｒｙ吸附等温模型㊀Ｈｅｎｒｙ吸附等温模型应用范围较窄ꎬ只限于吸附量占形成单分子层吸附量的１０％以下ꎬ即吸附剂表面最多只能有１０％的表面被吸附质覆盖才能适用这个模型ꎮＨｅｎｒｙ公式[２７]如下:Ｑｅ＝Ｋｃｅ㊀㊀式中:Ｑｅ为平衡吸附量ꎬｍｇ/ｇꎻｃｅ为平衡时溶液中磷浓度ꎬｍｇ/ＬꎻＫ是Ｈｅｎｒｙ常数ꎮ３㊀影响磷吸附及解吸的因素影响磷吸附－解吸的主要影响因素包括３大方面:泥沙特性ꎬ如泥沙矿物种类ꎬ粒径分布ꎬ泥沙浓度ꎬ颗粒形态ꎻ环境介质条件ꎬ如水相磷浓度㊁有机物㊁ｐＨ值等ꎻ环境动力条件ꎬ如流体剪切力ꎮ３ １㊀泥沙特性沈仁芳等[２８]对黄淮海地区石灰性土壤对磷的吸附性进行了对比研究ꎬ影响其吸附磷能力的主要因素是土壤粘粒含量和ＣａＣＯ３含量ꎻ李洁等[２９]探讨了沸石㊁麦饭石㊁河沙及陶粒４种矿物材料对磷的吸附特性ꎬ发现沸石对磷的吸附率最高ꎬ达５９％ꎬ河沙在酸性条件下吸附效果较好ꎬ同等条件下ꎬ４种矿物材料对磷的最大吸附量为沸石>河砂>麦饭石>陶粒ꎻ千方群等[３０]比较了凹凸棒石粘土㊁高岭土㊁膨润土和蛭石４种粘土矿物对不同程度磷污染水体的吸附净化能力ꎬ发现对于Ⅴ类水(ρ(Ｐ)＝０ ４ｍｇ/Ｌ)ꎬ高岭土的吸附净化能力最强ꎬ最高可达４０ｍｇ/ｋｇꎬ其次是凹凸棒石粘土和膨润土ꎬ蛭石的吸附净化能力较差ꎻ对于劣Ⅴ类水(ρ(Ｐ)＝１ ０ｍｇ/Ｌ)ꎬ膨润土的吸附净化能力最强(９８ｍｇ/ｋｇ)ꎬ蛭石次之ꎬ高岭土对磷的吸附量会因矿物组成不同而表现出很大差异ꎮ崔双超等[３１]取南海子湖表层沉积物ꎬ测试分析了细沙㊁极细沙㊁粉粒㊁粉粒黏粒混合物４种粒径的泥沙对磷的吸附能力ꎬ指出不同粒径的泥沙对磷的单位质量吸附量有很大不同ꎬ粉粒黏粒混合物>粉粒>细沙>极细沙ꎬ肖阳等[３２]也得出了相同的结论ꎮ一般来说ꎬ泥沙颗粒越细ꎬ其比表面积越大ꎬ吸附磷的能力也越强[３３－３４]ꎬ而对于这里细沙吸附量大于极细沙的情况ꎬ可能是由于泥沙粒径较大时ꎬ粒径对磷吸附影响降低ꎬ被其他因素取代主导地位[３５]ꎮ在泥沙浓度方面ꎬ夏波[１１]指出ꎬ泥沙浓度越低ꎬ单位质量泥沙吸附磷的能力相对越强ꎻ郭劲松等[３６]的试验结果也显示ꎬ单位质量泥沙对磷酸盐的吸附量随着泥沙浓度的增加呈递减的趋势ꎻ王晓青等[３７]也指出ꎬ总的磷吸附量随泥沙浓度升高而升高ꎬ但单位吸附量降低ꎬ且磷解吸速率与泥沙浓度呈正相关ꎮ这可能是由于泥沙浓度的增加使得颗粒间碰撞效率增大ꎬ导致解吸增多[３８]ꎮ也有一种观点提出泥沙浓度增大有助于为污染物提供更多的吸附空间ꎬ使得总吸附量增加ꎬ但是单位泥沙可利用吸附位却相对减少ꎬ导致单位泥沙磷吸附量的下降[３９]ꎮ３ ２㊀环境介质条件单位质量泥沙对磷的吸附量与水体初始磷浓度线性相关[４０]ꎬ磷平衡吸附量随水相磷初始浓度的增大而增大ꎬ且变化速度在低浓度区较大ꎬ当水相磷浓度达到一定值后ꎬ磷吸附量不再增加ꎬ趋于一定值[４１]ꎻ黄利东在试验中也发现ꎬ在高水相磷浓度下ꎬ泥沙吸附－解吸磷达到平衡只需要８ｈꎬ远少于低水相磷浓度下的５ｄ[４２]ꎮ这是由于当泥沙含量一定时ꎬ水相磷浓度的增大会增加其与泥５２㊀环境保护科学第４４卷㊀沙颗粒的接触ꎬ从而增大泥沙颗粒对磷的吸附效率及吸附量[４３]ꎮ目前ꎬ有机质对于泥沙吸附磷的影响尚无定论ꎮ部分研究指出ꎬ自然水体中的泥沙会与有机质㊁磷㊁铁㊁铝㊁铜等物质形成三元络合物ꎬ从而提高泥沙对磷的吸附能力[４４－４６]ꎮ但也有学者通过研究土壤与磷的相互关系ꎬ认为土壤中的有机质会降低一些离子的螯合作用ꎬ从而降低土壤对磷的吸附作用[４７－４８]ꎮ王晓丽等[４９]发现ꎬ当ｐＨ<６ ０时ꎬ随着ｐＨ升高ꎬ吸附量有一个稳定上升的趋势ꎬ且解吸量逐渐减少ꎻ在６<ｐＨ<９ ７的范围内ꎬ吸附较稳定ꎬ随ｐＨ升高ꎬ吸附量及吸附速率基本不变ꎻｐＨ>９ ７时ꎬ吸附量上升ꎻ而李北罡认为沉积物对磷酸盐的吸附量在ｐＨ接近中性时最大ꎬ而在酸性和碱性条件下均有所下降[５０]ꎻ刘敏等[５１]对长江河口潮滩表层沉积物对磷的吸附进行了研究ꎬ发现吸附量随ｐＨ呈 Ｕ型 变化趋势ꎮ以上试验结论的不同可能是由于未考虑水体中其他离子的影响或对沉积物表面原有颗粒态磷未作处理而引起的ꎬ在低ｐＨ下ꎬ酸性条件会促使泥沙颗粒表面原有磷的解吸ꎬ而高ｐＨ会导致溶液中生成磷酸钙㊁磷酸铝等物质从而对溶液中水相磷浓度造成影响[４９ꎬ５２]ꎮ３ ３㊀环境动力条件彭进平等[５３－５４]在环形水槽中模拟了不同流速对溶解态磷浓度的影响ꎬ得出溶解态磷浓度与水流流速有显著的正相关关系ꎻ孙小静等[５５]通过波浪水槽试验研究了波浪搅动对太湖底泥磷释放的作用ꎬ结果显示相对于弱动条件ꎬ强动条件下水体中总磷含量明显升高ꎬ且原本附着于泥沙颗粒上的颗粒态磷发生解吸ꎬ水体中溶解态磷浓度升高ꎻ夏波等[５６]通过近似均匀紊流模拟装置研究了不同紊动条件下泥沙对磷解吸的规律ꎬ同样得出解吸量及解吸速率与紊动的正相关关系ꎻ另外ꎬ紊动强度较高时ꎬ一方面会促进磷的解吸ꎬ另一方面会增加溶解态磷与泥沙颗粒的接触ꎬ而且会促进泥沙颗粒絮凝ꎬ从而增大磷的吸附量[１１]ꎮ４㊀结语文章综述了国内外近３０年来的泥沙对磷的吸附－解吸研究进展ꎬ将泥沙吸附的主要机制归为物理吸附㊁化学吸附及配位吸附３类ꎻ介绍了广泛使用的几种吸附解吸动力学模型和吸附等温模型及其应用ꎻ着重阐述了泥沙吸附－解吸磷的影响因素ꎬ将其分为泥沙特性(泥沙矿物种类ꎬ粒径分布ꎬ泥沙浓度ꎬ颗粒形态)㊁环境介质条件(水相磷浓度㊁有机物㊁ｐＨ值)及环境动力条件３大类ꎬ并对其影响机制及影响效果做了解释ꎮ根据目前的研究情况及水平ꎬ还需在以下３个方面开展进一步研究ꎮ(１)各影响因素对于泥沙对磷的吸附及解吸影响复杂ꎬ它们既相互联系又相互制约ꎬ河流水体成分复杂ꎬ条件多变ꎬ单一地研究某种因子的影响效果实际意义不大ꎬ只有尽快开展多因素耦合作用研究才能更好更全面地体现出对吸附解吸过程的影响ꎮ(２)现有泥沙吸附污染物的研究中ꎬ大多定性地描述了吸附解吸系数与各影响因素的关系ꎬ还未能建立吸附解吸系数与各影响因素统一的数学表达式ꎬ因此还需结合天然实测资料ꎬ率定不同条件及影响因素下的公式参数ꎬ建立完善的吸附动力学方程ꎮ(３)泥沙对于污染物的吸附必然离不开泥沙颗粒絮凝的影响ꎬ且矿物种类ꎬ粒径分布ꎬ泥沙浓度ꎬ颗粒形态㊁有机物㊁ｐＨ值㊁动力条件等等这些会对吸附解吸造成影响的因素同样会影响泥沙的絮凝ꎬ因此要加强河流动力学及环境科学等学科的的交叉研究ꎬ进一步加深吸附动力学在泥沙絮凝研究方面的应用ꎮ参考文献[１]张迎颖ꎬ严少华ꎬ刘海琴ꎬ等.富营养化水体生态修复技术中凤眼莲与磷素的互作机制[Ｊ].生态环境学报ꎬ２０１７ꎬ２６(４):７２１－７２８. [２]洪一平ꎬ叶㊀闽ꎬ臧小平.三峡水库水体中氮磷影响研究[Ｊ].中国水利ꎬ２００４(２０):２３－２４.[３]王晓燕ꎬ王一峋ꎬ王晓峰ꎬ等.密云水库小流域土地利用方式与氮磷流失规律[Ｊ].环境科学研究ꎬ２００３ꎬ１６(１):３０－３３. [４]ＡｐｐａｎＡꎬＷａｎｇＨ.Ｓｏｒｐｔｉｏｎｉｓｏｔｈｅｒｍｓａｎｄｋｉｎｅｔｉｃｓｏｆｓｅｄｉｍｅｎｔｐｈｏｓ￣ｐｈｏｒｕｓｉｎａｔｒｏｐｉｃａｌｒｅｓｅｒｖｏｉｒ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬ２０００ꎬ１２６(１１):９９３－９９８.[５]王㊀晶.底泥扰动下可被生物利用颗粒态磷的变化规律及其定量表征[Ｄ].苏州:苏州科技大学ꎬ２０１３.㊀第４期李旺㊀等:泥沙对磷的吸附及解吸研究进展５３㊀[６]胡康博.黄河泥沙沉积物的理化性质及其对磷的吸附行为研究[Ｄ].北京:北京林业大学ꎬ２０１１.[７]刘启贞.长江口细颗粒泥沙絮凝主要影响因子及其环境效应研究[Ｄ].上海:华东师范大学ꎬ２００７.[８]ＢｈａｔｔｉＪＳꎬＣｏｍｅｒｆｏｒｄＮＢꎬＪｏｈｎｓｔｏｎＣＴ.Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｏｘａｌａｔｅａｎｄｓｏｉｌｏｒｇａｎｉｃｍａｔｔｅｒｏｎｓｏｒｐｔｉｏｎａｎｄｄｅｓｏｒｐｔｉｏｎｏｆｐｈｏｓｐｈａｔｅｏｎｔｏａｓｐｏｄｉｃｈｏ￣ｒｉｚｏｎ[Ｊ].ＳｏｉｌＳｃｉｅｎｃｅＳｏｃｉｅｔｙｏｆＡｍｅｒｉｃａＪｏｕｒｎａｌꎬ１９９８ꎬ６２:１０８９－１０９５.[９]黄㊀敏.泥沙对总磷的吸附与释放研究及总磷含量预测[Ｄ].重庆:重庆交通大学ꎬ２０１６.[１０]秦㊀宇ꎬ王紫薇ꎬ韩㊀超.悬移质泥沙粒径对磷吸附的影响[Ｊ].中国给水排水ꎬ２０１７(７):８０－８３.[１１]夏㊀波.水体紊动对泥沙吸附解吸磷的影响研究[Ｄ].天津:天津大学ꎬ２０１２.[１２]肖㊀洋ꎬ余维维ꎬ成浩科ꎬ等.淮河中游泥沙对磷吸附/解吸规律[Ｊ].河海大学学报(自然科学版)ꎬ２０１５ꎬ４３(４):３０７－３１２. [１３]曹志洪ꎬ李庆逵.黄土性土壤对磷的吸附与解吸[Ｊ].土壤学报ꎬ１９８８ꎬ２５(３):２１８－２２６.[１４]张㊀翼.三峡库区汛期悬浮泥沙与磷的关系研究[Ｄ].重庆:重庆交通大学ꎬ２０１６.[１５]张冬梅.有机污染物在天然土壤上的吸附动力学研究[Ｄ].天津:南开大学ꎬ２００９.[１６]ＡｋｓｕＺ.Ｂｉｏｓｏｒｐｔｉｏｎｏｆｒｅａｃｔｉｖｅｄｙｅｓｂｙｄｒｉｅｄａｃｔｉｖａｔｅｄｓｌｕｄｇｅ:ｅｑｕｉｌｉｂ￣ｒｉｕｍａｎｄｋｉｎｅｔｉｃｍｏｄｅｌｌｉｎｇ[Ｊ].ＢｉｏｃｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＪｏｕｒｎａｌꎬ２００１ꎬ７(１):７９－８４.[１７]ＨｏＹＳꎬＭｃＫａｙＧ.Ｃｏｍｐｅｔｉｔｉｖｅｓｏｒｐｔｉｏｎｏｆｃｏｐｐｅｒａｎｄｎｉｃｋｅｌｉｏｎｓｆｒｏｍａｑｕｅｏｕｓｓｏｌｕｔｉｏｎｕｓｉｎｇｐｅａｔ[Ｊ].Ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎꎬ１９９９ꎬ５(４):４０９－４１７. [１８]ＨｏＹＳꎬＭｃＫａｙＧ.Ｐｓｅｕｄｏ－ｓｅｃｏｎｄｏｒｄｅｒｍｏｄｅｌｆｏｒｓｏｒｐｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｅｓ[Ｊ].ＰｒｏｃｅｓｓＢｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙꎬ１９９９ꎬ３４(５):４５１－４６５[１９]张潆元.三峡库区泥沙对磷的吸附解吸特性研究[Ｄ].北京:中央民族大学ꎬ２０１７.[２０]曹㊀琳ꎬ吉芳英ꎬ林㊀茂ꎬ等.三峡库区消落区表层沉积物磷吸附特征[Ｊ].水科学进展ꎬ２０１１ꎬ２２(１):８９－９６.[２１]禹雪中ꎬ吕平毓ꎬ彭期冬.三峡库区泥沙对磷吸附热力学试验及模型研究[Ｊ].科技导报ꎬ２００８ꎬ２６(１８):２６－２９.[２２]赵㊀旭ꎬ王毅力ꎬ郭瑾珑ꎬ等.颗粒物微界面吸附模型的分形修正－朗格缪尔(Ｌａｎｇｍｕｉｒ)㊁弗伦德利希(Ｆｒｅｕｎｄｉｌｉｃｈ)和表面络合模型[Ｊ].环境科学学报ꎬ２００５ꎬ２５(１):５２－５７.[２３]Ｓａ㊅ｇＹꎬＡｃｉｋｅｌÜꎬＡｋｓｕＺꎬｅｔａｌ.Ａｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅｓｔｕｄｙｆｏｒｔｈｅｓｉｍｕｌｔａｎｅ￣ｏｕｓｂｉｏｓｏｒｐｔｉｏｎｏｆＣｒ(ＶＩ)ａｎｄＦｅ(ＩＩＩ)ｏｎＣ.ｖｕｌｇａｒｉｓａｎｄＲ.ａｒｒｈｉ￣ｚｕｓ:ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｃｏｍｐｅｔｉｔｉｖｅａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｍｏｄｅｌｓ[Ｊ].ＰｒｏｃｅｓｓＢｉｏ￣ｃｈｅｍｉｓｔｒｙꎬ１９９８ꎬ３３(３):２７３－２８１[２４]ＷａｎｇＱＲꎬＬｉＹＣ.Ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓａｄｓｏｒｐｔｉｏｎａｎｄｄｅｓｏｒｐｔｉｏｎｂｅｈａｖｉｏｒｏｎｓｅｄｉｍｅｎｔｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｏｒｉｇｉｎｓ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｏｉｌｓａｎｄＳｅｄｉｍｅｎｔｓꎬ２０１０ꎬ１０(６):１１５９－１１７３.[２５]李㊀玲ꎬ单爱琴ꎬ蔡㊀静.粉煤灰负载壳聚糖对磷吸附的热力学研究[Ｊ].污染防治技术ꎬ２０１１ꎬ２４(２):２５－３８.[２６]付海曼ꎬ贾黎明.土壤对氮㊁磷吸附/解吸附特性研究进展[Ｊ].中国农学通报ꎬ２００９ꎬ２５(２１):１９８－２０３[２７]李㊀鑫ꎬ蒋白懿ꎬ孙志民ꎬ等.活性污泥对垃圾渗滤液吸附等温线的研究[Ｊ].辽宁化工ꎬ２０１０ꎬ３９(２):１５７－１６３.[２８]沈仁芳ꎬ蒋柏藩.黄淮海地区潮土对磷吸附与解吸特性[Ｊ].土壤ꎬ１９９３ꎬ２５(１):６８－７０.[２９]李㊀洁ꎬ陈繁荣.４种矿物材料对磷的吸附特性研究[Ｊ].安徽农业科学ꎬ２０１５(１９):２３７－２４０.[３０]干方群ꎬ周健民ꎬ王火焰ꎬ等.不同粘土矿物对磷污染水体的吸附净化性能比较.生态环境学报ꎬ２００８ꎬ１７(３):９１４－９１７.[３１]崔双超ꎬ丁爱中ꎬ潘成忠ꎬ等.不同粒径泥沙理化特性对磷吸附过程的影响[Ｊ].环境工程学报ꎬ２０１３ꎬ７(３):８６３－８６８.[３２]肖㊀洋ꎬ陆㊀奇ꎬ成浩科ꎬ等.泥沙表面特性及其对磷吸附的影响[Ｊ].泥沙研究ꎬ２０１１(６):６４－６８.[３３]周孝德ꎬ韩世平ꎬ陈惠君.环境因素对滇池底泥磷吸附的影响[Ｊ].水利学报ꎬ１９９８ꎬ(增刊):１２－１７.[３４]ＳｔｏｎｅＭꎬＭｕｄｒｏｃｈＡ.Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｐａｒｔｉｃｌｅｓｉｚｅꎬｃｈｅｍｉｓｔｒｙａｎｄｍｉｎｅｒ￣ａｌｏｇｙｏｆｒｉｖｅｒｓｅｄｉｍｅｎｔｓｏｎｐｈｏｓｐｈａｔｅａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ[Ｊ].ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＬｅｔｔｅｒｓꎬ１９８９ꎬ１０(５):５０１－５１０.[３５]袁东海ꎬ张孟群ꎬ高士祥ꎬ等.几种粘土矿物和粘粒土壤吸附净化磷素的性能和机理[Ｊ].环境化学ꎬ２００５ꎬ２４(１):７－１１. [３６]郭劲松ꎬ杨㊀程ꎬ吕平毓ꎬ等.三峡库区悬浮态泥沙对磷酸盐的吸附特性研究[Ｊ].土木建筑与环境工程ꎬ２００６ꎬ２８(６):７５－７８. [３７]王晓青ꎬ李㊀哲ꎬ吕平毓ꎬ等.三峡库区悬移质泥沙对磷污染物的吸附解吸特性[Ｊ].长江流域资源与环境ꎬ２００７ꎬ１６(１):３１－３６. [３８]暴维英ꎬ曾令庆.黄河泥沙对有毒有机物吸附特性的研究[Ｊ].人民黄河ꎬ１９９６(７):２１－２２.[３９]ＤａｖｉｓＪＡꎬＨａｙｅｓＫＦ.Ｇｅｏｃｈｅｍｉｃａｌｐｒｏｃｅｓｓａｔｍｉｎｅｒａｌｓｕｒｆａｃｅｓ[Ｍ].Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ:ＡｍｅｒｉｃａｎＣｈｅｍｉｃａｌＳｏｃｉｅｔｙꎬ１９８７.[４０]惠二青ꎬ江春波ꎬ刘德富ꎬ等.动水条件下悬浮态泥沙颗粒吸附总磷规律探讨[Ｊ].泥沙研究ꎬ２００９ꎬ(２)ꎬ３４－３９.[４１]吕平毓ꎬ黄文典ꎬ李㊀嘉.河流悬移质对含磷污染物吸附试验研究[Ｊ].水利水电技术ꎬ２００５ꎬ３６(１０):９３－９６.[４２]黄利东ꎬ柴如山ꎬ宗晓波ꎬ等.不同初始磷浓度下湖泊沉积物对磷吸附的动力学特征[Ｊ].浙江大学学报(农业与生命科学版)ꎬ２０１２ꎬ３８(１):８１－９０.[４３]郭长城ꎬ王国祥ꎬ喻国华.天然泥沙对富营养化水体中磷的吸附特性研究[Ｊ].中国给水排水ꎬ２００６ꎬ２２(９):１０－１３.[４４]ＳｃｈｎｉｔｚｅｒＭꎬＫｈａｎＳＵ.Ｈｕｍｉｃｓｕｂｓｔａｎｃｅｓｉｎｔｈｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ[Ｍ].ＮｅｗＹｏｒｋ:ＭａｒｃｅｌＤｅｋｋｅｒꎬ１９７２.[４５]黄锦叙.腐殖酸－Ｃｕ络合物的超滤膜分离规律及膜污染特性研究[Ｄ].广东:中山大学ꎬ２００８.[４６]ＳａｈＲＮꎬＭｉｋｋｅｌｓｅｎＤＳ.Ｅｆｆｅｃｔｓｏｆａｎａｅｒｏｂｉｃｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｏｒｇａｎｉｃｍａｔｔｅｒｏｎｓｏｒｐｔｉｏｎａｎｄｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎｓｏｆｐｈｏｓｐｈａｔｅｉｎｄｒａｉｎｅｄｓｏｉｌ[Ｊ].ＳｏｉｌＳｃｉｅｎｃｅꎬ１９８６ꎬ１４２(６):２６７－２７４.[４７]甘海华ꎬ徐盛荣.红壤及其有机无机复合体对磷的吸附与解吸规律探讨[Ｊ].土壤通报ꎬ１９９４ꎬ２５(６):２６４－２６６.[４８]ＨａｎＸＧ.ＥｆｆｅｃｔｏｆｃｉｔｒｉｃａｃｉｄꎬｇｌｕｃｏｓｅａｎｄｏｒｇａｎｉｃｍａｔｔｅｒｏｎｐｌａｎｔＰｕｐ￣ｔａｋｅａｎｄｓｏｉｌＰｆｒａｃｔｉｏｎａｔｉｏｎｓｉｎａｈｉｇｈｌｙｗｅａｔｈｅｒｅｄｕｌｔｉｓｏｌ[Ｊ].ＡｃｔａＰｈｙｔｏ￣ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌＳｉｎｉｃａꎬ１９９６ꎬ２０(２):９７－１１２.[４９]王晓丽ꎬ潘㊀纲ꎬ包华影ꎬ等.黄河中下游沉积物对磷酸盐的吸附特征[Ｊ].环境科学ꎬ２００８ꎬ２９(８):２１３７－２１４２.[５０]李北罡ꎬ马㊀钦.不同ｐＨ值对黄河中下游不同沉积物吸附磷酸盐的影响[Ｃ].中国环境科学学会学术年会ꎬ２０１０.[５１]刘㊀敏ꎬ候立军ꎬ许世远ꎬ等.长江河口潮滩表层沉积物对磷酸盐的吸附特征[Ｊ].地理学报ꎬ２００２ꎬ５７(４４):３９７－４０６.[５２]石晓勇ꎬ史致丽.黄河口磷酸盐缓冲机制的探讨ＩＩＩ.磷酸盐交叉缓冲图及 稳定ｐＨ范围 [Ｊ].海洋与湖沼ꎬ２０００ꎬ３１(４):４４１－４４７[５３]彭进平ꎬ逄㊀勇ꎬ李一平ꎬ等.水动力条件对湖泊水体磷素质量浓度的影响[Ｊ].生态环境学报ꎬ２００３ꎬ１２(４):３８８－３９２.[５４]彭进平ꎬ逄㊀勇ꎬ李一平ꎬ等.水动力过程后湖泊水体磷素变化及其对富营养化的贡献[Ｊ].生态环境学报ꎬ２００４ꎬ１３(４):５０３－５０５. [５５]孙小静ꎬ朱广伟ꎬ罗潋葱ꎬ等.浅水湖泊沉积物磷释放的波浪水槽试验研究[Ｊ].中国科学ꎬ２００５ꎬ３５(Ｓ２):８１－８９.[５６]夏㊀波ꎬ张庆河ꎬ蒋昌波ꎬ等.水体紊动作用下湖泊泥沙解吸释放磷的试验研究[Ｊ].泥沙研究ꎬ２０１４(１):７４－８０.。
湖泊底泥中磷释放的随机动力学模型
2003年11月水 利 学 报SHUILI XUEBAO 第11期收稿日期:2002 01 31作者简介:王颖(1962-),女,四川荣县人,讲师,硕士,研究方向为环境水力学。
文章编号:0559 9350(2003)11 0071 08湖泊底泥中磷释放的随机动力学模型王颖,郭世花(西安理工大学水利水电学院,陕西西安 710048)摘要:本文从随机过程的观点出发,推导出湖泊底泥磷相对释放量概率密度函数的随机微分方程,并给出了相应的定解条件。
利用隐式差分法进行求解,分析了磷释放的均方差系数(D )、吸附系数(K 1)、解吸系数(K 2)及其对磷相对释放量概率函数分布的影响情况。
所建立的磷释放随机动力学模型计算结果与实验数据吻合良好。
关键词:底泥;动力学模型;磷释放中图分类号:X524文献标识码:A目前,有关湖泊底泥对磷的吸附问题的研究开展了大量的工作,而对于湖泊底泥中磷的释放研究则大多侧重于湖泊的氮磷平衡、背景值的调查以及一些实验研究,这些工作大多是研究磷在平衡条件下底泥中磷的释放问题,因而有局限性。
一般来讲,湖泊底泥中磷的释放是一个缓慢的过程,比如底泥中磷的释放平衡时间长达5d 以上,因此,用动力学模型能比较准确地描述底泥中磷的释放过程,而且,建立底泥营养盐的释放动力学模型,也是建立湖泊营养化模型的基本工作之一。
在湖泊底泥中污染物释放动力学模型的研究方面,对于重金属释放的动力学模型,已有比较多的研究。
比如裘袒楠[1]给出了静态条件下重金属Cd 的释放动力学模型,栾兆坤和汤鸿霄[2]以湘江重金属污染底泥为研究对象,给出了释放动力学模型。
周孝德和黄廷林[3]则以渭河底泥为研究对象,研究了在动态条件下,底泥中重金属释放的动力学模型。
虽然这些工作对于湖泊底泥中磷释放的动力学模型的研究有借鉴作用,但由于湖泊底泥中磷的释放机理与重金属的释放机理有所不同,因而相应的释放动力学模型也有所不同。
对于湖泊底泥中磷的解吸动力学模型,一般常用一级反应动力学、二级反应动力学、抛物线扩散,修正的Elovich 公式及双常数速率公式来描述。
湖泊底泥对氮磷的吸附试验研究
研 究。
・
５ ４・
图 １ 氨 氮 吸 附 动 力 学 曲线
孔滤 膜 ， 采用 纳 氏试剂 分光 光度 法测 定 氨氮含 量 。在 相 同条 件 下做 ２个平 行 实 验 。另 取 相 同数量 、 相 同规 格
的离 心 管 ， 加入 ３ ０ ｍＬ的去离 子水 ， 其他 步 骤 同上 。
１ ． １ ． ２ 吸附 时间 对氨 氮吸 附含量 的影响
底 泥对 氨氮 的吸 附动 力学 曲线 如 图 １ 所 示 。从 图 １可 以看 出 ， 随着 吸 附 时 间 的变 化 ， 底 泥 对 氨 氮 的 吸 附
溶液 中 氨氮含 量 ， 底泥 又开 始 释放氨 氮 ， 吸 附量再 次下 降 ， 当底 泥氨 氮 含量 再 一 次低 于溶 液 中氨 氮含 量 时 ， 底
泥又 开始 进行 吸 附过程 ， 随 着 时间 的延 长 ， 曲线变 化趋 于 平缓 。在 实验 时 间 内 ， 底 泥虽 没 有 达 到 吸 附平 衡 ， 但
湖泊底 泥对 氮磷 的吸附试 验研究
夏 婷 婷
（ 吉林 建筑 大学 城建 学 院 ， 吉林 长 春 １ ３ ０ １ １ １ ）
［ 摘 要 ］本文以长春市景观水体一 一 南 湖为研究 对象 ， 对 南湖底泥在不 同吸附时 、 不同初始氮磷
浓度下对氮磷 的吸附动力学 、 吸附热力学进行研 究 ， 为预 防和治理北方水体 富营养化提供理论 依据 。 研究结 果表 明： 底泥在震荡 １ ２ ｈ时对氨氮吸附量达最大值 ， 在５ ５ ｈ时对磷 的吸附含量达最大值 ； 当初始 氨氮浓 度为 １ ７ ． ９ ｍ ｇ・Ｌ 时， 荷 花 池底 泥氨 氮最 大 吸附 量为 ４ ３ ７ ． ５ ４ ａ ｒ ｇ・ｋ ｇ ～； 当初 始 氨氮 浓 度为 １ ８ ． ４ ５ ｒ ｎ ｇ・ Ｌ 时， 南湖大桥底泥氮最大吸附量为 ５ ２ ０ ． ８ ９ ｍ ｇ・ ｋ ｇ ～； 当初始磷浓度为 ４ ｍ ｇ・ Ｉ ． 时 ， 荷花
水体底泥中磷的吸附-解吸研究进展
天 然 含水 介 质 中都 不 同程度 地 含 有 一些 胶体 物 质 ， 由 于胶 体有 非 常大 的比 表面 积 ， 染物 对 胶体 比 对 固相基 质 污 表 面显 示 出更高 的亲和 性 。 泥 中的胶散 复合 体 ， 底泥 中 底 对
资源与环 境科 学
现代农 业科技
２１ 第 １ ０ ０年 ９期
水体 底 泥 中磷 的吸 附一 吸研 究进展 解
王 宇 马 宁 史 春梅 王继红
（ 林 农 业 大 学资 源 与 环 境 学 院 ， 林 长 春 １０ １ ） 吉 吉 ３ １８
摘 要 水环 境污 染和破 坏 已成为 当今 世界 上 最引人 注意的 环境 问题之 一 ， 通过 对 水体底 泥 中磷 的 吸 附一 吸的研 究进 展进 行概 述 ， 解 介 绍 了底 泥磷在 水体 污染方 面的作 用 ， 为底 泥磷在 农 业面 源污 染及 水体 富 营养化 的研 究提 供理 论依据 。 关键 词 水 体底泥 ； ； 附 ； 吸 磷 吸 解 中 图 分 类 号 Ｘ４ 文献标 识码 Ａ 文 章 编 号 １０ — ７ ９ ２ １ ）９ ０ ４ — ２ ０ ７ ５ ３ （０ ０ １— ２ ８ ０
物质 的迁 移和积 累具 有重要 作用 。 土壤和 含水层 中 的胶 体
不但 能 像 固相 基 质那 样吸 附 污染 物 。 而且 还 以类 似 于水 相 的速 率运移Ｉ。 “ 因此 ， ］ 胶体 作为污染 物 的载体 ， 可以大 大地 影 响污染 物运 移 的吸 附一 吸研 究进展 作 一综述 。 解 为农 业面源 研究 和水
体 富营养 化的研究 提供 参考资 料 。
长江宜宾段底泥对水体中磷的吸附特性研究
水． 于背 光 处风 干或 １５—１０Ｃ条 件下 烘 干 ， 平 摊 在 清 洁 的塑 料 薄 膜 上 ， 玻璃 棒 碾 碎 ， 出砾 石 及 动 ０ １￣ 在 用 剔 植 物残 体等 杂物 后过 ２ ０目筛 ， 直至 筛上 物不 含 泥土 ， 磨 细 至全 部 过 １０目筛 ， 入 自封 袋 中备 用 （ 表 在 ０ 装 如
生态工 程等 各种 手段 ， 是 内河 水质 依 然呈 富营 养化趋 势 ， 但 内源 污染 释放显 然是 不可 忽 略的 因素． 对 于大 多数 外源 磷得 到控 制 的水 体 来说 ， 泥磷 的释放对 长期 维 持藻类 生 长 ， 底 以及河 流富 营养化 的发 展具有 举 足轻 重 的作 用 ． 是 ， 但 底泥 对磷 的释 放与 吸收是 有 条件 的 ， 到多 种 因素 的影 响 ， 受 包括 底泥本 身 的 理化性 质和 其它 环境 条件 ， 氧化还 原 状 况 、 Ｈ值 、 度 等 ． 如 ｐ 温 因此 本 文 以长 江 宜宾 段 为 研 究对 象 ， 用 采 野外 调查 、 采样 分析 和室 内模 拟相 结合 的方法 ， 其底 泥对水 体 中磷 的吸 附特 性进行 了研 究分 析 ． 对
地球科学与环境工程学 院 ， 四川 成都 ６０ ３ ） １０ １
摘
要： 为探索长江宜宾段底泥对水体 中磷 的吸附特性 ， 文章通过野外调查 、 采样分析和实验室模 拟相结合 的方 法 ， 出了 得
不同 ｐ Ｈ值 、 温度 和溶解 氧条件下底 泥对水体 中磷的吸附的影响曲线 ， 揭示 了长江 宜宾段底泥 对磷 的吸附规律 ， 同时为该 地 区河流富营养化的防治和治理提供 了理论依据．
１．
上覆 水 ： 在采 集表 层泥 样 的 同时 ， 有机 玻璃 采用 器 在采 集点 采集 其上 覆 水 约 ５ 装入 清 洁 的聚 乙烯 用 Ｌ，
皂河底泥pH值对磷吸附—解吸的研究
皂河底泥pH值对磷吸附—解吸的研究摘要：本文研究了皂河底泥pH值对磷的吸附—解吸。
实验结果表明：反应系统的pH变化，对皂河底泥吸附—解吸磷的影响较大，中性条件下的吸附量最大，酸性条件下的吸附量略大于碱性条件下的吸附量，而中性条件下的底泥对磷的解吸量最小，且碱性条件下的解吸量略大于酸性条件下的解吸量。
关键词：皂河；底泥；磷；吸附—解吸一、前言皂河是渭河在陕西流域的支流之一，渭河的污染与否，与皂河的污染情况密切相关。
皂河中的污染物有很大部分主要沉积在皂河底泥中，皂河底泥的环境化学行为能够及时地反映河流的污染情况，故探讨皂河底泥对磷的吸附——解吸作用，对了解磷在水/沉积物多介质的环境化学行为，乃至皂河水污染防治都有重要的意义[1]。
本研究通过皂河底泥不同pH对不同浓度磷的吸附—解吸，用磷钼蓝比色法[2]测定反应平衡时系统中磷的平衡浓度，绘制等温吸附曲线和解吸平衡曲线，计算皂河底泥对磷的吸附量和解吸量。
初步分析底泥的吸附机理及pH对底泥吸附——解吸磷的影响规律。
二、实验材料与方法2.1实验材料2.1.1样品采集和预处理采集皂河底泥，将底泥自然风干，然后碾磨呈细粉状，经0.1mm筛过滤后，标记装入广口瓶，以待后续实验之用。
采样地点：陕西西安未央区六村堡派出所西200米桥下。
温度：38℃周边环境：地处民航机场和高速公路附近，车流量较大，四周多为汽车修理店，采样处附近有几个较大的排污口。
水体颜色和气味：水体明显浑浊，呈灰褐色，泥沙较多，气味恶臭。
底泥特征：底泥明显分层，表层为灰黄色，底层呈灰黑色，有沙砾和小型植物残体。
2.1.2 实验仪器土壤筛（孔径0.1mm）；SHA-B型恒温振荡机；离心机；分析天平；高温电炉；721型分光光度计；TF-IA型生化培养箱等。
2.1.3 实验试剂所有试剂，除注明者外，皆为分析纯，水均指蒸馏水或去离子水。
16.5g/L钼酸铵、0.02g/mL氯化亚锡、100mg/L磷酸二氢钾盐贮备液、5mg/L 磷酸盐标准溶液、pH7.0的0.2mol/LKCl2、1.0mol/L的NaOH、1.0mol/L的H2SO4、甲苯。
底泥对磷的解吸特性研究
底泥对磷的解吸特性研究摘要：磷是导致水体富营养化的关键因素。
本文针对国内外研究现状，研究底泥对磷的解吸特性，为富营养化的治理提供理论根据。
关键词：磷解富营养化1.前言水体底泥的污染，是当今世界范围内一个重大的环境问题。
在疏浚过程中，扰动会导致水体环境发生变化，沉积在底泥中的氮、磷等元素会重新释放出来进入水体，影响上覆水体的水质，进而导致二次污染。
此外，底泥又是底栖生物的主要生活场所和食物来源，污染物质可直接或间接对底栖生物或上覆水生物产生致毒致害作用，并通过生物富集、食物链放大等过程，进一步影响陆地生物和人类健康[1]。
导致水体富营养化的主要原因是由于水中氮磷等营养元素的浓度升高，而其中磷又是关键因素。
本文通过对富营养化水体中内源性磷的吸附-解吸特征，为全面认识和治理富营养化湖泊提供了有意义的理论依据。
2.底泥中磷解吸研究进展底泥中的磷会通过下述三种方式被解吸出来：（1）有机质通过矿化分解而释放出溶解性的磷酸盐。
（2）铁氧化物解吸，即在底泥中特别是表层底泥，大多数磷酸盐以非晶质或短序络合物形态呈共价键形式结合，当环境中的氧化条件被改变时，底泥中的磷极易被释放，同时也能将Fe3+ 通过还原作用变为Fe2+，从而使被氧化铁束缚的磷被释放出来。
（3）通过底泥扰动会使分层氧化带之下的孔隙中的溶解磷在水体中被释放出来[2]。
研究表明，底泥中磷的解吸反应受到很多环境因素的影响，而这其中最为主要的影响因素是水中溶解氧、pH，氧化还原电位、温度及对水体的扰动等。
研究发现，pH与底泥解吸量二者之间是呈抛物线关系，当pH接近中性时磷解吸量为最低，而在偏酸、偏碱条件下都会有助于磷的解吸反应。
可能有两个原因造成了这个结果的产生，一是因为pH值的变化会影响系统内微生物结构及其活性的变化，二是因为pH值影响了磷素的溶解状态。
温度也是影响底泥中磷释放的重要因素之一，很多学者都对此方面进行了研究，研究结果显示，当温度升高时利于底泥中磷的释放[3]。
富营养化湖塘底泥氮磷吸附-解吸模拟研究
氨氮的吸附解吸主要表现为吸附-解吸-吸附-解
作用是底泥与上覆水界面间氮素交换的主要方
吸-吸附，同样也是经过多次的吸附解吸后最终达
[6]
式 。本实验通过不同浓度上覆水中氨氮浓度随时
到平衡。4 组上覆水中氨氮浓度速率呈现一定波动
间变化情况来反映底泥对氨氮的吸附—解吸过程
的主要原因是由于影响底泥氨氮吸附解吸的环境
（见图 1）。
和物理因素还有很多[7]，从而使得测定的氨氮吸附
解吸速率呈现一定程度的波动，其原因还有待进一
步研究。
2.2
不同浓度上覆水溶液中底泥对磷的吸附与解吸
中度富营养化湖泊占43.3%。
可见，
富营养化是当前亟需解决的环境问题。
湖泊水体中营养物质来源主要包括外源和内
源两部分。近些年，随着居民环保意识的提高和外
源控制措施的实施，许多湖泊的外源污染源得到了
有效控制。于是，湖泊底泥中多年沉积的污染物的
[3]
释放成为湖泊上覆水中营养物质的主要来源 。因
此，本文通过室内模拟试验，研究湖泊底泥与上覆
其测定结果分别为 12.11、0.52 mg/L。同时采集湖
塘表层 20 cm 厚的底泥，阴干，过 100 目筛去除石
块、树枝等杂物，遮光保存，
用于相关指标的测定。
湖泊富营养化已成为一个全球性的重大水环
境问题，引起了广泛重视。据《2017 年中国水资源
1.2
实验设计
研究湖泊的长期观测资料，结果显示水体中氨
浓度，为制定科学的底泥内源氮、磷的控制措施提供科学依据。[关键]富营养化；底泥；
氮磷；
吸附和解吸
[中图分类号]
X524
[文献标识码]
A
富营养化水体底泥磷释放的研究进展
富营养化水体底泥磷释放的研究进展李海宗;潘梅【摘要】底泥是富营养化水体内源性磷的主要来源,而底泥中磷的释放与磷的形态及其数量分布、环境影响因子等有密切的关系.综述了国内外学者对底泥磷的形态、释放影响因素及原位控制技术等最新研究进展,并分析了今后的研究重点.%The sediment is the main source of phosphorus in eutrophic water. The release of phosphorus in sediments is influenced by the formsrnand concentration of phosphorus and environmental factors. The paper reviewed the formsof phosphorus in sediments, the factors influencing thernphosphorus release and the in situ control technology both at home and abroad, and then analyzed the future research focus.【期刊名称】《安徽农业科学》【年(卷),期】2012(040)021【总页数】4页(P11008-11010,11013)【关键词】底泥;磷释放;影响因素;控制技术【作者】李海宗;潘梅【作者单位】江苏省盐城市环境监测中心站,江苏盐城224002;盐城工学院,江苏盐城224051【正文语种】中文【中图分类】S181.3磷是水体富营养化最常见的限制性营养盐，磷素的增加不仅带来了水体溶解氧的消耗以及蓝藻的暴发，而且藻类在繁殖过程中产生的一系列藻毒素会对水生生物甚至人类产生更大的危害。
随着人们对于湖泊富营养化危害及原因认识的提高，大部分湖泊的外来营养源已得到了有效控制，但底泥作为湖泊营养物质的重要储存库，成为水体营养物质的重要来源。
人工湿地中水生植物对氮磷的吸收作用研究进展
人工湿地中水生植物对氮磷的吸收作用研究进展人工湿地是一种模拟自然湿地生态系统的人工构筑物，通过水流、植物和微生物的协作作用，以去除废水中的有机物、氮磷等污染物质，达到水质净化的目的。
而水生植物在人工湿地中具有极为重要的作用，其对氮磷的吸收作用是人工湿地水质净化的关键环节之一。
本文将从水生植物对氮磷的吸收途径、调控机制以及相关研究进展等方面进行综述。
一、水生植物对氮磷的吸收途径水生植物对氮磷的吸收途径主要包括根系吸收、叶片吸收以及水体表面的附着。
根系是水生植物吸收氮磷的主要方式，植物根系通过根毛等细小结构吸附底泥中的氮磷，同时通过渗透作用和扩散作用从水体中吸收氮磷。
叶片吸收则是指水生植物叶片表面直接吸收水体中的氮磷，并通过根系输送到全株各部位。
水生植物表面有丰富的附着微生物，这些微生物会吸收水体中的氮磷，并释放出可供植物吸收利用的物质。
二、水生植物对氮磷的调控机制1. 根系分泌物调控机制：水生植物根系分泌物中的有机酸、次生代谢产物等物质可以增加底泥中的氮磷溶解度，并降低氮磷在底泥中的吸附作用，从而促进水生植物对氮磷的吸收。
根系分泌物中的鞘内酯类物质还可以与底泥中的氮磷形成络合物，提高植物对氮磷的利用效率。
2. 植物根际微生物调控机制：水生植物的根际微生物与植物共生，通过根际微生物的作用，可以将底泥中的有机氮矿化为无机氮，增加水体中的氮素含量。
根际微生物还具有固氮作用，可以将大气中的氮转化为可供植物吸收的氨态氮。
植物根际微生物还可以分解降解底泥中的有机磷，使其转化为矿质磷，提高底泥中磷的有效性。
3. 植物根系结构调控机制：水生植物的根系结构特殊，具有较大的表面积和较高的比表面积，这使得植物根系能够更好地吸附和吸收氮磷。
水生植物的根系还具有较高的细根比例，这可以增加根系与底泥的接触面积，提高氮磷的吸收效率。
三、水生植物对氮磷的研究进展1. 水生植物对氮磷的吸收途径研究：目前的研究表明，水生植物对氮磷的吸收主要通过根系吸收为主，但是叶片吸收和水体表面的附着也起到了一定的作用。
底泥再悬浮对磷的吸收和固定作用研究
磷在 水 一 泥界 面上 的 吸附 一 吸作用 是 影 响其 在 上 覆水 中浓度 、 移 、 化 和生 物 可 利用 性 的重要 过 底 解 迁 转 程【 磷 会 与底 泥 中颗 粒 物质发 生 物理 、 学 吸 附， 被 固定 。 而 ， ” 。 化 并 然 在某 些 环境 条件 下 ， 吸 附 的磷 又会 释放 被 进 入水体 ［ 因此 。 泥对 上 覆水磷 含量 有着 重要 的缓 冲 作用 。 ２ １ 。 底 目前 ， 随着 污水 收集 率 的提 高 以及 流域 综合 管 理措 施 的应 用 ， 体 的点 源磷 输 入呈 逐渐 减 小趋 势 ， 水 但非 点源 磷输 入并 未减 少 。 因此 ， 如何 加 快上覆 水 中磷 向底 泥转 移是 有效控 制水 体 富营 养化 的关 键 。 底泥 再悬 浮 会 导致 水体 中铁 、 等 氧化 物 以及 氢 氧化 物 、 酸 钙等无 机 颗粒 物 质含 量 显 著增 加 。 而增 铝 碳 从
苏 州 科技 学 院学报 （Ｚ 技术 版 ） ３程
２ １ Ｏ１
采 用恒 速 搅拌 机 对 Ｅ 中 的底 泥进行 扰 动 （０ ｍ ｎ ，每天 搅拌 １ ｉ ，使底 泥 处 于完 全 悬 浮状 态 。 。 １０ｒ ｉ ） ／ ０ｍ ｎ
吸 收外 源磷 后 ， 平 衡 浓 度 Ｅ Ｃ 显 著 升 高 。尽 管 再 悬 浮 状 态 下 Ｅ Ｃ 高 于 静 止 状 态， 在 相 同 Ｅ Ｃ 值 情 况 下 ， 悬 磷 Ｐ０ Ｐｏ 但 Ｐｏ 再 浮底 泥 可 吸 附更 多 的磷 ， 明底 泥 再 悬 浮 增 强 了 底 泥 对 磷 的 固 定作 用 。 说
氨氮在底泥中的吸附-解吸行为研究进展
氨氮在底泥中的吸附-解吸行为研究进展摘要水体底泥污染是世界范围内的一个重要环境问题。
通过以底泥作为研究对象，对氨氮在底泥中的吸附-解吸行为的研究进展进行较系统的阐述，包括主要营养元素的环境意义和底泥对氨氮的吸附-解吸作用、基本概念及原理，以为农业面源污染方面的研究提供基础资料，也为治理水体富营养化提供理论依据。
AbstractWater sediment pollution is an important environental problem in the world.Taking sediment as the research object，the study progress on the behavior of ammonia nitrogen adsorption and desorption in sediment was discussed systematically，including the environmental significance of main nutrient elements，the effect on ammonia nitrogen adsorption and desorption in sediment，the basic concepts and principles.The basic information can be provided in the study of non-point source pollution，and the theoretical basis will be provided the management of water eutrophication.Key wordssediment；ammonia nitrogen；absorption；desorption近几十年来，由于高强度的人类活动，如农药化肥的使用和排污，导致水体环境中氮素的输入逐年升高，加快水体富营养化的进程，并且已经成为当今世界面临的一个全球性重大环境问题。
污水处理中的吸附与解吸技术
05 解吸技术概述
解吸技术的定义
总结词
解吸技术是指将已吸附在吸附剂上的污染物从吸附剂上解吸下来，使其恢复吸附能力的 过程。
详细描述
解吸技术是污水处理中常用的技术之一，主要是通过物理或化学手段，将已经吸附在吸 附剂上的污染物从吸附剂上解吸下来，以便重复利用吸附剂，降低处理成本。解吸的过
程通常需要特定的条件，如温度、压力、pH值等。
解吸技术的原理
总结词
解吸技术的原理主要是利用吸附剂与污染物之间的相互作用力的差异，将污染物从吸附剂上解吸下来 。
详细描述
解吸技术的原理是利用吸附剂与污染物之间的相互作用力的差异，通过改变解吸条件，如提高温度、 降低压力、调节pH值等，使污染物更容易从吸附剂上解吸下来。此外，解吸技术还可以通过加入特定 的解吸剂，如酸、碱、有机溶剂等，来增强解吸效果。
吸附技术是一种物理处理方法，不涉 及化学反应，因此具有操作简便、能 耗低等优点。
吸附技术的原理
01
吸附作用的发生主要依赖于固体吸附剂与有害物质之间 的分子间作用力，如范德华力、氢键等。
02
当有害物质接触到吸附剂表面时，受到分子间作用力的 影响，被吸附剂表面的吸附剂分子所吸引，从而被固定 在吸附剂表面。
在污水处理厂中，沸石可用于 吸附去除废水中的氨氮、重金
属等污染物，提高水质。
沸石解吸技术可用于处理高 浓度有机废水、重金属废水 等难处理的废水，具有较高
的处理效率和稳定性。
沸石解吸技术还可用于工业废 水处理，如印染废水、电镀废 水等，实现废水中污染物的分
离与资源化利用。
08 硅藻土解吸技术
硅藻土解吸的原理
02 活性炭吸附技术
活性炭的种类与特性
煤质活性炭
水环境中磷的迁移动态研究
水环境中磷的迁移动态研究随着城市化进程的不断加快，水资源的管理和保护成为当前社会关注的焦点。
磷是一个重要的水污染物，随着人类活动的增加，磷的排放也在不断增加。
磷的迁移动态研究可以帮助我们更好地理解磷的行为规律和影响因素，以制定更科学的水资源管理措施。
1. 磷的来源和形态首先，我们需要了解磷在水环境中的来源和形态。
磷的主要来源包括农业、工业、城市化等人类活动，也包括自然地理过程。
磷在水环境中主要以无机磷和有机磷两种形式存在。
无机磷包括磷酸盐、磷酸等，主要来源于化肥、生活污水、工业废水等；有机磷则是有机物中的一种含磷化合物，主要来源于农业、畜牧业等。
无机磷和有机磷在水环境中传输和转换的规律存在较大的差异。
2. 磷的迁移与转化接下来，我们需要研究磷在水环境中的迁移与转化规律。
磷的迁移与转化过程中的主要因素包括水文、水动力学、水化学、生物学等方面。
磷的迁移路径有多种，一般来说可以分为溶解态、颗粒态和悬浮态。
其中，磷的悬浮态转移规律受到水流速度、水体深度、底泥等因素的影响。
磷的转化涉及多种生物和化学反应，根据反应的产物可以将其分为磷向上转化和磷向下转化两种类型。
磷向上转化主要是指磷从溶解态和颗粒态转化为悬浮态，磷向下转化则相反。
磷的向下转化往往受到微生物和底泥的影响。
3. 磷污染的治理最后，我们需要探讨磷污染的治理。
磷污染的治理可以从源头入手，包括控制磷的排放、采用生态修复等措施。
例如，农业领域可以通过优化施肥方案、合理使用农药等手段控制磷的排放；在城市化过程中，可以采用生态景观设计、植物滞留等方式减少磷的输入。
此外，对于已经出现的磷污染，可采用物理、化学和生物等技术进行治理。
例如，可以采用化学沉淀、吸附和生物脱磷等方法去除水中的磷。
综上所述，磷的迁移动态研究对于磷污染的治理和水资源的保护具有重要意义。
通过深入探究磷在水环境中的行为规律和影响因素，可以为我们制定更科学的水资源管理措施提供有效的参考。
磷循环与生态系统功能的研究进展及其应用前景
磷循环与生态系统功能的研究进展及其应用前景磷是生命所必须的元素之一，是细胞膜、核酸、骨骼等生物基本物质的组成部分。
磷在自然界中以矿物形式存在，随着人类活动的增多，大量的磷被排放到水体中，导致水质污染，严重影响了水生态环境和生物多样性。
磷的循环是水体生态系统中最关键的生物地球化学过程之一。
本文将介绍磷循环与生态系统功能的研究进展及其应用前景。
一、磷循环的基本概念磷在生物体内以无机盐的形式存在，如磷酸盐、多磷酸盐等。
在水体中，磷的来源主要是自然矿物和人类活动造成的污染释放。
磷在水体中可以被吸附到底泥上，也可以被生物吸收利用。
生物体内的磷可以通过食物链的传递而传递到高级消费者，最终归还到水体中，完成磷的生物地球化学循环。
二、生态系统功能与磷循环生态系统功能是指生物、环境、物质等多种因素形成的一种生态系统的综合作用，包括物质循环、能量流动、资源利用等。
磷在水生态系统中发挥着重要的生态功能。
它是植物生长和营养的主要限制因素之一，缺乏磷会导致植物的生长受到限制，影响了自然生态系统的平衡。
同时，水体中过多的磷会导致水质污染，影响水生态系统的健康。
三、磷循环的研究进展近年来，针对磷循环的研究逐渐深入，主要集中在以下几个方面：1. 磷污染的监测和控制磷污染已成为全球水体环境问题的重要来源，因此对磷污染的监测和控制显得尤为重要。
目前已经发展出了大量的磷污染监测方法和控制技术，如生物吸附、微生物降解、化学沉淀等。
这些技术可以有效地控制磷污染的释放，改善水质环境。
2. 磷循环机理的研究磷循环是生态系统中最为复杂的物质循环之一，因此磷循环机理的研究显得尤为重要。
目前已经有许多研究对磷循环机理进行了深入的探究，包括磷的生物吸附、磷的生物转化、磷的地理分布等方面。
3. 磷循环与生态系统功能的关系研究生态系统功能是生物学、生态学和环境科学研究的主要方向之一，与磷循环密切相关。
目前已经有许多研究关注磷循环与生态系统功能的关系，并探究了磷循环对生态系统功能的影响。
水体富营养化及常用除磷方法研究进展
水体富营养化及常用除磷方法研究进展唐志敏【摘要】水体富营养化是一个全球性的环境问题,磷是导致水体富营养化的主要因素.因此,去除水中的磷是控制水体富营养化最直接的方法,除磷的方法包括化学法、生物法和吸附法等,其中吸附法由于操作简单、去除率高、成本较低等优点而被广泛运用.【期刊名称】《江西化工》【年(卷),期】2018(000)005【总页数】3页(P36-38)【关键词】富营养化;磷;去除【作者】唐志敏【作者单位】江西省环境保护产业协会,江西南昌330029【正文语种】中文1 引言水体富营养化是指过量的氮、磷、钾等营养元素排入江、河、湖等水体中，引起水生生物(蓝、绿藻)的大量繁殖，导致水体溶解氧耗尽，水质恶化，破坏水生生态平衡的过程。
水体富营养化是当前全世界所共同面临的环境问题之一。
据研究[1]，我国所有的湖泊均处于不同程度的富营养化中，大部分的城市湖泊正面临着严重的富营养化问题。
水体富营养化的危害主要体现在以下几个方面：引起藻类的大量繁殖，导致水体溶解氧耗尽，影响好氧型生物生存；溶解氧的耗尽，最终导致水藻的大量死亡。
死亡后的水生生物腐烂使水质恶化变臭，最终影响整个水生生态环境；许多藻类能分泌或代谢出有毒有害物质，不仅危害其他动植物，而且对饮用水水源地附近的居民造成严重的健康威胁。
2 水体富营养化及磷的来源水体富营养化的原因有多种，包括气温的变化、光照的变化、水体的流动以及水体中营养元素含量的变化。
其中，水体中营养元素含量的变化是导致水体富营养化最重要原因。
水生生物所必须的营养元素包括N和P，尤其磷是水生生物生长的关键营养因子[2-4]。
水体中磷的来源主要有两方面：一是天然的，天然水体中的磷酸盐的来源分为内源性磷和外源性磷，其中内源性磷主要来自于底泥，由一些矿物质分解产生；而外源性磷则主要来自于雨水或各种天然因素的作用将营养盐从地表上冲刷而来。
通常天然水体中磷酸盐的含量不会太高。
二是人为的，如居民日常生活中排放的含磷废水，化工厂排放的富磷污水，农业种植过程中使用的含磷化肥和牲畜粪便，通常人为因素导致的是外源性磷含量的急剧增加。
吸附-解吸法回收废弃活性污泥中的磷的开题报告
吸附-解吸法回收废弃活性污泥中的磷的开题报告
一、研究背景及意义
随着城市化和工业化的快速发展，污水处理厂处理废水所产生的废弃活性污泥中富含
大量磷，这些污泥如果直接排放到环境中，会造成严重的污染。
同时，磷是农作物生
长所必需的营养元素，在缺乏磷的情况下，农作物的生长会受到影响，甚至导致死亡。
因此，回收废弃活性污泥中的磷，不仅能够减少磷的损失，还可以减轻环境污染，同
时为农业生产提供有机磷肥料。
吸附-解吸法是目前回收废弃活性污泥中磷的常用方法，该方法具有操作简单、效率高、成本低等优点。
二、研究内容及方法
1. 研究内容
本研究主要探讨吸附-解吸法回收废弃活性污泥中磷的效果和影响因素，包括吸附剂种类、吸附时间、溶液pH值、初始浓度等因素的影响。
2. 研究方法
采用分批式实验设计，考察吸附剂种类、吸附时间、溶液pH值、初始浓度等因素对吸附-解吸法回收废弃活性污泥中磷的影响。
实验结果通过比较吸附前后溶液中磷浓度的变化情况，计算出吸附率和解吸率，评估吸附-解吸法回收废弃活性污泥中磷的效果和影响因素。
三、研究预期结果及意义
本研究预计可以得出以下结论：
1. 吸附剂种类、吸附时间、溶液pH值、初始浓度等因素会影响吸附-解吸法回收废弃
活性污泥中磷的效果；
2. 不同的吸附剂对废弃活性污泥中磷的吸附效果存在差异；
3. 吸附-解吸法回收废弃活性污泥中磷的效果与效率具有一定的经济性和环境效益。
本研究结果，对于提高废弃活性污泥中磷的回收效率和利用率，减轻环境污染，以及
开发磷肥料资源等方面，都具有重要的实际意义。
不同处理池塘底泥对磷吸附与解吸的影响
不同处理池塘底泥对磷吸附与解吸的影响1 引言我国水资源总量丰富，总储量约为218万立方米，居世界第六位。
但人均水资源占有量不足240立方米，仅为世界人均占水量的1/4，世界排名119位，被列为全球13个人均水资源贫乏国家之一。
但近几年来，我国水环境污染事件呈现频发态势，据国家环保总局的统计显示，2004年全国废水排放总量482.4亿吨，其中工业废水排放量221.1亿吨，城镇生活污水排放量261.3亿吨，而城市污水处理率仅有45.6%[1]。
水体富营养化已成为我国一个严峻的环境问题。
自2005年底松花江污染事件以来，共发生140多起水污染事故，其中以太湖、巢湖和滇池蓝藻暴发影响最为深远，而蓝藻的大规模暴发正是水体富营养化的直接后果。
作为水生生态系统中的主要营养元素，磷被认为是营养水体中最主要的限制因子，也是造成水体水质富营养化的关键性限制性因素之一[2]。
而底泥是河流和湖泊等水体营养物质的重要蓄积库，也是各类水体内源磷的主要来源[3]。
底泥中营养盐的释放对水体的营养水平有着不可忽视的影响。
长期的外源污染导致的富营养化使水体底泥富集了大量的营养元素，水体的底泥对磷的吸附和解吸作用一直被广泛关注[4]。
水体外源磷得到控制后，内源磷的释放是维持水体营养程度的主要因素。
而底泥中潜在活性磷含量决定了从底泥进入水体的磷含量，也是衡量水体富营养化是否容易发生的一个主要因素。
内源磷的释放量不仅取决于底泥中潜在活性磷的含量，同时也取决于磷的释放途径[5]。
内源磷释放的主要途径为底泥悬浮和间隙水扩散。
底泥再悬浮后，内源磷通过底泥—水界面进入上覆水[6]，同时，外源磷向底泥迁移的过程也随之发生变化，并转化为某种形态的磷，导致潜在活性磷含量有所改变[7]。
实际上，底泥与水体之间的吸附释放还受底泥理化性质的影响，国内外研究表明：pH、温度、溶解氧、微生物的活动、氧化还原电位、周期性的水淹、水生植物、营养盐以及河流水动力条件均会对磷的释放与吸收产生重要影响。
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水体底泥中磷的吸附-解吸研究进展
[ 10-12-08 13:35:00 ] 编辑：studa20
作者：王宇马
宁史春梅王继红
摘要水环境污染和破坏已成为当今世界上最引人注意的环境问题之一,通过对水体底泥中磷的吸附-解吸的研究进展进行概述,介绍了底泥磷在水体污染方面的作用,为底泥磷在农业面源污染及水体富营养化的研究提供理论依据。
关键词水体底泥;磷;吸附;解吸
AbstractThe water environmental pollution and the destruction have become one of most remarkable environment problems in the world now. Based on the review of research on absorption and desorption of phosphorus in underwater sediment,the effects of sediment phosphorus on water pollution were introduced,so as to provide a theoretical basis for research of phosphorus in agricultwral non-point pollution and water eutrophication.
Key wordsunderwater sediment;phosphorus;absorption;desorption
水环境污染和破坏已成为当今世界上最引人注意的环境问题之一,水环境的好坏直接关系到人类的生存发展。
我国在经济持续高速增长的同时,带来最大的负效应就是环境污染日益严重,江河湖海等水环境质量日趋恶化,而影响这一趋势恶化的主要原因是水体富营养化。
随着富营养化水体的不断增加,水体富营养化的研究和防治日益被重视,其中过量的磷输入或水体磷的高负荷是导致河流湖泊营养化污染的重要原因。
近年来,人们对底泥的空间分布及其表面营养物的分布已有较多的调查和分析,但对底泥中磷在底泥-水界面的吸附-解吸特性的分析和研究较少。
现对底泥磷的吸附-解吸研究进展作一综述。
为农业面源研究和水体富营养化的研究提供参考资料。
1水体底泥对磷的吸附作用与富营养化的关系
磷是最早发现的作物必需的营养元素之一,它不仅是植物体内许多重要化合物的组分,而且还以多种途径参与植物体内的各种代谢过程,在人类赖以生存的生态系统中起着不可替代的作用[1]。
磷也是控制水体富营养化的主要营养盐之一,对于某些水体,尽管采取了各种措施并杜绝了外源磷的输入,但水体富营养化并未得到有效控制,可归因于水体底泥中磷等营养元素的释放[2-4]。
磷作为沉积物的宿体,是水体的重要营养源之一,其内源污染对水环境质量的影响不容忽视。
沉积物,也称底泥或底质,是来自各种途径的营养物,即各种自然过程和人类经济活动的产物,在一般的静水水体中,污染物质被水体中颗粒物吸附、络合、絮凝、沉降,从而进入沉积物。
从一定意义上来说,沉积物通过接纳了大量的污染物而缓解了水体富营养化的进程,是污染汇而非污染源,但富营养化湖泊沉积物有很高的容量暂时吸附水中的磷,然后将其释放出来[5-6]。
沉积物一般含丰富的营养物质和大量的腐败性有机质。
由于湖泊沉积物粒度的差异,比表面积不同,表面电荷的性质也不一样,对磷的吸收与释放表现较大不同。
研究表明,沉积物中的磷循环在很大程度上影响着水体富营养化的进程。
土壤和沉积物能通过交换吸附作用从环境中富集包括磷在内的多种微量元素及其他有毒有机物,对天然水体起到一定的净化作用,是一种极好的清洁剂[7-9]。
2水体底泥中磷吸附-解吸机理的研究进展
天然含水介质中都不同程度地含有一些胶体物质,由于胶体有非常大的比表面积,污染物对胶体比对固相基质表面显示出更高的亲和性。
底泥中的胶散复合体,对底泥中物质的迁移和积累具有重要作用[10]。
土壤和含水层中的胶体不但能像固相基质那样吸附污染物,而且还以类似于水相的速率运移[11]。
因此,胶体作为污染物的载体,可以大大地影响污染物运移的净速率。
胶体不仅是底泥的重要物质基础,也是重金属或有机有毒污染物过滤器,而且它的存在对于物质的迁移和积累具有重要作用[12]。
胶体是形成良好底泥的重要机制,有机物质对良好底泥的形成和稳定起着重要作用。
胶体的形成是稳定性团聚体和底泥形成的重要机制和物质基础。
底泥的形成必须借助胶结物质,才能使分散的土粒通过凝聚作用粘结形成团聚体,微团聚体组成是评价底泥水平的综合指标。
这种团聚体的稳定性及其在底泥中的作用,与胶结物质组成、性质、阳离子种类及团聚过程中的土粒排列方式有密切关系。
由于土壤不同,肥瘦和好坏不一,胶体的数量、程度、方式和状态也各异[13-15]。
目前,国内外学者已对磷释放机理开展了大量的研究,如温度、溶解氧、pH 值、水动力学的扰动以及底泥覆盖对磷释放的影响[16]。
尹涛等通过对大镜山水库底泥磷释放模拟研究发现底泥上覆水的氧化还原电位和pH值是影响底泥磷释放的重要影响因子[17]。
Berg等考察了方解石覆盖技术控制底泥磷释放的效果,结果表明1cm厚的方解石覆盖层2~3个月内可以减少80%的底泥磷释放通量[18]。
林建伟等研究发现天然沸石和方解石复合覆盖技术能有效抑制底泥磷的释放[19]。
Olila等[20]认为,底泥对磷的吸附过程包括底泥中有机质、黏土、铁铝氧化物、碳酸钙等矿物颗粒对磷酸根的专性吸附以及微生物通过吸收同化而产生的生物固定;Torrent等[21-22]认为其吸附速度可以Langmuir或Freundilch 模型描述,其表现为磷和铁氧化物初期在表面快速吸附,随后在矿物晶格内部慢速扩散。
Langmuir方程可以很好地拟合磷在底泥上的等温吸附,通过Langmuir 方程的曲线拟合,可以得到磷在底泥上的最大吸附量。
韩伟明通过对杭州西湖底泥释磷的研究,考察了pH值、DO、温度和上复水组成等环境因素对其影响,发现在20 ℃,pH值为6.5时,底泥释磷量最小,pH值升高或降低,释磷量倍增,TDP(可溶性磷)解吸量与pH值呈抛物线相关。
Shang等研究发现,pH值变化对有机磷和无机磷的吸附影响明显;Sundar等研究认为,盐度变化对潮滩湿地沉积物的磷吸附影响也十分显著;石晓勇等在黄河口悬浮物磷的吸附和解吸研究中发现,随着环境温度的升高,悬浮物对磷的吸附呈线性增加。
刘敏研究发现,环境因子对沉积物吸附磷作用有显著的影响,随着pH值的变化,沉积物对磷的吸附量呈“U”形变化曲线,pH值在7~8,磷的吸附量较小。
在低盐度区,随盐度的增加,沉积物对磷的吸附量随之呈显著增加趋势,而当盐度大于5‰时,反而随盐度的增加,吸附量略呈下降趋势。
随着温度的升高,对磷的吸附量基本上呈线性增加。