東昌湖補(bǔ)水過程中氮的變化及沉積物對氨氮的吸附-解吸特征研究.pdf

1、氮的外源污染、沉積物的內(nèi)源氮污染和氮的形態(tài)轉(zhuǎn)化與釋放規(guī)律是當(dāng)前湖泊研究的熱點(diǎn)，也是治理湖泊富營養(yǎng)化面臨的主要問題。城市淺水湖泊具有與深水湖泊不同的獨(dú)特特點(diǎn)，其水體和沉積物中氮的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律更為復(fù)雜，東昌湖是我國北方城市人工淺水湖泊的典型代表，研究東昌湖中氮的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律和沉積物對氨氮的吸附-解吸特征可以為淺水湖泊富營養(yǎng)化的治理提供一定的參考依據(jù)。
　　本文以東昌湖為研究對象，監(jiān)測分析了引黃河補(bǔ)水期間水體溶解態(tài)氮、顆粒態(tài)氮等的遷移轉(zhuǎn)

2、化規(guī)律，運(yùn)用連續(xù)分級浸取法分析了表層沉積物中氮的不同形態(tài)含量及其賦存特征，探討了氮的不同形態(tài)在沉積物-水界面氮循環(huán)中的作用，并通過室內(nèi)模擬實(shí)驗(yàn)研究了沉積物的特性如粒度、有機(jī)質(zhì)、擾動(dòng)、粘土礦物成分4個(gè)因素對氨氮吸附-解吸的影響。
　　本文的主要研究結(jié)果和結(jié)論如下：
　?。?）高污染負(fù)荷高含沙量的黃河補(bǔ)水對東昌湖水體和沉積物中氮的賦存特征都造成了很大影響。湖泊水體中主要污染物是TN和CODcr，兩者含量基本都高于Ⅴ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，水

3、體有呈現(xiàn)富營養(yǎng)化趨勢。臨近補(bǔ)水口的湖區(qū)受黃河補(bǔ)水影響最顯著，水體各形態(tài)氮的遷移轉(zhuǎn)化主要受外源補(bǔ)水、顆粒物的吸附作用和硝化細(xì)菌、氨化細(xì)菌的作用影響，其中氨氮的變化受黃河懸浮泥沙顆粒物的影響最大。懸浮泥沙顆粒物對水體中氮的遷移轉(zhuǎn)化和降低氮的污染負(fù)荷起到了積極作用。
　?。?）沉積物的可轉(zhuǎn)化態(tài)氮含量較高，內(nèi)源氮釋放導(dǎo)致的水體富營養(yǎng)化可能性較大?？偪赊D(zhuǎn)化態(tài)氮含量在214.01~440.47 mg/kg之間，其占總氮的百分比在18.86％~

4、59.20%之間。Ⅰ和Ⅲ湖區(qū)表層沉積物中總可轉(zhuǎn)化態(tài)氮含量較其他湖區(qū)高，這與該兩湖區(qū)臨近兩個(gè)補(bǔ)水口，常年受黃河補(bǔ)水影響有關(guān)。
　?。?）沉積物中各形態(tài)氮的賦存特征和參與氮循環(huán)的能力差異較大。各形態(tài)氮對總可轉(zhuǎn)化態(tài)氮的貢獻(xiàn)率大小依次是強(qiáng)氧化劑可提取態(tài)氮（SOEF-N）>弱堿可提取態(tài)氮（WAEF-N）>強(qiáng)堿可提取態(tài)氮（SAEF-N）>離子可交換態(tài)氮（IEF-N），其中IEF-N最易釋放到水體中，對湖泊的富營養(yǎng)化貢獻(xiàn)最大的氮形態(tài)，其來源可能

5、是與鐵錳氧化物有關(guān)，SAEF-N與SOEF-N可能具有相似的來源。沉積物的粒度和有機(jī)質(zhì)含量對各形態(tài)氮的含量和分布有重要影響，非轉(zhuǎn)化態(tài)氮主要存在于0.004~0.032mm的細(xì)粉砂沉積物中。
　?。?）有機(jī)質(zhì)含量的增加、粒度的減小和一定范圍內(nèi)擾動(dòng)強(qiáng)度的增加都可以使沉積物對氨氮的吸附固定能力增加。粘土礦物成分和含量對沉積物中氨氮的吸附-解吸影響顯著，其對氨氮的吸附和固定能力隨著粘土礦物含量的升高而增大，整體來看對氨氮的吸附固定能力大小