海河干流氮、磷污染物分布及沉积物氮、磷释放模拟

摘要

河流水体氮、磷污染越来越受到关注,尤其是河流、湖泊氮、磷来源与影响因素等已成为研究的热点领域。海河流域是我国七大水系之一。海河是我国北方最大的季节性河流,其干流起源于三岔口,流经天津市区,经塘沽流入渤海。海河干流也被称为天津市的“母亲河”,是天津市备用水源地。因自然和人为因素,海河干流污染严重,生态环境日益恶化。 本研究以海河干流水体氮、磷等营养盐为对象,结合野外采样和室内实验,系统研究海河水体氮、磷污染现状及其分布特征,分析海河氮、磷污染来源,并通过对海河沉积物磷形态的分级提取,研究海河沉积物磷的形态及沉积特征。在此基础上,模拟研究海河沉积物室外静态释放。主要研究结论如下： (1)海河干流表层水体氮、磷污染严重。氮、磷污染分布呈显著的空间性变异。以二道闸为界,上游河段磷污染较严重,下游河段氮污染较严重且海河氮污染以氨氮为主。海河干流磷主要来源城区生活污水和工业废水,氮主要来源于农田废水的排放。 (2)海河干流沿岸沟渠内表层水氮、磷浓度显著高于干流,沟渠是海河重要的潜在污染源。 (3)海河沉积物组成以粗颗粒的砂质为主,粉粒次之,粘粒最少。沉积物中有机质、总氮和总磷的粒度效应不明显,一般而言,细颗粒沉积物中有机质、总氮和总磷含量较高。 (4)沉积物有机质含量较高,沉积物中有机质含量与总氮含量有很强的相关性,主要来源于陆源污染。垂直方向上,沉积物中有机质、总氮和总磷变化复杂,主要受沉积状况和沉积条件影响。 (5)海河沉积物磷主要以钙磷形态存在,占总含量的42.7-85.5％,含量相对稳定,随深度变化不大。残渣态磷含量仅次于钙磷,这部分磷主要由有机磷和沉积物晶格中难提取的无机磷组成,很难被生物利用。与水体富营养化的关系最为密切的可交换态磷和铁(铝)结合态磷在沉积物中相对含量较低,但由于沉积物中总磷含量的基数很大,因此其潜在富营养化作用应该引起足够的重视。 (6)室外模拟研究表明,在沉积物氮、磷污染严重情况下,通过置换上覆水虽然能在短期内降低上覆水氮、磷浓度,但污染沉积物有持续释放氮、磷的能力,释放的氮、磷足以维持水体富营养化需求。磷的释放不仅与沉积物和上覆水中磷的浓度差有关,还与沉积物中磷的化学形态有关。高盐度能抑制沉积物中氮的释放。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

第一节、国内外河流氮、磷污染研究概况

第二节沉积物磷的形态研究进展

第三节、沉积物氮、磷释放研究进展

1.3.1沉积物与水体水质的关系

1.3.2沉积物中氮、磷释放研究进展

第四节选题背景、意义和主要研究内容

1.4.1选题背景和意义

1.4.2主要研究内容

第二章研究区域概况

第一节海河流域污染状况

第二节海河干流概况

第三节、海河干流存在的主要问题

2.3.1泄洪能力下降

2.3.2水体污染严重

第四节海河干流污染研究现状

2.4.1海河水污染研究现状

2.4.2海河沉积物污染研究现状

2.4.3水生生态系统研究

2.4.4模型研究

2.4.5海河污染研究成果、存在问题及前景展望

第三章表层水氮、磷的分布特征

第一节研究方法

3.1.1样品采集

3.1.2分析方法

第二节海河表层水氮、磷分布

3.2.1第一次采样结果分析

3.2.2第二次采样结果分析

3.2.3与其它水体表层水氮、磷污染比较

第三节表层沉积物氮、磷含量分布

3.3.1表层沉积物粒径分布

3.3.2表层沉积物有机质含量

3.3.3表层沉积物总磷含量

3.3.4表层沉积物总氮含量

3.3.5与其它水体沉积物氮、磷污染比较

第四节本章小结

第四章柱状沉积物有机质、氮和磷含量分布

第一节研究方法

4.1.1样品采集

4.1.2分析方法

第二节粒径分布

第三节有机质含量、总磷和总氮含量分布

4.3.1有机质含量

4.3.2 TP含量

4.3.2 TN含量

第四节、有机质、总磷和总氮之间相关性研究

4.4.1有机质与总氮相关关系

4.4.2氮、磷相关关系

第五章沉积物磷的形态分布

第一节研究方法

第二节海河干流柱状沉积物磷的形态分布

第三节结果与讨论

第六章海河沉积物氮、磷营养物静态释放模拟研究

第一节研究方法

6.1.1样品的采集与保存

6.1.2买验设计与装置

第二节海河沉积物氮、磷释放研究

6.2.1实验用水样和沉积物的基本理化性质

6.2.2模拟实验结果

第三节本章小结

第七章结论与建议

第一节结论

第二节建议

致 谢

参考文献

个人简历及发表论文情况