针对城市污染河道是否需要清淤治理界线难以确定的问题,采用批平衡静态室内试验研究和Langmuir、Freundlich及Henry等温模型模拟的方法,以北京市通州区北运河土沟、榆林庄及和合站3个典型断面不同深度沉积物为研究材料,设定氨氮标准溶液质量浓度为20、40、80、160、200、320、400和600mg/L 8个梯度,对氨氮的吸附和解吸热力学行为进行研究。结果表明:1)Langmuir、Freundlich及Henry等温模型对吸附和解吸过程拟合较好,相关系数R2>0.85;2)各典型断面020

[目的]本文旨在探究不同浓度砷沉积物对磷的吸附差异。[方法]采用5和50 mg·L~(-1)砷溶液分别处理30和60 d,分别记为A_0(原土样)、A_(5-30)、A_(50-30)、A_(5-60)和A_(50-60)。以不同浓度砷处理沉积物为研究对象,通过添加0、1、5、10、20和40 mg·L~(-1)磷(K_2HPO_4,以P计)的室内模拟试验,探究磷在不同浓度砷沉积物上的吸附特征。[结果]不同浓度砷处理的沉积物中各种形态磷和砷的含量有不同程度变化,磷酸二钙(Ca_2-P)含量增加4.1～10.4 mg·L~(-1),磷酸八钙(Ca_8-P)含量增加6.6～14.4 mg·L~(-1),磷酸铝盐(Al-P)和磷酸铁盐(Fe-P)含量呈下降趋势,活性态砷(弱酸提取态砷、可还原态砷和可氧化态砷)占总砷的比例为2.52%～26.37%,残渣态砷占总砷的比例为71.14%～79.68%。随砷处理浓度增加,沉积物中非活性态磷向活性态磷转化,活性态砷向残渣态砷转化。沉积物对磷的吸附能力与沉积物中砷的浓度相关性较强,沉积物中砷浓度越高吸附磷的能力越差,沉积物对磷的截留能力减弱。随上覆水磷浓度的升高,不同处理沉积物砷的释放量均呈上升趋势。上覆水磷质量浓度为40 mg·L~(-1)时,沉积物砷的释放量为0.056 mg·L~(-1),超过地表水质量环境标准Ⅲ类水标准值。[结论]不同浓度砷处理能改变沉积物中砷和磷的总量及各形态的含量,活性态砷含量越高的沉积物对磷的吸附能力越强。

疏水性有机污染物(HOCs)是环境中具有较大的辛醇/水分配系数(Kow)的一类持久性有机污染物(POPs),吸附解吸过程是环境中HOCs迁移转化的重要途径之一。煤是近年来发现的在土壤及沉积物中非线性吸附特征的重要吸附剂之一,通过阐述原煤及富碳沉积物对HOCs吸附解吸机理,并重点分析影响原煤及富碳沉积物对HOCs吸附解吸过程的因素,包括吸附剂和吸附质本身,pH值、盐度和离子强度等环境因子,试途探究煤对HOCs吸附解吸的本质。由于煤的有机质含量、有机碳组成和空间结构等物理化学性质都明显不同于天然土壤和沉积物,因而对HOCs的吸附解吸过程也具有特殊性(如吸附过程一般为非线性,解吸过程的滞后性)。有关...

分别以长江三角洲地区海相沉积物母质土壤的表层土和心层土为例,考察了其对重金属Cu的吸附、解吸及固定特性,目的是了解其在不同土壤结构的存在形态和迁移特性。研究表明:不同表层土和心层土的铜吸附容量可用Langmuir,Freundlich和Temkin吸附等温方程拟合,其中以Langmuir方程吻合度最高,回归计算出的最大吸附容量与实验结果基本一致;而其解吸动力学大部分符合指数方式。研究发现,大多数土壤的心层土的最大吸附容量大于表层土,解吸量小于表层土;表层土中对Cu的固定吸附量最大的是滩涂泥,最小的是滩砂泥;心层土中对Cu的固定吸附量最大的是滩潮土,最小的是滩砂泥。不同土壤对Cu的固定吸附量存在...

沉积物磷释放可明显促进水体富营养化,但其关键组分与调控因素尚待深入研究。系统分析了巢湖及其入湖河流(南淝河)沉积物有机质(OM)、不同形态磷含量、磷吸附参数的垂直分布特征。结果表明:铁结合态磷(Fe(OOH)～P)与钙结合态磷(CaCO3～P)为沉积物磷的主要存在形态,且均与磷平衡浓度(EPC0)显著正相关。与巢湖相比,南淝河具有明显较高的沉积物最大磷吸附量(Qmax),而由此增强的磷缓冲能力可被较高的Fe(OOH)～P含量所抵消,从而表现出较强的磷释放潜力(高EPC0值)。有机质能以线性方式增加Fe(OOH)～P、CaCO3～P与Qmax,并据此调节EPC0。南淝河沉积物亚表层(10～15c...

沉积岩的铬同位素组成已被广泛应用于重建地质历史时期大气氧气含量的波动。这一指标的一个基本前提是自然环境中铬同位素分馏只发生在六价铬与三价铬的氧化还原转化过程中。但是，对非氧化还原过程中的铬同位素分馏行为目前仍然不清楚。本文通过模拟实验发现三价铬被土壤和河流沉积物吸附这一非氧化还原过程也会造成明显的铬同位素分馏。这一过程的铬同位素分馏系数(-0.06‰至-0.95‰,表示为103lnα)要小于氧化还原过程中的。结合前人对于有机配体溶解三价铬过程伴随的非氧化还原铬同位素分馏的研究结果，本文认为沉积岩中观测到的系统性的非常偏正的铬同位素记录可以被解释为大气氧化事件，但是在某些地质时代观测到的较弱的偏正铬同位素记录可能是由于非氧化还原过程造成的，应谨慎解译数据。

巢湖湖滨带土壤和沉积物经历明显的干湿交替过程,其磷的迁移和转化方式亦有明显变化。风干作用能显著降低沉积物磷最大吸附量、提高吸附能并增加磷平衡浓度,从而对磷的吸附能力产生不利影响。淹水过程对土壤最大吸附量的影响取决于有机质的损失情况,好氧条件下有机质损失小,磷最大吸附量无明显变化,吸附能增强,磷释放量略有增加;而厌氧条件下土壤有机质含量与磷最大吸附量均显著降低,吸附能明显减小,磷释放量显著升高。因此湖滨带消落区干湿交替将明显促进底质生物可利用性磷的大量释放。在巢湖流域常见的土壤类型中,红壤对磷的缓冲能力最强。向底质中添加氯化铁和硝酸钙可有效控制磷释放,提高磷缓冲能力,增强底质对磷的保持和固定。

东湖养殖罗非鱼(Oreochromisniloticus)的网箱下沉积物中有机质和可酶解磷(PHP)含量以及碱性磷酸酶活性(APA)均显示增高,间隙水中的PHP较低,而APA与正磷酸盐的浓度均高,这种现象在垂直与水平两个尺度上均有体现,故由有机物的富集到正磷酸盐的剧增可能受控于酶学机制。Langmuir单分子等温度吸附模型的分析结果表明网箱下表层沉积物的最大吸附量明显较高,而吸附强度明显降低,此亦为正磷酸盐相应剧增的另一重要原因。不同深度间隙水中APA的动力学行为表现出明显的季节性。

【目的】长期不同施肥处理影响土壤磷库和土壤性质的变化。研究不同施肥处理下黑土磷的吸附解析特征及其与土壤性质的响应关系,为黑土合理施用磷肥,提高磷有效性提供理论依据。【方法】本研究依托于公主岭黑土肥力长期定位试验,供试作物为玉米。选取不施肥(CK)、施氮、钾肥(NK)、氮磷钾平衡施肥(NPK)、氮磷钾+有机肥(NPKM)4个处理。取1990、2000和2010年的0—20 cm土层的土壤样品,分析土壤性质,测定磷的吸附解吸值,并用Langmuir方程拟合了磷的吸附曲线,计算磷最大吸附量(Q_(max))、磷吸附常数(K)、最大缓冲容量(MBC)、磷吸附饱和度(DPS)以及土壤易解吸磷(RDP)。【结果】Langmuir吸附等温线方程能很好的拟合土壤吸附磷和相应的平衡溶液磷浓度曲线(R~2=0.93—0.99)。不同施肥处理磷吸附解吸特征参数具有明显的差异。随试验年限的增加,不同处理各特征参数变化不尽相同,与1990年相比,2010年不施磷处理(CK和NK),Q_(max)值分别增加了1.83和1.61倍,MBC值分别增加了0.80%和49.40%,DPS值分别降低了92.04%和87.50%,RDP值分别降低了20.00%和82.83%;NPK处理Q_(max)和DPS值分别增加了81.39%和90.74%,MBC和RDP值分别降低了79.37%和48.57%;NPKM处理Q_(max)和MBC值分别降低了33.35%和78.52%,DPS和RDP值分别增加了11.36倍和1.48倍。施肥21年后,与CK和NPK处理相比,NPKM处理的Q_(max)值降低了64.66%和49.52%,MBC值降低了81.87%和79.56%,DPS值增加了110和3.81倍,RDP值增加了4.36倍和78.57%。NPKM处理显著增加了土壤全磷(Total-P)、有效磷(Olsen-P)、有机质(SOM)和CaCO_3含量,降低了比表面积,维持pH、游离铁铝氧化物值不变。冗余分析结果表明:SOM和Total-P是造成磷吸附解吸特征参数差异的主要因素,分别解释了全部变异的49.5%和18.7%(P<0.05)。【结论】长期有机无机配施可显著增加SOM和土壤中磷素累积,降低土壤对磷的吸附能力,增加土壤对磷的解吸,提高土壤磷的有效性,但同时显著提高了土壤磷吸附饱和度,易引起磷素流失的风险,对于NPKM处理应考虑有机肥与无机肥的投入量。

淀山湖为黄浦江上游水源保护区,为了控制其富营养化趋势,在淀山湖影响区内实施了一系列外源污染控制措施。近年来,淀山湖水质持续改善,但每年仍有不同程度蓝藻水华暴发。为进一步探讨淀山湖水华暴发的机理,本研究对淀山湖沉积物进行了调查研究,分析了沉积物TOC、TN、TP时空分布特征。结果表明:在空间分布上,受来水与北部围网养殖影响及水体自净作用影响,淀山湖沉积物中营养物西北部高,东部低,进水口附近沉积物营养物浓度显著高于湖心及出水口。在垂直分布上,受航道回淤影响,D1与D4样点营养盐垂直分布规律不显著,其它样点均表现出随水深度增加营养盐显著降低的趋势。与20多a前相比,淀山湖沉积物营养盐存在明显的富集作...

大庆现代湿地从第四纪晚期开始发育,已延续了几千年。湿地底泥是水体的重要组成部分,底泥的污染状况及迁移转化是全面衡量水环境质量状况的重要因素。该文采用室内模拟实验的方法,研究了大庆北二十里泡湿地沉积物样品中重金属(镉、铅、铜和锌)的含量,以及在主要环境因子(温度、pH值)改变时,沉积物对重金属的吸附与释放特性。研究结果表明,样品中的重金属含量均高于该区域土壤环境背景值。沉积物对重金属的吸附量随pH的升高其吸附量增加,当pH大于7时,吸附量明显增加。沉积物中重金属释放主要发生在酸性(pHCu≥Pb>Cd。温度对重金属吸附与释放的影响不大,...

河道黑臭化问题在城市生态文明建设中已成为最为棘手的环境问题，为了更好地了解皖江城市(芜湖)黑臭水体重金属的分布情况和潜在的来源，选择保兴垾黑臭河道作为研究对象，通过室外采集和室内分析，并结合改进的潜在生态风险指数法对沉积物中重金属污染状况进行评价；利用相关性分析和主成分分析解析潜在来源。结果表明：(1)河道内重金属呈现Fe>Zn>Mn>Cr>Cu>Cd的大小特征，均显著超过安徽省土壤背景值，其中Cd富集最明显。除了Cd,其余5种重金属含量均表现出雨季期大于旱季期的特征。(2)形态研究表明，雨季期重金属倾向于从颗粒物表面解吸释放到上覆水中，且各重金属残渣态占比上升。(3)改进的潜在生态风险指数法(MRI)结果表明，Cd污染生态风险占总污染生态风险的绝大部分(贡献率>90%),应重点解决Cd污染。(4)源解析结果表明，Zn、Cu和Cr受周边工业活动的影响，Fe和Mn主要是受自然源和工业源的混合影响，Cd最有可能受到区域农业面源的影响。

为了探究添加茶渣生物炭对酸性茶园土壤氮吸附—解吸特性的影响，通过开展室内茶园土壤培养试验及等温吸附和解吸试验，分析不同热解温度（400℃、500℃、600℃）及不同添加配比（0.25%,0.5%,1.0%和2.0%）茶渣生物炭对酸性茶园土壤的理化性质及氮素吸附解吸特性的改良效果。结果表明，随着茶渣生物炭添加量增加，土壤pH、总有机碳、盐基饱和度、阳离子交换量、交换性钙和交换性镁含量显著增加；随着茶渣生物炭热解温度升高，土壤pH、总有机碳含量和盐基离子含量逐渐增加。茶渣生物炭对土壤铵态氮有明显的吸附作用，通过Langmuir方程可以对其吸附等温线进行较好的拟合（R~2=0.968～0.987）；随着吸附溶液中铵态氮浓度的增加，土壤对铵态氮的吸附量增加，吸附常数下降；土壤铵态氮的吸附分配系数（Kd）随着茶渣生物炭添加量增加逐渐升高，随着生物炭热解温度升高逐渐降低。土壤对铵态氮的解吸量在不同生物炭添加量处理中变化趋势为0.25%>1%>0.5%>2%；随着生物炭热解温度升高，土壤对铵态氮解吸量均升高；土壤对铵态氮吸附能力与土壤pH、总有机碳、交换性钾、交换性钙、盐基饱和度呈显著正相关（P<0.05），解吸能力则相反。研究表明，实际应用中应根据土壤改良的目的，优选茶渣生物炭添加配比及制备温度以达到最佳效果，对土壤保肥及提高土壤养分的利用率具有重要意义。

以多级好氧折流沟串联沉降装置为基础，最大限度地保留沼液中氮素养分的同时，去除沼液废水中悬浮物。根据材料静态条件下等温吸附及解吸率结果，筛选氨氮低吸附填料，接着在动态条件下考察好氧折流沟内填料深度及运行时间对沼液中悬浮物去除效果与氨氮浓度的影响。结果显示，在人工沸石、河砂、石英砂和沙漠砂四种材料中，河砂的吸附强度、吸附指标及解吸值最低。选取河砂作为动态好氧折流沟填料，在水力负荷0.75 L/h、滞留时间24 h条件下，无填充、低填充、中填充及高填充对沼液废水中悬浮物最大去除量分别为4.8 g/L、5.1 g/L、8.1g/L和8.4g/L，最大去除率分别为38.0%、51.2%、86.1%和88.7%，而中、高两种填料深度对沼液废水中悬浮物去除量及去除率在第三、四取水口处无明显差异性(P>0.05)。介于应用中材料选取、用量及去除效果比较，河砂填料对沼液废水中氨氮浓度影响最小，建议采用河砂中填料深度的好氧折流沟处理沼液中悬浮物。

通过采集3个沉积物柱芯对梁子湖沉积物中不同形态氮、磷及孔隙水中NH4+-N、NO3--N和全磷在剖面的分布特征进行了研究。结果表明入水口附近沉积物氮、磷的含量较湖心和出水口附近高。沉积物和孔隙水中,NO3--N含量从表层到底层呈下降趋势,而NH4+-N含量则逐渐增加;沉积物中全氮和有机氮随深度增加而明显降低。沉积物中全磷及不同化学相磷含量随深度增加而降低,而孔隙水中全磷含量随深度递增。