混合充氧對分層水庫水質改善及微生物種群結構調控研究.pdf

1、以分層型水源水庫黑河金盆水庫為研究對象，采用現場監(jiān)測、原位試驗與實驗室研究相結合的方法，在分析水庫自身水質演變和外部徑流污染輸入的基礎上研究了混合充氧對水質的改善，并從微生物種群結構的角度分析了水質改善的機理，主要研究內容包括：a）黑河金盆水庫水體分層結構演變規(guī)律及水質響應特征、分層時期沉積物耗氧及污染物釋放規(guī)律；b）不同強度入庫徑流變化特征及其對水庫水質的影響、入庫徑流懸浮物污染特征及其淤積規(guī)律；c）人工強制混合與自然混合有效銜接、充

2、氧過程對水體及沉積物微生物代謝活性的強化；d）混合充氧過程對水體微生物種群結構的影響及其對碳、氮、氫、硫、鐵、錳等元素循環(huán)相關細菌的調控。得到了以下主要成果與結論：
　　（1）每年5~8月為黑河金盆水庫水體穩(wěn)定分層期，水體底部溶解氧耗盡，導致水體化學氧化修復能效降低，溫躍層的存在阻礙了垂向水體物質交換，分層時期，厭氧層厚度高達22m，恒溫層水體總氮、總磷、鐵、錳濃度超標分別達到2.30、0.125、0.97和0.32mg/L。分層

3、時期水體及沉積物耗氧速率達到4.13μmol O2L-1?d-1和14.34mmol O2m-2?d-1。進入9月份在自然過程及人為干預的條件下，水體分層結構穩(wěn)定性迅速降低，分層結構逐步消亡。
　?。?）中低流量徑流一般不會對主庫區(qū)水質造成惡劣影響，其在向主庫區(qū)行進過程中逐步消亡，而高流量徑流（入庫流量579m3/s）不僅破壞了水體分層結構還造成主庫區(qū)水體濁度升高至266NTU，主庫區(qū)總磷、總有機碳和氨氮濃度升高至0.107、3.

4、9和0.48mg/L，藻密度降低幅度達51.3％。相關性分析發(fā)現沉降顆粒粒徑、含水率、燒失量是影響沉降顆粒污染負荷的主要因素。黑河金盆水庫淤積速率約為0.111g·cm-2·a-1，處在相對較低的水平。
　?。?）人工強制混合破壞了水體的穩(wěn)定分層結構促使水體提前2個月進入混合狀態(tài)。與自然混合相比人工強制混合使混合水溫提高了6~8℃，水庫水質得到明顯改善，與人工強制混合之前相比，水體總氮、總磷、總有機碳、氨氮、鐵和錳削減率分別達到4

5、7.8%、66.7%、22.9%、62.5%、76.2%和80%。在水體溫差尚有3~4℃時，停止人工強制混合過程，發(fā)現人工強制混合與自然混合的有效銜接能使水體藻密度、總有機碳、總氮和總磷有50%、23.5%、7.7%和16%的削減。人工強制混合與自然混合有效銜接及二者協同作用可以有效改善水質并且使水質的良好狀態(tài)保持至次年水體分層再次形成。
　?。?）混合充氧通過改變水體分層及溶解氧狀態(tài)進而影響微生物群落結構，冗余分析（RDA）得出