基于质量守恒测算底泥中氮、磷污染物释放量的方法及案例研究
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关 键 词 质 量 守 恒 底 泥 氮 磷 释 放 量 ＤＯＩ：１０．１５９８５／ｊ．ｃｎｋｉ．１００１—３８６５．２０１６．０４．０２０
Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｍ ｅｔｈｏｄ ａｎｄ ｃａｓｅ ａｂｏｕｔ ｒｅｌｅａｓｅ ｏｆ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ａｎｄ ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｓｅｄｉｍ ｅｎｔ ｂａｓ ｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｌａｗ ｏｆ
目前 ，针对河 流 湖泊 污染 底泥 中氮 、磷 释 放规 律
段 我 国实 行 水 污 染 物 控 制 的 指 标 是 ＣＯＤ 和 氨 氮 ， 的测算 方 法 主 要 有 实 验 室 模 拟 法 和 模 型估 算 法 两
２０１４年 总磷 首 度 超 越 氨 氮 成 为 全 国淡 水 环 境 中 的 种 。实 验室 模拟 法对 于研 究污 染物 在 底 泥与 间 隙水
主要 污 染指 标 之一 ，也 是湖 泊环 境 的首 要 污 染指 标 。 之 问 的交换 规 律 、污 染 物 来自百度文库放 特 征 与 分 布 规 律 以及
为 此 ，国家 环境 保 护“十三 五”规 划 将在 河 湖 、近 岸海 污 染 物 释 放 速 率 与 释 放 量 等 具 有 很 好 的 验 证 效
分 ，亦是 水 体 中各 种 营养 物 和 污 染 物 的 主要 蓄积 场 周 期测 算底 泥 中污染 物 释放 情 况 时 ，其 结 果 可 能 与
所 ＿】］。氮 、磷 等 营 养 元 素 进 入 水 体 后 沉 积 到 底 泥 实 际情 况相 差 较 大 。模 型估 算 法 是 利 用 物 理 概 念 、
完成 ，环 境 质量 改善 取 得 明显成 效 。《水 污 染 防 治行 制 、探讨 水 质 改 善 与污 染 物 总量 控 制 的 响应 关 系 提
动计 划 》中提 出 ，要采 取 控源 截 污 、垃圾 清 理 、清 淤疏 供 理 论依 据 。
浚 、生态 修 复等 措施 ，加 大黑 臭 水体 治 理 力度 。现 阶
域 等重 点 区域 以及 重 点 行 业新 增 对 总 氮 、总磷 实 行 果 ＿４ ］，但 实 验 室 模 拟 法 存 在 一定 的边 壁 效 应 ，无 法
污 染物 总量 控 制 。底泥 既是 自然水 域 的重 要 组 成部 完 全模 拟 自然 状 态下 的水 文 气 象 特 征 ，如果 以年 为
孙 宏 亮等 基 于 质 量 守 恒 测 算 底 泥 中氮 、磷 污 染 物 释 放 量 的 方 法 及 案 例 研 究
基 于 质 量 守 恒 测 算 底 泥 中 氮 、磷 污 染 物 释 放量 的 方 法 及 案 例研 究 ＊
孙 宏 亮 刘伟 江 郜 志云 井柳 新 洪筱 涵 马 乐宽
（环 境 保 护 部 环 境 规 划 院 ，北 京 １０００１２）
摘 要 解析底泥污染物的进 出总量 、沉积量 、降解量 和大气 降水补 给量等参数迁移转化 特征 ，基于质量 守恒 定律 ，建立宏 观的 质 量 衡 算 模 型 。 以 邛 海 为 例 ，计 算 得 出 底 泥 总 氮 年 释 放 量 约 为 ２４３．６３ ｔ，平 均 释 放 速 率 为 ２４．３ ｍｇ／（ｍ ·ｄ）；总 磷 年 释 放 量 约 为 ９３．２８ ｔ，平 均 释 放 速率 为 ９．３ ｍｇ／（ｍ。·ｄ）。此 外 ，通 过对 比 现 有 的 相关 研 究成 果 ，认 为该 测 算方 法 得 出 的结 论 基 本 符 合 客 观 规 律 。
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ： ｍａｓｓ ｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎ；ｓｅｄｉｍ ｅｎｔ；ｎｉｔｒｏｇｅｎ；ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ；ｒｅｌｅａｓｅ ａｍ ｏｕｎｔ
“十二 五”期 间 ，全 国 主要 污 染 物 减 排 目标 超 额 防 治 或修 复 工 程 ，而 且 还 能 为 落 实 污 染 物 总 量 控
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｍａｓｓ ｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎ，ｔｈｅ ｍｏｖｅｍｅｎｔ ａｎｄ ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ ０ｆ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ａｎｄ ｐｈｏｓｐｈｒｕｓ ｉｎ ｔｈｅ ｓｅｄｉｍ ｅｎｔ ｃｏｕｌｄ ｂｅ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ ｂｙ ａｎａｌｙｚｉｎｇ ｔｈｅ ｐｏｌｌｕｔａｎｔｓ ｉｎｐｕｔ ａｎｄ ｏｕｔｐｕｔ ｖｏｌｕｍ ｅ，ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ，ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ ａｎｄ ｐｒｅｃｉｐ— ｉｔａｔｉｏｎ ｒｅｃｈａｒｇｅ ａｍ ｏｕｎｔ，ｔｈｅｎ ｔｈｅ ｍａｔｅｒｉａｌ ｂａｌａｎｃｅ ｅｑｕａｔｉｏｎ ｃｏｕｌｄ ｂｅ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ．Ｔａｋｅ Ｑｉｏｎｇｈａｉ ａｓ ａｎ ｅｘａｍｐｌｅ，ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ａｖｅｒａｇｅ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｒｅｌｅａｓｅ ｒａｔｅ ｗａｓ ２４．３ ｒａ ｇ／（ｍ。·ｄ），ｔｏｔａ１ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｒｅｌｅａｓｅ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｓｅｄｉｍ ｅｎｔ ｗａｓ ２４３．６３ ｔ； ａｖｅｒａｇｅ ｐｈｏｓｐｈｒｕｓ ｒｅｌｅａｓｅ ｒａｔｅ ｗａｓ ９．３ ｍ ｇ／（ｍ ·ｄ）．ｔｏｔａｌ ｐｈｏｓｐｈｒｕｓ ｒｅｌｅａｓｅ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｓｅｄｉｍｅｎｔ ｗａｓ ９３．２８ ｔ．Ｂｅｓｉｄｅｓ ｔｈｅｓｅ，ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ｃｏｍ ｐａｒｉｓｏｎ ｗｉｔｈ ｃｕｒｒｅｎｔ ｒｅｌｅｖａｎｔ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｒｅｓｕｌｔｓ，ｔｈｉｓ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔ ｗａｓ ｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔ ｗ ｉｔｈ ｔｈｅ ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ ｒｕｌｅｓ．
ｍａｓｓ ｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎ ＳＵＮ Ｈ ｏｎｇｌｉａｎｇ，Ｌ儿，Ｗ ｅｉｊｉａｎｇ ，ＧＡＯ Ｚｈｉｙｕｎ，ＪＩＮＧ Ｌｉｕｘｉｎ，Ｈ ＯＮ Ｇ Ｘｉａｏｈａｎ，Ｍ Ａ Ｌｅｋｕａｎ． （Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ｆｏｒ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｐｌａｎｎｉｎｇ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００１２）
Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｍ ｅｔｈｏｄ ａｎｄ ｃａｓｅ ａｂｏｕｔ ｒｅｌｅａｓｅ ｏｆ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ａｎｄ ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｓｅｄｉｍ ｅｎｔ ｂａｓ ｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｌａｗ ｏｆ
目前 ，针对河 流 湖泊 污染 底泥 中氮 、磷 释 放规 律
段 我 国实 行 水 污 染 物 控 制 的 指 标 是 ＣＯＤ 和 氨 氮 ， 的测算 方 法 主 要 有 实 验 室 模 拟 法 和 模 型估 算 法 两
２０１４年 总磷 首 度 超 越 氨 氮 成 为 全 国淡 水 环 境 中 的 种 。实 验室 模拟 法对 于研 究污 染物 在 底 泥与 间 隙水
主要 污 染指 标 之一 ，也 是湖 泊环 境 的首 要 污 染指 标 。 之 问 的交换 规 律 、污 染 物 来自百度文库放 特 征 与 分 布 规 律 以及
为 此 ，国家 环境 保 护“十三 五”规 划 将在 河 湖 、近 岸海 污 染 物 释 放 速 率 与 释 放 量 等 具 有 很 好 的 验 证 效
分 ，亦是 水 体 中各 种 营养 物 和 污 染 物 的 主要 蓄积 场 周 期测 算底 泥 中污染 物 释放 情 况 时 ，其 结 果 可 能 与
所 ＿】］。氮 、磷 等 营 养 元 素 进 入 水 体 后 沉 积 到 底 泥 实 际情 况相 差 较 大 。模 型估 算 法 是 利 用 物 理 概 念 、
完成 ，环 境 质量 改善 取 得 明显成 效 。《水 污 染 防 治行 制 、探讨 水 质 改 善 与污 染 物 总量 控 制 的 响应 关 系 提
动计 划 》中提 出 ，要采 取 控源 截 污 、垃圾 清 理 、清 淤疏 供 理 论依 据 。
浚 、生态 修 复等 措施 ，加 大黑 臭 水体 治 理 力度 。现 阶
域 等重 点 区域 以及 重 点 行 业新 增 对 总 氮 、总磷 实 行 果 ＿４ ］，但 实 验 室 模 拟 法 存 在 一定 的边 壁 效 应 ，无 法
污 染物 总量 控 制 。底泥 既是 自然水 域 的重 要 组 成部 完 全模 拟 自然 状 态下 的水 文 气 象 特 征 ，如果 以年 为
孙 宏 亮等 基 于 质 量 守 恒 测 算 底 泥 中氮 、磷 污 染 物 释 放 量 的 方 法 及 案 例 研 究
基 于 质 量 守 恒 测 算 底 泥 中 氮 、磷 污 染 物 释 放量 的 方 法 及 案 例研 究 ＊
孙 宏 亮 刘伟 江 郜 志云 井柳 新 洪筱 涵 马 乐宽
（环 境 保 护 部 环 境 规 划 院 ，北 京 １０００１２）
摘 要 解析底泥污染物的进 出总量 、沉积量 、降解量 和大气 降水补 给量等参数迁移转化 特征 ，基于质量 守恒 定律 ，建立宏 观的 质 量 衡 算 模 型 。 以 邛 海 为 例 ，计 算 得 出 底 泥 总 氮 年 释 放 量 约 为 ２４３．６３ ｔ，平 均 释 放 速 率 为 ２４．３ ｍｇ／（ｍ ·ｄ）；总 磷 年 释 放 量 约 为 ９３．２８ ｔ，平 均 释 放 速率 为 ９．３ ｍｇ／（ｍ。·ｄ）。此 外 ，通 过对 比 现 有 的 相关 研 究成 果 ，认 为该 测 算方 法 得 出 的结 论 基 本 符 合 客 观 规 律 。
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ： ｍａｓｓ ｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎ；ｓｅｄｉｍ ｅｎｔ；ｎｉｔｒｏｇｅｎ；ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ；ｒｅｌｅａｓｅ ａｍ ｏｕｎｔ
“十二 五”期 间 ，全 国 主要 污 染 物 减 排 目标 超 额 防 治 或修 复 工 程 ，而 且 还 能 为 落 实 污 染 物 总 量 控
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｍａｓｓ ｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎ，ｔｈｅ ｍｏｖｅｍｅｎｔ ａｎｄ ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ ０ｆ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ａｎｄ ｐｈｏｓｐｈｒｕｓ ｉｎ ｔｈｅ ｓｅｄｉｍ ｅｎｔ ｃｏｕｌｄ ｂｅ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ ｂｙ ａｎａｌｙｚｉｎｇ ｔｈｅ ｐｏｌｌｕｔａｎｔｓ ｉｎｐｕｔ ａｎｄ ｏｕｔｐｕｔ ｖｏｌｕｍ ｅ，ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ，ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ ａｎｄ ｐｒｅｃｉｐ— ｉｔａｔｉｏｎ ｒｅｃｈａｒｇｅ ａｍ ｏｕｎｔ，ｔｈｅｎ ｔｈｅ ｍａｔｅｒｉａｌ ｂａｌａｎｃｅ ｅｑｕａｔｉｏｎ ｃｏｕｌｄ ｂｅ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ．Ｔａｋｅ Ｑｉｏｎｇｈａｉ ａｓ ａｎ ｅｘａｍｐｌｅ，ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ａｖｅｒａｇｅ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｒｅｌｅａｓｅ ｒａｔｅ ｗａｓ ２４．３ ｒａ ｇ／（ｍ。·ｄ），ｔｏｔａ１ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｒｅｌｅａｓｅ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｓｅｄｉｍ ｅｎｔ ｗａｓ ２４３．６３ ｔ； ａｖｅｒａｇｅ ｐｈｏｓｐｈｒｕｓ ｒｅｌｅａｓｅ ｒａｔｅ ｗａｓ ９．３ ｍ ｇ／（ｍ ·ｄ）．ｔｏｔａｌ ｐｈｏｓｐｈｒｕｓ ｒｅｌｅａｓｅ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｓｅｄｉｍｅｎｔ ｗａｓ ９３．２８ ｔ．Ｂｅｓｉｄｅｓ ｔｈｅｓｅ，ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ｃｏｍ ｐａｒｉｓｏｎ ｗｉｔｈ ｃｕｒｒｅｎｔ ｒｅｌｅｖａｎｔ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｒｅｓｕｌｔｓ，ｔｈｉｓ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔ ｗａｓ ｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔ ｗ ｉｔｈ ｔｈｅ ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ ｒｕｌｅｓ．
ｍａｓｓ ｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎ ＳＵＮ Ｈ ｏｎｇｌｉａｎｇ，Ｌ儿，Ｗ ｅｉｊｉａｎｇ ，ＧＡＯ Ｚｈｉｙｕｎ，ＪＩＮＧ Ｌｉｕｘｉｎ，Ｈ ＯＮ Ｇ Ｘｉａｏｈａｎ，Ｍ Ａ Ｌｅｋｕａｎ． （Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ｆｏｒ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｐｌａｎｎｉｎｇ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００１２）