沉积物中氮磷元素的形态分析与去除技术

沉积物中氮磷元素的形态分析与去除技术

近年来，国内外的许多水体中都出现了氮磷污染问题。因为氮磷元素是植物生

长的必需元素，而过多的氮磷元素则会造成水体富营养化、细菌滋生、藻类水华等现象，不仅让水体变得混浊臭臭的，还会对水生生物造成极大的危害。为了避免水体受到氮磷污染，许多科学家和研究人员投入了大量的研究力量，在沉积物中的氮磷元素形态分析与去除技术方面进行了深入探索。

首先，我们来谈一谈沉积物中氮磷元素存在的形态。氮和磷元素在水体中主要

以有机形态（如蛋白质、核酸等）和无机形态（如硝酸盐、亚硝酸盐等）存在。其中，无机氮和无机磷在水体中的占比较大，而有机氮和有机磷则主要存在于沉积物中。在沉积物中，氮磷元素的形态主要有三种类型：可交换态、还原态和稳定态。

可交换态是指氮磷元素与沉积物颗粒表面吸附作用较弱，可以与外界环境交换

的形态。可交换态氮主要存在于铵态和硝态两种形式。当外界环境中含有丰富的氮源时，可交换态氮会迅速释放到水体中，使水质变得混浊浑浊。有时，这种现象甚至会引起藻类的大量繁殖，从而形成水华。可交换态磷主要存在于磷酸盐的形式，它与水体中其他物质相比，较容易被吸附到颗粒表面上。

还原态是指氮磷元素处于低价态或还原化合物中的形态。它们与可交换态相比，吸附能力更强，难以被外界环境所影响。还原态氮主要以氨态和有机氮的形式存在。由于还原态氮并不容易被微生物降解，因此难以转化为其他形态，对水体污染的影响也非常大。还原态磷则主要以微生物耗氧作用产生的铁锰磷酸盐形式存在。

稳定态是指氮磷元素与沉积物颗粒结合较为牢固的形态。它们与可交换态和还

原态相比，吸附能力更强，难以被外界环境所影响。稳定态氮主要以有机氮的形式存在，在水体中很难转化为其他形态。稳定态磷则主要以钙磷酸盐的形式存在，其释放速度较慢，对水体污染的影响也相对较小。

了解了沉积物中氮磷元素的形态，我们接下来可以探讨一下如何去除其中的污

染物。这方面的技术也是比较多的，常用的方法主要有化学还原法、生物还原法、吸附法和沉淀法等。

化学还原法主要是通过还原剂将沉积物中的氮磷元素还原成可交换态形式，然

后通过沉淀或吸附的方式将其去除。这种方法需要借助一定的化学药品，成本较高，操作也相对复杂，但已被广泛用于工业和城市污水处理中。

生物还原法则是利用微生物的代谢作用将沉积物中的还原态氮还原为氨态氮或

氮气等无害物质，从而达到去除氮磷污染的目的。这种方法工艺流程简单，成本较低，操作也比较方便，已被广泛应用于农村污水处理和生态修复。

吸附法则是通过添加适量吸附剂，将可交换态氮磷元素吸附在表面上，从而达

到去除的目的。这种方法成本低，操作也简单，但吸附剂和反应产物的处理比较困难，对环境污染风险较大。

沉淀法是利用物理特性，通过添加沉淀剂将沉积物中的氮磷元素转化为可沉淀

的形式，然后从水中去除。这种方法成本较低，已被广泛应用于城市污水处理和农村集中式污水处理中。

综上所述，沉积物中氮磷元素的形态分析与去除技术已成为当前环境保护的研

究热点之一。不同的方法各有优缺点，应根据具体情况选择合适的技术手段，以达到最大的环境保护效益。同时，还需要加强对水体污染的源头控制，从而减轻环境保护和修复的压力，确保水体的健康和安全。