東昌湖補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、沉積物的內源氮污染和氮的形態(tài)轉化與釋放規(guī)律是當前湖泊研究的熱點，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特特點，其水體和沉積物中氮的遷移轉化規(guī)律更為復雜，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)測分析了引黃河補水期間水體溶解態(tài)氮、顆粒態(tài)氮等的遷移轉

2、化規(guī)律，運用連續(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，并通過室內模擬實驗研究了沉積物的特性如粒度、有機質、擾動、粘土礦物成分4個因素對氨氮吸附-解吸的影響。
　　本文的主要研究結果和結論如下：
　?。?）高污染負荷高含沙量的黃河補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類水質標準，水

3、體有呈現(xiàn)富營養(yǎng)化趨勢。臨近補水口的湖區(qū)受黃河補水影響最顯著，水體各形態(tài)氮的遷移轉化主要受外源補水、顆粒物的吸附作用和硝化細菌、氨化細菌的作用影響，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化和降低氮的污染負荷起到了積極作用。
　?。?）沉積物的可轉化態(tài)氮含量較高，內源氮釋放導致的水體富營養(yǎng)化可能性較大?？偪赊D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化態(tài)氮含量較其他湖區(qū)高，這與該兩湖區(qū)臨近兩個補水口，常年受黃河補水影響有關。
　?。?）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)氮對總可轉化態(tài)氮的貢獻率大小依次是強氧化劑可提取態(tài)氮（SOEF-N）>弱堿可提取態(tài)氮（WAEF-N）>強堿可提取態(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)化貢獻最大的氮形態(tài)，其來源可能

5、是與鐵錳氧化物有關，SAEF-N與SOEF-N可能具有相似的來源。沉積物的粒度和有機質含量對各形態(tài)氮的含量和分布有重要影響，非轉化態(tài)氮主要存在于0.004~0.032mm的細粉砂沉積物中。
　　（4）有機質含量的增加、粒度的減小和一定范圍內擾動強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