內(nèi)河沉積物耗氧（sod）對水體改善的影響研究【開題報告+文獻綜述+畢業(yè)論文】

1、<p><b>　　本科畢業(yè)論文系列</b></p><p><b>　　開題報告</b></p><p><b>　　環(huán)境工程</b></p><p>　　內(nèi)河沉積物耗氧（SOD）對水體改善的影響研究</p><p><b>　　選題的背景與意義</

2、b></p><p>　　隨著城市化進程的發(fā)展，污染物不斷被排入城市內(nèi)河并逐漸在沉積物中富集，使得內(nèi)河受到不同程度的污染。由于城市內(nèi)河和與地表徑流大不相同，大多內(nèi)河水系與外水系不連通，水流流速緩慢，因而容易造成過剩營養(yǎng)物質(zhì)的沉積。當內(nèi)河水體的外源污染較嚴重時，污染物濃度通量是向下的，污染物匯集到內(nèi)河底泥中；當外源污染受到有效控制后，底泥中的污染物濃度通量是向上的，污染物將從底泥釋放到上覆水體中，成為內(nèi)河水體

3、的內(nèi)污染源。因此，內(nèi)河沉積物既可以成為水體污染的匯，又可以成為水體污染的源。目前對于城市內(nèi)河的研究多集中于水體有機物污染和富營養(yǎng)化，而由沉積物耗氧引起的內(nèi)河發(fā)黑發(fā)臭等缺氧癥狀成了內(nèi)河治理中的瓶頸，因此研究內(nèi)河沉積物耗氧（SOD）對水體改善的影響對內(nèi)河治理具有重大意義。</p><p>　　沉積物耗氧（SOD）指水體底部沉積物消耗上覆水中溶解氧(DO)的速率。SOD可分為兩部分：（1）上覆水體擴散到水底沉積物中的溶

4、解氧被消耗，其中包括底泥中還原性物質(zhì)的化學耗氧和棲息在表層底泥的好氧微生物及無脊椎動物的呼吸耗氧（BSOD）；（2）底泥中的還原態(tài)物質(zhì)擴散到上覆水體中被氧化的化學耗氧（CSOD）。SOD是對水體溶解氧有較大影響的一項指標，研究指出，沉積物的耗氧約占整個水體耗氧的90%，對其上覆水DO含量影響很大。因此，研究沉積物耗氧（SOD）對水體改善的影響對于今后的內(nèi)河缺氧治理具有重大意義。</p><p>　　主要研究內(nèi)容與

5、擬解決問題</p><p>　　1、研究相關文獻，熟悉SOD的測定方法，并能夠在實驗過程中應用。</p><p>　　2、選擇本課題中SOD測定過程中的影響因素（如水體流速、溫度、穩(wěn)定時間等）。</p><p>　　3、根據(jù)所需研究的參數(shù)確定實驗方案，并對實驗進行詳細、嚴格的計劃。</p><p>　　4、了解課題中所測參數(shù)的測定要求，掌握其

6、測定方法。</p><p>　　5、建立SOD測定過程中各參數(shù)隨時間變化規(guī)律，找出主控因子。</p><p>　　6、研究SOD與水體黑臭的關系及對水體水質(zhì)改善的影響。</p><p><b>　　研究方法與技術路線</b></p><p><b>　?。?）研究方法</b></p>

7、<p>　　設計滿足各影響因素測定的實驗條件，采用單管無擾動沉積物采樣器采集沉積物樣品，在實驗的基礎之上，研究各主要環(huán)境因素（水體流速、溫度、穩(wěn)定時間等）對內(nèi)河沉積物中耗氧物質(zhì)擴散速率的影響，通過統(tǒng)計分析探討沉積物耗氧（SOD）對內(nèi)河水體質(zhì)量的影響。</p><p><b>　　（2）技術路線</b></p><p><b>　　計劃進度</

8、b></p><p>　　2010年11月26日――2010年12月15日，完成開題報告和文獻綜述，進行開題；</p><p>　　2010年12月16日――2011年5月6日，實驗設備的設計和加工，實驗的開展，數(shù)據(jù)的處理以及論文的撰寫;</p><p>　　2011年5月7日――2011年5月12日，完成論文的撰寫工作，定稿，準備答辯;</p>

9、<p>　　2011年5月13日，答辯。</p><p><b>　　主要參考文獻</b></p><p>　　[1] 李文紅,陳英旭,孫建平.不同溶解氧水平對控制底泥向上覆水體釋放污染物的影響研究[J]. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學學報,2003,22（2）：170-173.</p><p>　　[2] 濮培民，王國祥，胡春華,等. 底泥疏浚能

10、控制湖泊富營養(yǎng)化嗎？[J]. 湖泊科學20002,12（3）：69-279.</p><p>　　[3] 袁文權，張錫輝，張麗萍.不同供氧方式對水庫底泥氮磷釋放的影響[J]. JOURNAL OF LAKE SCIENCES 2004,16（1）：28-34.</p><p>　　[4] 張毓祥，劉登國.底泥營養(yǎng)物通量研究進展[J]. 上海環(huán)境科學2009,28（3）：125-129.&l

11、t;/p><p>　　[5] Hu W.F., W. Chua Lo, H., Sin S.N., Yu P.H.F.(2001) Nutrient release and sediment oxygen demand in a eutrophic land-locked embayment in Hong Kong. Environment International 26, 369-375.</p>

12、<p>　　[6] 黃勇華.污染河涌生態(tài)恢復的可行性方法[J]. 污染防治技術.2003,16(2)：31-33.</p><p>　　[7] 劉德明.淺談城市內(nèi)河治理的方法[J].福建建筑.2005,3：101-102.</p><p>　　[8] 徐祖信. 河流污染治理技術與實踐[M].中國水利電力出版社,2002：120-121.</p><p>

13、　　[9] 王敏，張明旭.蘇州河武寧路斷面底泥需氧量的測定[J]. 上海環(huán)境科學2003,22: 418-422.</p><p>　　[10] 林衛(wèi)青，顧友直.蘇州河底泥的耗氧量[J]. 上海環(huán)境科學,2001,20: 212-216.</p><p>　　[11] Chau K.W. (2002) Field measurements of SOD and sediment nutri

14、ent fluxes in a land-locked embayment in Hong Kong. Advances in Environmental Research 6, 135-142.</p><p>　　[12] R . Walker, W. Snodgrass, Model for sediment oxygen demand in lakes. Journal of Environmental

15、Engineering 112 (1986) 25.</p><p>　　[13] Berthelson C. R., Cathcart T. P. & Pote J. W.(1996) In Situ Measurement of Sediment Oxygen Demand in Catfish Ponds. Aquacultural Engineering, 15(4), 261-271.</

16、p><p>　　[14] Lansard Bruno, Rabouille Christophe, Denis Lionel , Grenz Christian.(2008) In situ oxygen uptake rates by coastal sediments under the influence of the Rho?ne River (NW Mediterranean Sea), Continent

17、al Shelf Research 28, 1501-1510.</p><p>　　[15] 張麗萍，袁文權，張錫輝.底泥污染物釋放動力學研究[J].環(huán)境污染治理技術與設備，2003，4(2)：22-27.</p><p>　　[16] M. Higashino,C. Gantzer, H. Stefan, Unsteady diffusional mass transfer at th

18、e sediment/water interface: Theory and significance for SOD measurement. Water Research 38 (2004)：1-12.</p><p>　　[17] 王紹友，徐繼榮.一種無邊界擾動的單管無擾動采樣器：中國專利，ZL200410026847.3[P],2004.</p><p>　　[18] 汪 燕.便攜

19、式溶解氧儀與碘量法測定溶解氧的置信度與精密度比較[J].江西化工,2005,3：113-114.</p><p>　　[19] 馬曉磊，徐繼榮，張德民等.城市內(nèi)河強還原性沉積物耗氧及相關因素研究.環(huán)境科學研究23(2010) 1501-1507.</p><p>　　[20] 國家環(huán)境保護總局《水和廢水監(jiān)測分析方法》編委會. 水和廢水監(jiān)測分析方法[M] . 4 版. 北京：中國環(huán)境科學出版

20、社，2002.</p><p><b>　　畢業(yè)論文文獻綜述</b></p><p><b>　　環(huán)境工程</b></p><p>　　內(nèi)河沉積物耗氧（SOD）對水體改善的影響研究</p><p>　　摘要：大量的城市污染物排放到水體并沉積下來，造成城市內(nèi)河的負擔越來越大。城市內(nèi)河沉積物中有機物造成

21、的內(nèi)源性污染，尤其是沉積物耗氧引發(fā)的水體缺氧成為了水體改善的一大難題。改善城市內(nèi)河水質(zhì)的最重要途徑是降低內(nèi)河沉積物耗氧（SOD）對水體改善的影響，常用方法有引水沖污、生物治理、物理增氧等方法。在現(xiàn)有國內(nèi)外研究的基礎上，研究SOD的數(shù)學模型，設計實驗方案測定水體中的沉積物耗氧情況，探尋內(nèi)河沉積物耗氧（SOD）對水體改善的影響。</p><p>　　關鍵詞：城市內(nèi)河；沉積物耗氧；水體改善</p><

22、;p><b>　　1. 前言</b></p><p>　　隨著城市化進程的發(fā)展，污染物不斷被排入城市內(nèi)河并逐漸在沉積物中富集，使得內(nèi)河受到不同程度的污染。由于城市內(nèi)河和與地表徑流大不相同，大多內(nèi)河水系與外水系不連通，水流流速緩慢，因而容易造成過剩營養(yǎng)物質(zhì)的沉積。當內(nèi)河水體的外源污染較嚴重時，污染物濃度通量是向下的，污染物匯集到內(nèi)河底泥中；當外源污染受到有效控制后，底泥中的污染物濃度通量

23、是向上的，污染物將從底泥釋放到上覆水體中，成為內(nèi)河水體的內(nèi)污染源[1]。因此，內(nèi)河沉積物既可以成為水體污染的匯，又可以成為水體污染的源。目前對于城市內(nèi)河的研究多集中于水體有機物污染和富營養(yǎng)化[2-5]，而由沉積物耗氧引起的內(nèi)河發(fā)黑發(fā)臭等缺氧癥狀成了內(nèi)河治理中的瓶頸，因此研究內(nèi)河沉積物耗氧（SOD）對水體改善的影響對內(nèi)河治理具有重大意義。</p><p>　　2. 改善內(nèi)河水質(zhì)的方法</p><

24、p>　　2.1 引水沖污工程</p><p>　　當前，我國許多改善城市內(nèi)河水質(zhì)大多都采用引水沖污的辦法。引水沖污工程是通過改變內(nèi)河原有的水動力條件，使得沖污區(qū)內(nèi)流量加大，流速提高，增加了水體中溶解氧的含量，進而減少黑臭，從而使得水質(zhì)得到改善[6]。 </p><p>　　但是引水沖污工程投資和日常運行費用巨大，已成為我國許多城市財政巨大負擔，也使城市內(nèi)河治理進入了惡性循環(huán)，造成引

25、水沖污時城市內(nèi)河水質(zhì)良好的假象，使城市內(nèi)河水質(zhì)的保持需要靠引水沖污才能達到。同時由于長期的引水沖污造成城市內(nèi)河自身生態(tài)環(huán)境完全喪失，非但沒有改善水體的水質(zhì)，而且使得內(nèi)河水體自身的生態(tài)平衡被破壞，其自身的恢復需要很長的時間。因而該方法在改善內(nèi)河水體方面是治標不治本，應適當加以控制。</p><p><b>　　2.2 生物工程</b></p><p>　　生物治理工程是

26、以恢復城市內(nèi)河水體自身水生生物為目的的。在城市內(nèi)河污染源得到有效遏制后，盡快恢復水體自身生態(tài)平衡系統(tǒng)，恢復和豐富城市內(nèi)河中水生生物鏈，使城市內(nèi)河水體自身具有一定的生物凈化和平衡功能，進而使城市內(nèi)河具有一定的水環(huán)境容量，對污染物具有一定的沖擊能力[7]。生物修復技術改善內(nèi)河水質(zhì)的優(yōu)勢在于，治理成本低，效果好，不產(chǎn)生二次污染。但其也仍存在著一些難度，例如恢復周期長，需創(chuàng)造出適合生物生存的環(huán)境。</p><p>　　2

27、.3 物理增氧工程</p><p>　　物理增氧的常用方法是水體人工曝氣，其可在短時間內(nèi)取得降低水體污染程度和提高溶解氧濃度的效果[8]，但要發(fā)揮水體人工曝氣復氧技術的實際效益,必須制訂應用該技術的具體方案，得出可行的增氧量、曝氣方式、季節(jié)最優(yōu)化組合。最大的特點是提高溶解氧濃度效果明顯，但其投資和日常運行成本高。</p><p>　　3. 沉積物耗氧（SOD）</p><

28、;p>　　3.1 沉積物耗氧（SOD）的定義</p><p>　　沉積物耗氧速率(sediment oxygen demand，簡稱SOD)是由英國的WELCH在1935年首次提出的，是指水體底部沉積物消耗上覆水中溶解氧（DO）的速率。沉積物耗氧（SOD）可分為兩部分： </p><p>　?。?）上覆水體擴散到水底沉積物中的溶解氧被消耗，其中包括底泥中還原性物質(zhì)的化學耗氧和棲息在

29、表層底泥的好氧微生物及無脊椎動物的呼吸耗氧（BSOD）；</p><p>　?。?）底泥中的還原態(tài)物質(zhì)擴散到上覆水體中被氧化的化學耗氧（CSOD）[9]。</p><p><b>　　SOD的國內(nèi)外研究</b></p><p>　　水體水質(zhì)的一個重要指標是水體中的溶解氧含量，而水體中溶解氧主要來源于大氣復氧和光合作用產(chǎn)氧等，而耗氧過程則包括生化

30、需氧(BOD)、底泥耗氧(SOD)、氨的硝化、及浮游植物和動物的呼吸等。SOD是反映內(nèi)河沉積物耗氧的綜臺指標，其中表層底泥中有機物生物降解和氨的硝化過程是SOD的主要構(gòu)成[10]，另外底泥中的鐵、錳、硫化物等的化學耗氧也可能對SOD有重要的作用。沉積物耗氧（SOD）在水體氧平衡中具有重要的作用，同時也是內(nèi)河水體治理過程中必不可少的一個重要參數(shù)。</p><p>　　國外學者對沉積物營養(yǎng)物質(zhì)遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律的研究，最早

31、可追溯到20世紀四、五十年代的實驗室和現(xiàn)場測定，20世紀七、八十年代時進入了研究高潮，并在20世紀八、九十年代總結(jié)出一些沉積物耗氧數(shù)學模型，對研究水質(zhì)改善起到了重要作用[11-14]。國內(nèi)對于沉積物耗氧的研究起步較晚，到20世紀八十年代才逐漸開始研究，由于測量技術難、水質(zhì)較差等原因，大多僅處于實驗研究階段。近幾年來，開始展開現(xiàn)場測量和數(shù)學模型相結(jié)合的研究，更準確地研究沉積物中營養(yǎng)物質(zhì)遷移擴散導致水體耗氧的規(guī)律，對水質(zhì)改善有極大的幫助。&

32、lt;/p><p><b>　　SOD的數(shù)學模型</b></p><p>　　在自然水體中，底泥與上覆水之間主要的相互作用是泥水界面間物質(zhì)的交換。沉入底泥或從底泥擴散到上覆水的溶解態(tài)、顆粒態(tài)物質(zhì)是水體內(nèi)化學和生物循環(huán)的重要組成部分。通常認為底泥消耗的氧可分為兩部分：第一部分是上覆水體擴散到水底沉積物中的溶解氧被消耗，其中包括底泥中還原性物質(zhì)的化學耗氧和棲息在表層底泥的好氧

33、微生物及無脊椎動物的呼吸耗氧；第二部分是底泥中的還原態(tài)物質(zhì)擴散到上覆水體中被氧化的化學耗氧。但是國外研究對于擴散進入上覆水體的物質(zhì)引起的耗氧行為的定義較模糊。沉積在底泥內(nèi)的有機物是底泥耗氧的根源，底泥消耗的氧都源于有機物的礦化，表層有機物在微生物呼吸作用下降解，產(chǎn)生呼吸耗氧；兼氧層、厭氧層有機物與底泥內(nèi)的氧化物反應，生成各種還原性物質(zhì)，這些物質(zhì)既產(chǎn)生化學耗氧又產(chǎn)生呼吸耗氧。</p><p>　　底泥污染物釋放的動

34、力學主要由兩個過程決定。一個是微生物的活動，它決定著污染物的相互轉(zhuǎn)化和存在形態(tài)，是否容易釋放和在什么條件下可能釋放等；另一個是水力過程，它決定著污染物在底泥孔隙內(nèi)部的傳質(zhì)速度，底泥懸浮狀態(tài)和沉積狀態(tài)，以及底泥顆粒對污染物的吸附攜帶等[15]。這兩個過程相互作用，相互影響，在很大程度上決定了底泥污染物的釋放動力學特征。</p><p>　　沉積物耗氧（SOD）的數(shù)學模型研究主要在于對泥水界面的非定向擴散傳質(zhì)的研究，

35、這是由傳質(zhì)和兩界面的生化反應共同控制的。這兩邊界層分別為水表面的擴散邊界層和沉積物中的滲透深度，這其中的一個或者兩個都能對SOD產(chǎn)生影響。這個傳質(zhì)的過程由沉積物控制還是由水界面控制取決于沉積物/水界面的剪切速率（U*）和沉積物的生化活性率（）。在穩(wěn)定狀態(tài)下，沉積物/水表面的剪切速度對DO具有較大影響，而當U* > 0.2 cm/s時對于有效深度沒有較大影響[16-19]。沉積物中的微生物活性更大時，SOD上界值較小，即µ

36、0> 50 mg/L d，U*> 0.1 cm/s時SOD<0.1g/cm2,當微生物在沉積物中的活性較低（µ0< 50 mg/L d）混合水含量較低（U*< 0.1 cm/s）難以達到穩(wěn)定狀態(tài)時，SOD的量可大大超過0.1g/cm2，換句話說SOD值高則更快達到穩(wěn)定狀態(tài)[20]。</p><p>　　4. SOD對水體水質(zhì)的影響</p><p>　

37、　影響水體水質(zhì)的一個重要指標是水體中的溶解氧含量，而水體中溶解氧主要來源于大氣復氧和光合作用產(chǎn)氧等，而沉積物中一部分還原性的有機質(zhì)可以直接消耗水體溶解氧，此外，一部分有機質(zhì)通過微生物降解間接消耗水體溶解氧。 微生物在不同條件下對不同特性的有機質(zhì)進行降解產(chǎn)生多種類型的產(chǎn)物，天然有機質(zhì)是穩(wěn)定性極好的天然腐殖質(zhì)類物質(zhì)，在實際自然條件下其氧化過程極為緩慢和有限，不會對水體產(chǎn)生污染危害。因此沉積物耗氧（SOD）對上覆水的溶解氧含量影響很大，而沉積

38、物耗氧（SOD）是由于沉積物中的還原性物質(zhì)消耗上覆水的氧氣引起的，根據(jù)fick定律，可知沉積物耗氧可能與溫度、沉積物質(zhì)量、時間等有關。</p><p><b>　　5. 結(jié)論與展望</b></p><p>　　綜上所述，在改善內(nèi)河水體水質(zhì)方面，目前雖有引水沖污工程和生物工程，卻仍存在這一些不足之處。且目前對于城市內(nèi)河水環(huán)境的研究多集中于水體有機物污染和富營養(yǎng)化，對沉積

39、物的研究主要集中在重金屬元素在存在方面，而在沉積物中有機質(zhì)積累耗氧造成的水體缺氧方面所做的研究還不夠。</p><p>　　隨著我國經(jīng)濟增長，經(jīng)濟環(huán)境友好型社會的提出，我國一些城市近些年已經(jīng)重視起沉積物耗氧對改善水質(zhì)方面的研究，雖然目前對此方面的研究我國仍處于相對初級階段，但我們有理由相信，沉積物耗氧對水體改善的研究有相當大發(fā)展空間，并將發(fā)揮其出色的作用。</p><p><b>

40、;　　參考文獻：</b></p><p>　　[1] 李文紅,陳英旭,孫建平.不同溶解氧水平對控制底泥向上覆水體釋放污染物的影響研究[J]. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學學報,2003,22（2）：170-173.</p><p>　　[2] 濮培民，王國祥，胡春華,等. 底泥疏浚能控制湖泊富營養(yǎng)化嗎？[J]. 湖泊科學20002,12（3）：69-279.</p><p&

41、gt;　　[3] 袁文權，張錫輝，張麗萍.不同供氧方式對水庫底泥氮磷釋放的影響[J]. JOURNAL OF LAKE SCIENCES 2004,16（1）：28-34.</p><p>　　[4] 張毓祥，劉登國.底泥營養(yǎng)物通量研究進展[J]. 上海環(huán)境科學2009,28（3）：125-129.</p><p>　　[5] Hu W.F., W. Chua Lo, H., Sin S.

42、N., Yu P.H.F.(2001) Nutrient release and sediment oxygen demand in a eutrophic land-locked embayment in Hong Kong. Environment International 26, 369-375.</p><p>　　[6] 黃勇華.污染河涌生態(tài)恢復的可行性方法[J]. 污染防治技術.2003,16(2)

43、：31-33.</p><p>　　[7] 劉德明.淺談城市內(nèi)河治理的方法[J].福建建筑.2005,3：101-102.</p><p>　　[8] 徐祖信. 河流污染治理技術與實踐[M].中國水利電力出版社,2002：120-121.</p><p>　　[9] 王敏，張明旭.蘇州河武寧路斷面底泥需氧量的測定[J]. 上海環(huán)境科學2003,22: 418-422

44、.</p><p>　　[10] 林衛(wèi)青，顧友直.蘇州河底泥的耗氧量[J]. 上海環(huán)境科學,2001,20: 212-216.</p><p>　　[11] Chau K.W. (2002) Field measurements of SOD and sediment nutrient fluxes in a land-locked embayment in Hong Kong. Adva

45、nces in Environmental Research 6, 135-142.</p><p>　　[12] R . Walker, W. Snodgrass, Model for sediment oxygen demand in lakes. Journal of Environmental Engineering 112 (1986) 25.</p><p>　　[13] Be

46、rthelson C. R., Cathcart T. P. & Pote J. W.(1996) In Situ Measurement of Sediment Oxygen Demand in Catfish Ponds. Aquacultural Engineering, 15(4), 261-271.</p><p>　　[14] Lansard Bruno, Rabouille Christop

47、he, Denis Lionel , Grenz Christian.(2008) In situ oxygen uptake rates by coastal sediments under the influence of the Rho?ne River (NW Mediterranean Sea), Continental Shelf Research 28, 1501-1510.</p><p>　　[

48、15] 張麗萍，袁文權，張錫輝.底泥污染物釋放動力學研究[J].環(huán)境污染治理技術與設備，2003，4(2)：22-27.</p><p>　　[16] M. Higashino,C. Gantzer, H. Stefan, Unsteady diffusional mass transfer at the sediment/water interface: Theory and significance for

49、SOD measurement. Water Research 38 (2004)：1-12.</p><p>　　[17] 王紹友，徐繼榮.一種無邊界擾動的單管無擾動采樣器：中國專利，ZL200410026847.3[P],2004.</p><p>　　[18] 汪 燕.便攜式溶解氧儀與碘量法測定溶解氧的置信度與精密度比較[J].江西化工,2005,3：113-114.</p&g

50、t;<p>　　[19] 馬曉磊，徐繼榮，張德民等.城市內(nèi)河強還原性沉積物耗氧及相關因素研究.環(huán)境科學研究23(2010) 1501-1507.</p><p>　　[20] 國家環(huán)境保護總局《水和廢水監(jiān)測分析方法》編委會. 水和廢水監(jiān)測分析方法[M] . 4 版. 北京：中國環(huán)境科學出版社，2002.</p><p><b>　　本科畢業(yè)設計</b>&

51、lt;/p><p><b>　　環(huán)境工程</b></p><p>　　內(nèi)河沉積物耗氧（SOD）對水體改善的影響研究</p><p>　　Research on sediment oxygen demand influencing on water in urban river</p><p><b>　　摘　要&l

52、t;/b></p><p>　　【摘要】城市內(nèi)河沉積物耗氧對水體改善有著重要的作用，是確定內(nèi)河治理方式、設計具體方案的基礎。采用一種無擾動的單管沉積物采樣器采集寧波市史魏家河，桑家河，直落河，戚隘河四條城市內(nèi)河的沉積物樣品，使用自行制做的SOD 測定裝置對城市內(nèi)河沉積物的耗氧特性及可能對水質(zhì)產(chǎn)生的影響進行了研究。實驗中用氧飽和的純水代替河水作為沉積物上覆水，用WTW在線水質(zhì)監(jiān)測儀測定密閉狀態(tài)下采樣

53、管內(nèi)上覆水溶解氧變化，采用恒溫水箱設置實驗溫度。分別測定了四條內(nèi)河的沉積物耗氧情況，同時確定了SOD與時間的關系，并探究了沉積物瞬時耗氧現(xiàn)象的相關影響因子，如外界擾動、溫度、沉積物質(zhì)量等。本實驗結(jié)果顯示戚隘河的SOD值明顯高于其他站點，總?cè)芙庋跸牧恳哺哂谄渌军c，達到穩(wěn)定所需時間較長。溫度和沉積物的性質(zhì)對沉積物的擴散有一定的促進作用，外界的擾動破壞原有水力條件的影響有待進步一研究。</p><p>　　【關鍵詞

54、】；內(nèi)河治理；沉積物；耗氧規(guī)律</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　【ABSTRACT】Sediment oxygen demand has important influence on water in urban river , which is the basis to selecte the reco

55、vering method and the specific design in urban river management. A sort of sediments single tube sampler without bound disturbance was employed to collect Shi Weijia river, Sang Jia river, Zhi Luo river and Qi Ai river&#

56、39;s sediment samples. While the SOD measurement device designed by ourselves was employed to study the characteristic of sediment oxygen demand of urba</p><p>　　【KEYWORDS】inner river governance;sediment;law

57、 of oxygen demand</p><p><b>　　目　錄</b></p><p><b>　　摘　要I</b></p><p>　　AbstractI</p><p><b>　　目　錄II</b></p><p><b>

58、　　1引言3</b></p><p>　　1.1內(nèi)河治理現(xiàn)狀3</p><p>　　1.1.1引水沖污工程4</p><p>　　1.1.2生物治理工程4</p><p>　　1.1.3物理增氧工程4</p><p>　　1.2沉積物耗氧（SOD）4</p><p

59、>　　1.2.1SOD的國內(nèi)外研究5</p><p>　　1.2.2SOD的數(shù)學模型5</p><p><b>　　2材料與方法6</b></p><p>　　2.1樣品采集6</p><p>　　2.1.1采樣站位6</p><p>　　2.1.2采樣裝置和方法7&

60、lt;/p><p>　　2.2分析方法7</p><p>　　2.2.1理化參數(shù)分析7</p><p>　　2.2.2SOD測量裝置8</p><p>　　2.2.3SOD測量方法9</p><p>　　2.3DO的測定9</p><p>　　2.3.1DO測量方法選擇9&l

61、t;/p><p>　　2.3.2DO測量裝置9</p><p>　　2.3.3測定DO原理10</p><p>　　2.4SOD的計算10</p><p>　　3結(jié)果與討論11</p><p>　　3.1SOD與內(nèi)河水質(zhì)的關系11</p><p>　　3.2SOD與時間的關系

62、14</p><p>　　3.3SOD與擴散的關系15</p><p>　　3.3.1擾動下各站點的SOD測定15</p><p>　　3.3.2質(zhì)量對瞬時耗氧的影響16</p><p>　　3.3.3溫度對瞬時耗氧的影響17</p><p>　　3.4寧大內(nèi)河SOD測定18</p>

63、<p>　　3.5空白實驗分析20</p><p><b>　　4結(jié)論21</b></p><p><b>　　5展望21</b></p><p><b>　　6參考文獻22</b></p><p>　　7致謝錯誤!未定義書簽。</p>

64、<p><b>　　8附錄24</b></p><p><b>　　引言</b></p><p>　　隨著城市化進程的發(fā)展，污染物不斷被排入城市內(nèi)河并逐漸在沉積物中富集，使得內(nèi)河受到不同程度的污染。由于城市內(nèi)河與其它的地表徑流大不相同，大多內(nèi)河水系與外水系不連通，水流流速緩慢，因而容易造成過剩營養(yǎng)物質(zhì)的沉積。當內(nèi)河水體的外源污染

65、較嚴重時，污染物濃度通量是向下的，污染物匯集到內(nèi)河底泥中；當外源污染受到有效控制后，底泥中的污染物濃度通量是向上的，污染物將從底泥釋放到上覆水體中，成為內(nèi)河水體的內(nèi)污染源[1]。因此，內(nèi)河沉積物既可以成為水體污染的匯，又可以成為水體污染的源。目前對于城市內(nèi)河的研究多集中于水體有機物污染和富營養(yǎng)化[2-5]，而由沉積物耗氧引起的內(nèi)河發(fā)黑發(fā)臭等缺氧癥狀成了內(nèi)河治理中的瓶頸，因此研究內(nèi)河沉積物耗氧（SOD）對水體改善的影響對內(nèi)河治理具有重大意

66、義。</p><p><b>　　內(nèi)河治理現(xiàn)狀</b></p><p>　　在“十一五”期間，我國就高度重視內(nèi)河的整治，大力度投資，開展系統(tǒng)的大規(guī)模整治。根據(jù)交通運輸部出臺的《關于貫徹<國務院關于加快長江等內(nèi)河水運發(fā)展的意見>的實施意見》，“十二五”期，內(nèi)河治理被列為建設重點。目前許多城市已開展城市污染內(nèi)河整治工作，重點集中在內(nèi)河水質(zhì)的恢復上，初步目的是使

67、水體變清，消除惡臭。福州市城區(qū)內(nèi)河綜合整治工作指揮部稱，該市大部分河道完成了清淤及截污施工圖設計，已有30條內(nèi)河進場施工，在內(nèi)河整治過程中使用人工增氧措施來增加水體溶解氧，使水體中的微生物優(yōu)勢種群由厭氧菌轉(zhuǎn)變?yōu)楹醚蹙?，消除?nèi)河惡臭；寧波市海曙區(qū)南塘河等9條河道的整治工程也開工建設，本次實驗的采樣點中史魏家河及直落河正處在治理中，河內(nèi)都有曝氣裝置在人工增氧。根據(jù)《寧波市內(nèi)河水環(huán)境綜合整治研究報告》，寧波內(nèi)河沉積物的表層Eh值處于-192至

68、-420mV之間，即表示內(nèi)河沉積環(huán)境處于很強的還原性狀態(tài)，這是導致內(nèi)河整治難有成效的重要原因之一。</p><p>　　國外早在100多年前就開展了河流污染的治理工作，其中比較著名的有英國的泰晤士河、歐洲的萊茵河和法國的塞納河等。治理初期，人們的注意力主要集中在單項治理上，通常是工業(yè)污染源的治理，以減少排入河流的污染負荷。隨著對河流污染機制認識的深入，自20世紀70年代，區(qū)域治理理念逐漸代替了局部治理，從單項治理

69、發(fā)展為綜合治理，更注重將河流污染的治理納入到一個綜合體系中進行考慮，并采用現(xiàn)代系統(tǒng)工程的方法對其進行綜合分析和模擬，在此基礎上進行治理方案的比較、優(yōu)化，制定出更為科學的水質(zhì)目標與治理方案，力求使河流污染治理在整體上達到技術經(jīng)濟和環(huán)境效果最優(yōu)。</p><p>　　目前內(nèi)河治理的方法主要有引水沖污工程、生物治理工程、物理增氧工程。</p><p><b>　　引水沖污工程</

70、b></p><p>　　引水沖污工程是通過改變內(nèi)河原有的水動力條件，使得沖污區(qū)內(nèi)流量加大，流速提高，增加了水體中溶解氧的含量，進而減少黑臭，從而使得水質(zhì)得到改善[6]。 但是引水沖污工程投資和日常運行費用巨大,已成為我國許多城市財政巨大負擔,也使城市內(nèi)河治理進入了惡性循環(huán),造成引水沖污時城市內(nèi)河水質(zhì)良好的假象,使城市內(nèi)河水質(zhì)的保持需要靠引水沖污才能達到。同時由于長期的引水沖污造成城市內(nèi)河自身生態(tài)環(huán)境完全喪

71、失,非但沒有改善水體的水質(zhì)，而且使得內(nèi)河水體自身的生態(tài)平衡被破壞，其自身的恢復需要很長的時間。因而該方法在改善內(nèi)河水體方面是治標不治本，應適當加以控制。</p><p><b>　　生物治理工程</b></p><p>　　生物治理工程是以恢復城市內(nèi)河水體自身水生生物為目的的,在城市內(nèi)河污染源得到有效遏制后，盡快恢復水體自身生態(tài)平衡系統(tǒng),恢復和豐富城市內(nèi)河中水生生物鏈

72、,使城市內(nèi)河水體自身具有一定的生物凈化和平衡功能,進而使城市內(nèi)河具有一定的水環(huán)境容量,對污染物具有一定的沖擊能力[7]。生物修復技術改善內(nèi)河水質(zhì)的優(yōu)勢在于,治理成本低,效果好,不產(chǎn)生二次污染。但其也仍存在著一些難度，例如恢復周期長，需創(chuàng)造出適合生物生存的環(huán)境。</p><p><b>　　物理增氧工程</b></p><p>　　物理增氧的常用方法是水體人工曝氣，其可

73、在短時間內(nèi)取得降低水體污染程度和提高溶解氧濃度的效果[8]，但要發(fā)揮水體人工曝氣復氧技術的實際效益,必須制訂應用該技術的具體方案,得出可行的增氧量、曝氣方式、季節(jié)最優(yōu)化組合。最大的特點是提高溶解氧濃度效果明顯，但其投資和日常運行成本高。</p><p>　　沉積物耗氧（SOD）</p><p>　　沉積物耗氧速率(sediment oxygen demand，簡稱SOD)是由英國的WELC

74、H在1935年首次提出的，是指水體底部沉積物消耗上覆水中溶解氧（DO）的速率。沉積物耗氧（SOD）可分為兩部分： </p><p>　?。?）上覆水體擴散到水底沉積物中的溶解氧被消耗，其中包括底泥中還原性物質(zhì)的化學耗氧和棲息在表層底泥的好氧微生物及無脊椎動物的呼吸耗氧（BSOD）；</p><p>　　（2）底泥中的還原態(tài)物質(zhì)擴散到上覆水體中被氧化的化學耗氧（CSOD）[9]。</

75、p><p><b>　　SOD的國內(nèi)外研究</b></p><p>　　水體水質(zhì)的一個重要指標是水體中的溶解氧含量，而水體中溶解氧主要來源于大氣復氧和光合作用產(chǎn)氧等，而耗氧過程則包括生化需氧(BOD)、底泥耗氧(SOD)、氨的硝化、及浮游植物和動物的呼吸等。SOD是反映內(nèi)河沉積物耗氧的綜臺指標,其中表層底泥中有機物生物降解和氨的硝化過程是SOD的主要構(gòu)成[10]，另外底泥

76、中的鐵、錳、硫化物等的化學耗氧也可能對SOD有重要的作用。沉積物耗氧（SOD）在水體氧平衡中具有重要的作用，同時也是內(nèi)河水體治理過程中必不可少的一個重要參數(shù)。</p><p>　　國外學者對沉積物營養(yǎng)物質(zhì)遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律的研究，最早可追溯到20世紀四、五十年代的實驗室和現(xiàn)場測定，20世紀七、八十年代時進入了研究高潮，并在20世紀八、九十年代總結(jié)出一些沉積物耗氧數(shù)學模型，對研究水質(zhì)改善起到了重要作用[11-14]。國內(nèi)

77、對于沉積物耗氧的研究起步較晚，到20世紀八十年代才逐漸開始研究，由于測量技術難、水質(zhì)較差等原因，大多僅處于實驗研究階段。近幾年來，開始展開現(xiàn)場測量和數(shù)學模型相結(jié)合的研究，更準確地研究沉積物中營養(yǎng)物質(zhì)遷移擴散導致水體耗氧的規(guī)律，對水質(zhì)改善有極大的幫助。</p><p><b>　　SOD的數(shù)學模型</b></p><p>　　在自然水體中，底泥與上覆水之間主要的相互作用

78、是泥水界面間物質(zhì)的交換。沉入底泥或從底泥擴散到上覆水的溶解態(tài)、顆粒態(tài)物質(zhì)是水體內(nèi)化學和生物循環(huán)的重要組成部分。通常認為底泥消耗的氧可分為兩部分：第一部分是上覆水體擴散到水底沉積物中的溶解氧被消耗，其中包括底泥中還原性物質(zhì)的化學耗氧和棲息在表層底泥的好氧微生物及無脊椎動物的呼吸耗氧；第二部分是底泥中的還原態(tài)物質(zhì)擴散到上覆水體中被氧化的化學耗氧。但是國外研究對于擴散進入上覆水體的物質(zhì)引起的耗氧行為的定義較模糊。沉積在底泥內(nèi)的有機物是底泥耗氧

79、的根源，底泥消耗的氧都源于有機物的礦化，表層有機物在微生物呼吸作用下降解，產(chǎn)生呼吸耗氧；兼氧層、厭氧層有機物與底泥內(nèi)的氧化物反應，生成各種還原性物質(zhì)，這些物質(zhì)既產(chǎn)生化學耗氧又產(chǎn)生呼吸耗氧。</p><p>　　底泥污染物釋放的動力學主要由兩個過程決定。一個是微生物的活動，它決定著污染物的相互轉(zhuǎn)化和存在形態(tài)，是否容易釋放和在什么條件下可能釋放等；另一個是水力過程，它決定著污染物在底泥孔隙內(nèi)部的傳質(zhì)速度，底泥懸浮狀態(tài)

80、和沉積狀態(tài)，以及底泥顆粒對污染物的吸附攜帶等[15]。這兩個過程相互作用，相互影響，在很大程度上決定了底泥污染物的釋放動力學特征。</p><p>　　沉積物耗氧（SOD）的數(shù)學模型研究主要在于對泥水界面的非定向擴散傳質(zhì)的研究，這是由傳質(zhì)和兩界面的生化反應共同控制的。這兩邊界層分別為水表面的擴散邊界層和沉積物中的滲透深度，這其中的一個或者兩個都能對SOD產(chǎn)生影響。這個傳質(zhì)的過程由沉積物控制還是由水界面控制取決于沉

81、積物/水界面的剪切速率（U*）和沉積物的生化活性率（）。在穩(wěn)定狀態(tài)下，沉積物/水表面的剪切速度對DO具有較大影響，而當U* > 0.2 cm/s時對于有效深度沒有較大影響[16]。沉積物中的微生物活性更大時，SOD上界值較小，即µ0> 50 mg/L d，U*> 0.1 cm/s時SOD<0.1g/cm2,當微生物在沉積物中的活性較低（µ0< 50 mg/L d）混合水含量較低（U*&l

82、t; 0.1 cm/s）難以達到穩(wěn)定狀態(tài)時，SOD的量可大大超過0.1g/cm2，換句話說SOD值高則更快達到穩(wěn)定狀態(tài)。</p><p><b>　　材料與方法</b></p><p><b>　　樣品采集</b></p><p><b>　　采樣站位</b></p><p>

83、　　在寧波市城區(qū)選擇了污染程度不同的4條河流設7個站點，分別為史魏家河自北向南的四個站點（ST1，ST2，ST3，ST4）、桑家河（ST5）、直落河（ST6）、戚隘河（ST7）。</p><p>　　表2-1 各站點坐標</p><p>　　Table 2-1 coordinates of sites </p><p>　　史魏家河為整治河道，水下有曝氣裝置進行

84、曝氣，因而水質(zhì)偏渾；桑家河為城中村河道，現(xiàn)階段也正處在整治期間，因而也有曝氣裝置進行增氧處理，其水質(zhì)發(fā)綠、微臭；直落河也為城中村河道，污染較重，水體發(fā)黑發(fā)臭；戚隘河環(huán)繞公園，屬景觀河道，但其水體顏色呈渾濁的黑色，并伴有臭味，污染較嚴重。采樣站點位置如圖2-1所示： </p><p><b>　　圖2-1 采樣站點</b></p>

85、<p>　　Fig.2-1 Positon of the sample sites </p><p><b>　　采樣裝置和方法</b></p><p>　　采集泥樣時為了使底泥不受擾動，并使其充滿柱狀采樣管（同時也是培養(yǎng)管，透明PC材料，內(nèi)徑50mm，管長350mm）以防止其消耗上覆水中的溶解氧，使用USSC—Ⅱ單管無擾動沉積物

86、采樣器[17]采集沉積物樣品（見圖2-2）。采樣時可以觀察到底泥是否受到擾動，若底泥明顯受到擾動，應舍棄重新采集，本次實驗在每個站點采集用于SOD研究的沉積物樣品，以聚乙烯塑料袋貯存，并迅速送往實驗室測定SOD及相關因子。</p><p>　　采集水樣時使用容積為2.5L的有機玻璃采樣器采集，在每個站點采集到水樣后用聚乙烯塑料（500mL）貯存，采樣后立即送往實驗室分析。若無法在當日完成測定，則將水樣貯存于冰箱中

87、。

88、 </p><p><b>　　分析方法</b></p><p><

89、b>　　理化參數(shù)分析</b></p><p>　　采集樣品時用在線水質(zhì)監(jiān)測儀（Multi 340i，德國WTW公司）現(xiàn)場測定各采樣點的水體水溫，pH，電導率和ρ（DO），氧化還原電位（見表2-1）。</p><p>　　表2-1 現(xiàn)場測定數(shù)據(jù)</p><p>　　Table 2-1 Situ measurement data</p>

90、<p>　　由表2-1可知，現(xiàn)場測定中各站點的水溫最大相差4.4℃，PH最大差值為1.14，并基本都呈堿性。桑家河ST5站的表層ρ（DO）明顯高于其他站點，原因在于該采樣點含有大量藻類生存，植物光合作用為水體復氧。史魏家河ST2站的表層ρ（DO）最低，原因在于ST1和ST2站點之間存在內(nèi)河整治曝氣等處理設施，導致ST2站點水質(zhì)渾濁不清，沉積物中的還原性物質(zhì)擴散消耗表層溶解氧。除ST5站點的表層ρ（DO）超過該水溫下的飽和溶解氧

91、含量，其余各站點的表層ρ（DO）均處于標準值以下，水體明顯呈缺氧狀態(tài)。并且各站點的氧化還原電位（ORP）均為負值，說明各站點水質(zhì)均具有一定的還原性。</p><p><b>　　SOD測量裝置</b></p><p>　　SOD的測量裝置為多管、多電極SOD研究裝置（見圖2-3），主要包括恒溫水箱、柱狀沉積物實驗管、循環(huán)泵，恒溫箱體內(nèi)設置有多個沉積物實驗管，沉積物實驗

92、管管的上下兩端分別設置有密封塞，處于上端的密封塞上貫穿設置有進液管和出液管，出液管的下端開口伸入所述的沉積物實驗管的溶液中，沉積物實驗管的出液管與相鄰的沉積物實驗管的進液管通過連接導管相連通，其中一個連接導管上設置有用于驅(qū)動溶液循環(huán)流動的小型循環(huán)泵，至少一個沉積物實驗管內(nèi)設置有用于測定沉積物理化參數(shù)的多參數(shù)電極。</p><p>　　箱體內(nèi)還設置有用于加熱箱體內(nèi)盛水的恒溫加熱器，恒溫加熱器與箱體外的點接觸式水銀溫

93、度計和電子繼電器相連接，通過設定點接觸式水銀溫度計上的溫度，控制電子繼電器加熱工作。當達到指定溫度時，電子繼電器會自動切斷終止加熱過程；當溫度再次低于指定溫度，電子繼電器會再次自動連接繼續(xù)加熱，以此達到箱體內(nèi)的恒溫狀態(tài)。</p><p>　　實際實驗時接通恒溫加熱器電源，當水浴溫度達到設定溫度時，開啟小型循環(huán)泵和多參數(shù)電極測定裝置，根據(jù)實驗要求記錄實驗過程中各理化參數(shù)的變化，進行相關的科學實驗和數(shù)據(jù)監(jiān)測，同時沉積

94、物實驗管的數(shù)量可以根據(jù)需要增加或減少。</p><p>　　實驗過程中稱取一定質(zhì)量的沉積物，置于底端密封的沉積物實驗管中，用DO飽和的純水替代河水作為沉積物的上覆水，實驗裝置運行時，開啟微型蠕動泵（德國GroTech，流量為0~120mL/min）使得上覆水具有一定的流速，以便保證腹膜電極溶解氧測定儀的準確性。</p><p><b>　　SOD測量方法</b><

95、;/p><p>　　測定沉積物耗氧通常有實驗室測定和現(xiàn)場測定兩種方法，其都有各自優(yōu)缺點。實驗室測定通常比現(xiàn)場測定準確性高，因為它是在一個可控環(huán)境下進行的，但是始終不能排除沉積物在運輸過程及儲存過程對實驗結(jié)果的影響。實驗室對現(xiàn)場環(huán)境再現(xiàn)的程度和泥樣的推遲實驗也會影響測量的準確性?，F(xiàn)場測定可將泥樣的影響降到最低，同時可以很好地反映出現(xiàn)場的環(huán)境，但是現(xiàn)場測定時在一個動態(tài)的環(huán)境下，對結(jié)果的準確度有一定程度的影響。此外，實際測

96、定的儀器設備，在現(xiàn)場測量過程中也可能影響環(huán)境條件。</p><p>　　考慮到現(xiàn)場法需要準確安放測室和測定儀器，受水體、天氣等條件影響大,，水底一些大的沙礫、石塊也會影響測定的進行，并可能會影響河流的通航，所以一般技術要求比較高，所以本實驗采用實驗室測定方法。</p><p><b>　　DO的測定</b></p><p><b>　

97、　DO測量方法選擇</b></p><p>　　測定水體溶解氧的方法有兩種：便攜式溶解氧儀測定和碘量法測定。盡管便攜式溶解氧儀的分析測試原理和方法與國標碘量法有所不同，但是通過對同一水樣中溶解氧采用便攜式溶解氧儀和碘量法進行比對實驗，根據(jù)兩種方法的測定結(jié)果進行DIXON檢驗和精密度檢驗，設定置信度為95％，對比結(jié)果顯示，兩方法測定結(jié)果之間無顯著性差異，精密度符合水質(zhì)監(jiān)測質(zhì)控要求[18]。對于一些受污染

98、的工業(yè)廢水，必須采用修正的碘量法，而便攜式溶解氧儀是根據(jù)分子氧透過薄膜的擴散速率來測定水中溶解氧，并且具有便于攜帶，適合現(xiàn)場測定，干擾少，測速快等優(yōu)點。因此，對本實驗而言，便攜式溶解氧儀法顯然比碘量法更具備優(yōu)越性。</p><p><b>　　DO測量裝置</b></p><p>　　由于本實驗選擇便攜式溶解氧儀測定法，因而采用在線水質(zhì)監(jiān)測儀（Multi 340i 德

99、國WTW公司，圖2-4）測定沉積物上覆水中的溶解氧含量。</p><p>　　該設備由顯示主體及PH測定探頭、溶解氧測定探頭、電導率測定探頭組成。內(nèi)置定時器，根據(jù)實驗需要可設定定時記錄，并且可通過交換測定探頭可測定PH、溶解氧、電導率、氧化還原電位、溫度五個參數(shù)，操作舒適方便，且攜帶方便。在測定沉積物上覆水溶解氧含量時，該裝置有自動溫度補償功能，內(nèi)置記錄器，可自動讀數(shù)，反應靈敏，再現(xiàn)性好，可信度高。該裝置是用于測

100、定水中分子態(tài)氧的專用儀器，因測量方法簡便、 快速、 干擾少，已廣泛用于天然水、 污水、 鹽水等現(xiàn)場測定和實驗室內(nèi)測定及自動在線連續(xù)測定。 </p><p><b>　　測定DO原理</b></p><p>　　氧在水中的溶解度取決于溫度、壓力和水中溶解的鹽。在線水質(zhì)測定儀傳感部分是由金電極（陰極）和銀電極（陽極）及氯化鉀電解液組成，

101、分子氧通過膜擴散進入電解液與金電極和銀電極形成測量回路。當給溶解氧分析儀電極加上0.6-0.8V的極化電壓時，氧通過摸擴散，陰極釋放電子，陽極接受電子，產(chǎn)生電流。</p><p><b>　　整個反應過程為：</b></p><p>　　陽極：Ag+Cl→AgCl+2e-</p><p>　　陰極：O2+2H2O+4e-→4OH-</p&

102、gt;<p>　　根據(jù)法拉第定律，流過溶解氧分析儀電極的電流和氧分壓成正比，在溫度不變的情況下電流和氧濃度之間呈線性關系。</p><p>　　溶解氧含量有三種表示方法：氧分壓（mmHg）；百分飽和度（%）；氧濃度（mg/L），本實驗裝置采用氧濃度表示方法。根據(jù)Herry定律可知氧濃度與其分壓成正比，即：C=PO2*a，其中C為氧濃度（mg/L），PO2為氧分壓（mmHg），a為溶解氧系數(shù)(mg/m

103、mHgL)。溶解氧系數(shù)a不僅與溫度有關，還與溶液的成分有關，對于溫度恒定的水溶液，a為常數(shù)。</p><p><b>　　SOD的計算</b></p><p>　　沉積物耗氧（SOD）指水體底部沉積物消耗上覆水中溶解氧（DO）的速率，SOD的計算公式為[19]： </p><p>　　在室溫下分別稱取ST1-7站點沉積物10g，在其他條件相同的

104、情況下置入沉積物實驗管中，用蒸餾水代河水作為沉積物上覆水，用在線水質(zhì)監(jiān)測儀測定其溶解氧（DO）含量變化，當DO電極電位值趨于穩(wěn)定時，停止測定并記錄各參數(shù)變化值。由于DO消耗量一直處于一種動態(tài)變化中，因而計算SOD時選取穩(wěn)定段DO消耗量的平均值作為△ρ(DO)，其穩(wěn)定時間也為相對穩(wěn)定時間。SOD的計算結(jié)果見表2-2。</p><p>　　表2-2 各站SOD測定結(jié)果</p><p>　　Ta

105、ble 2-2 SOD of the sites</p><p><b>　　結(jié)果與討論</b></p><p>　　SOD與內(nèi)河水質(zhì)的關系</p><p>　　分別稱取史魏家河中的ST1，ST2，ST3，ST4四個站點的沉積物10g，在其他條件相同的情況下，控制反應裝置中的溫度為20℃進行實驗，實驗時間為40min。實驗結(jié)果如圖3-1所示：&

106、lt;/p><p>　　圖 3-1 史魏家河沉積物（10g）的DO消耗量變化</p><p>　　Fig.3-1 DO consumption curve of sediment (10g) from Shi Weijia river </p><p>　　由圖3-1可知，史魏家河中由北向南的ST1，ST2，ST3，ST4站點的DO消耗量有很大的差異，ST1，ST2站

107、點的耗氧量明顯大于ST3，ST4站點。</p><p>　　考慮到史魏家河各采樣點的具體實際環(huán)境情況及沉積物樣品的實際情況，分析ST3站點的DO消耗量低，且其穩(wěn)定時間最短的原因。因為史魏家河是條斷頭河，現(xiàn)正在采取治理措施，ST3站安裝了推流曝氣機和微氣泡曝氣機，沉積物被強烈擾動，可能導致SOD值低。ST4站點的DO消耗量同樣要明顯小于ST1及ST2站點，并且表2-1中ST4站點的表層ρ（DO）含量也明顯高于其他三

108、個站點。根據(jù)其具體的采樣點位置可知，ST4站點距另一條較大的內(nèi)河“后塘河”僅100m，水質(zhì)較好，此處水體處于動態(tài)流動中，有周期性地換水過程，因而水質(zhì)狀況較其他站點要好。ST1站點的DO消耗量要略大于ST2站點，但其SOD值比ST2站點小12.83（mg/g.h）。</p><p>　　在相同的實驗環(huán)境下，分別稱取史魏家河的ST4站點，桑家河的ST5站點，直落河的ST6站點，戚隘河的ST7站點沉積物各10g，控制反