太湖沉积物氮磷吸附_解吸特征分析

PN结果与分析
图 MN太湖采样点示意 =AUB"!1CN 7R2CA:> 4CH@M:7PA8U9:@MCFN;A8UM9C9A78M
MOE ! 测 定 方 法 MOEOM ! 氮 的 吸 附 热 力 学 实 验
用氯化铵分别配置 氮 的 浓 度 梯 度!(‘((( (‘")( (‘’(( "‘((( "‘)(( ’‘((( E‘((( &‘(( FUO4B按水土 质量比 "((o" 加 入 沉 积 物 和 不 同 浓 度 的 含 氮 溶 液B ’)m下振荡 ’ :$离心") ((( KOFA8$ ) FA8# $取 上 清 液 过 (‘E) "F 混 合 纤 维 滤 膜 后 测 定 上 覆 水 中
水环境$ +DFCA;! GAC8UIACJLKC@MB7KUBL8
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环!!境!!科!!学
*’ 卷
MN材料与方法
MOM ! 研 究 区 域 太 湖 位 于 长 江 三 角 洲 南 缘$ *(t))uE’vg
*"t**u)(v,( ""#t)*uE)vg"’(t*%u")v+之间$全湖水 面面积’ **& HF’ $ 是 我 国 第 三 大 淡 水 湖$ 属 典 型 的 大型浅水湖泊B MOP ! 样 品 的 采 集 和 预 处 理
当溶液浓度较低时*")+ ! S <* =5@ i,3V
式 中$ S 为 吸 附 量 " FUOHU#’ 5@ 为 平 衡 质 量 浓 度 "FUO4#$ ,3V为沉积物本底吸附态氮磷 " FUOHU#$* 为斜率" 4OHU# $可用来衡量沉积物对氮磷的吸附效率B
上覆水和间隙 水 中 ,\EaD,采 用 纳 氏 试 剂 比 色 法$W.V采用 磷 钼 蓝 比 色 法 测 定 *"%+ $ 所 有 样 品 分 析 均做 * 次重复$实验结果均以 * 次样品的平均值表 示"* 次分析结果的误差范围 r)j# $实验数 据采 用 +IL@;’(($( 5V55 "%‘( 以 及 3KLZ.5 软 件 进 行 统 计 检验(多元回归和插图制作B
,\EaD,浓 度 B MOEOP ! 磷 的 吸 附 热 力 学 实 验
用磷 酸 二 氢 钾 配 制 磷 的 浓 度 梯 度! (‘(((( (‘("(( (‘(’(( (‘(’)( (‘()(( (‘"((( (‘’((( (‘E((( (‘&(( FUO4B按水 土 质 量 比 "(( o" 加 入 沉 积 物和不同浓度的含磷溶液B于’)m下振荡 E& :$离心 ") ((( KOFA8$ ) FA8# $取上清液过 (‘E) "F混合 纤 维滤膜后测定上覆水中溶解性无机磷" W.V# 浓度B MOQ ! 分 析 方 法
POM!沉积物中氨氮的吸附 O解吸 沉积物 中 的 有 机 氮 可 通 过 矿 化 作 用 分 解 为
,\EaD,$再通过交换作 用 进 入 水 体 即 沉 积 物 作 为 上 覆水氮的, 源- ’ 上 覆 水 中 的 ,\EaD,也 可 反 向 进 入 沉积物$在沉积物中积累$即沉积物作为上覆水氮的 , 汇- B在这 种 交 换 过 程 中 氮 主 要 以 ,\EaD,的 形 式 存在 *"$+ B
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用柱 状 采 样 器 " T++^+/$ +AGH@;HCFN$ ,4$ !k "’ LF# 于 ’((# 年 "( 月分别在太湖采集上覆水和表 层 "( LF 的 沉 积 物 样 品$共 #( 个$样 品 用 冷 冻 保 温 箱运回实 验 室B所 有 采 样 点 点 位 采 用 ZV5 进 行 定 位$具体位置见 图 "‘水 样 采 集 后 ’E : 内 测 定 氨 氮 " ,\EaD,# 和溶 解 性 无 机 磷 " W.V# B取 ’)( U新 鲜 沉 积物样品 于"( ((( KOFA8 离 心 "( FA8 获 得 间 隙 水$ 过 (‘E) "F 混 合 纤 维 滤 膜$ 滤 液 Em 冷 藏 保 存$ 待 测B另 取 "( U新 鲜 沉 积 物 样 品 测 定 含 水 率B沉 积 物 经冷冻 干 燥(研 磨(过 "(( 目 筛 后 保 存 于 封 口 袋 中 备用B
目前对沉积 物 吸 附 O解 吸 方 面 的 研 究 主 要 集 中
在吸附动力学(线性拟合(吸附等温线及其沉积物吸 附 O解吸的影响 因 素 等 方 面 *"( g"E+ $ 但 对 湖 泊 进 行 系 统综合采样$用于全面了解氮磷吸附 O解吸平衡点并 将其与上覆水中氮 磷 浓 度 相 联 系 的 研 究 还 较 少B本 研究通过对太湖 的 大 量 样 品 的 吸 附 O解 吸 实 验 来 确 定太湖各湖区沉积物的,源-,汇- 状况$并对沉积物 氮磷吸附 O解吸平衡 点 浓 度 与 其 它 相 应 指 标 进 行 相 关性分析$以期为 建 立 我 国 湖 泊 沉 积 物 环 境 质 量 基 准以及底泥疏浚深度的确定提供数据支撑B
第 *’ 卷第 ) 期 ’("" 年 ) 月
环!!境!!科!!学 +,-./0,1+,23456.+,6+
-7;B*’ $,7B) 1C<$’(""
太湖沉积ຫໍສະໝຸດ Baidu氮磷吸附 b解吸特征分析
姜霞" $ 王秋娟"$ ’ $ 王书航" $ 金相灿" $ 李永峰’
""‘中国环境科学研究院$ 北京!"((("’’ ’‘东北林业大学林学院$ 哈尔滨!")((E(# 摘要!通过 #( 组 吸 附 O解 吸 实 验 研 究 了 太 湖 沉 积 物 氮(磷 的 吸 附 O解 吸 等 温 线 特 征$同 时 将 平 衡 点 浓 度(本 底 吸 附 量(吸 附 效 率 与间隙水(沉积物中各形态氮(磷进行相关性分析$以期对太湖沉积物的, 源- (, 汇- 情况进行分析B结果表明$在供试 的 浓 度 范 围内$沉积物氮磷的吸附 O解吸等温线呈显著线性关系$全湖氮的平均 吸 附 O解 吸 平 衡 点 浓 度 为 "‘"( FUO4’ 磷 的 平 均 吸 附 O解 吸平衡点浓度为 (‘"" FUO4B平均沉积物本底吸附态氮为 ’*‘)) FUOHU(平均本底吸附态磷为 ""‘$’ FUOHU$在污染较严 重 的 地 区沉积物的本底吸附态氮磷值较大’ 沉积物对氮的平 均 吸 附 效 率 为 ’*‘"E 4OHU$对 磷 的 平 均 吸 附 效 率 为 "(’‘(# 4OHUB氮(磷 吸附 O解吸平衡点浓度均与间隙水(沉积物中氨氮 和 无 机 磷 表 现 出 明 显 的 相 关 性B通 过 吸 附 O解 吸 平 衡 点 的 分 析 发 现!从 总 体 上看$太湖沉积物是上覆水体营养盐的, 源- B 关键词!太湖’ 氮’ 磷’ 吸附 O解吸’ 吸附速率 中图分类号!_)’E!文献标识码!3!文章编号!(’)(D**(" "’("" #()D"’&) D($
收稿日期#’("(D()D’$ ’修订日期#’("(D"(D(# 基金项目#国家 水 体 污 染 控 制 与 治 理 科 技 重 大 专 项 " ’((&[_($"("D
("(# ’ 国家自然科学基金项目"’"($$(#$# 作者简介#姜霞""#$E g# $ 女$ 博士$ 研究员$ 主要研究方向为湖 泊
!!湖泊富营养化是我国湖泊(水库面临的重大环 境问题B上覆水体 中 的 氮 磷 过 量 就 会 使 湖 泊 中 的 藻 类大量繁殖导致湖 泊 富 营 养 化B输 入 湖 泊 水 体 的 营 养性污染物一部分会经过物理(化学和生物过程累 积在沉积 物 中 成 为 湖 泊 氮( 磷 内 负 荷 的 源 *" g*+ B同 时$污染物在沉积 物 和 间 隙 水 之 间 进 行 着 不 间 断 的 平衡交换$当上覆水体中氮磷含量较低时$沉积物中 的营养物质又会通过吸附 O解吸重新释放到水相中$ 成为引起湖泊富营养化的内源 *E g&+ B研 究 表 明!沉 积 物中氮磷等营养物质释放对太湖的富营养化起到不 可 忽 视 的 作 用$ 其 中 总 磷 " 2V# 污 染 负 荷 达 到 E&‘*%j$总氮" 2,# 的 污 染 负 荷 达 到 ’%‘)#j *#+ B因 此沉积物中氮磷 的 吸 附 O解 吸 的 研 究 对 于 湖 泊 富 营 养化的研究具有重要意义B
单位质量 沉 积 物 的 吸 附 量 S" UOHU# 根 据 下 式 计算!
S <" 5( K5@# =FGB 式中$F为加入样品中的溶液体积" 4# ’ B 为 沉积 物 干样的重量" U# ’5( 为原溶液中 氮 磷 浓 度 " FUO4# ’5@ 为实验结束后溶液中氮磷浓度" FUO4# B利用 回 归法 即可计算 出 吸 附 O解 吸 平 衡 浓 度 * 沉 积 物 对 氮 或 磷 的吸附量 为 ( " UOHU# 时$ 溶 液 中 ,\EaD,或 W.V的 浓度$分别用 +6( 和 +V6( 表示+ B