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西南梯级水库内源磷污染机制与原位控制技术研究取得新进展

发布时间:2019-02-25

湖泊富营养化是全球关注的环境问题。西南地区是中国水能资源的富集区,水库数量众多。然而,这些水库正在面临富营养化问题的挑战。已有研究指出,磷是控制水体富营养化的关键限制性因子。特别是在外源磷输入到有效控制之后,沉积物磷的释放(内源磷)仍然可以导致水体维持富营养化状态长达几十年。在对沉积物磷释放机理与治理技术已有的研究报道中,主要研究对象是天然湖泊,而对人工水库中沉积物-水界面(SWI)磷的时空特征、释放机理与控制技术的研究报道很少。  

针对西南梯级水库内源磷污染问题和治理需求,lovebet体育|爱博|lovebet爱博体育官网环境地球化学国家重点实验室陈敬安课题组,采用高分辨率分析手段,开展了西南梯级水库沉积物-水界面磷释放机理与原位控制技术研究,取得了一些新进展:  

1、针对在西南梯级水库SWI附近磷的时空变化和释放机理不明确的问题,应用复合DGT技术在红枫湖开展了全年月度原位监测研究。结果显示,红枫湖沉积物剖面中活性P、活性Fe呈极显著正相关关系,揭示了Fe-P的还原溶解是主导内源磷释放的主要机理。红枫湖内源磷具有很高的扩散通量,强调了以红枫湖为代表的西南梯级水库内源磷污染治理的紧迫性。在西南人工梯级水库,随着水库运行时间增加,其内源磷污染问题应引起重视。上述研究成果发表在《Science of the Total Environment》(2Top IF= 4.610)杂志。  

原文链接:https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2019.02.194  

2、针对课题组前期研发的铝改性黏土(AMC)钝化剂的内源磷污染控制机理认识不明的问题,开展了不同条件下AMC的内源磷污染控制效果及其作用机理研究。结果表明,沉积物内源磷释放仅发生在厌氧环境条件下。在AMC覆盖层,沉积物孔隙水中溶解性磷浓度急剧降低,沉积物固相Al-P含量升高,表明物理吸附和Al-P的生成是铝盐类钝化剂抑制沉积物内源磷释放的主要机制。研究成果对西南梯级水库内源磷污染工程治理具有指导意义。上述研究成果发表在《Chemosphere》(2Top IF= 4.551)杂志。  

原文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0045653518319568?via%3Dihub  

3、针对传统曝气增氧技术对SWI增氧缺乏针对性、内源磷污染控制效率低的问题,开发了一种基于气态纳米科技的、专门进行SWI原位增氧的新型材料,即纳米氧泡改性矿物材料(ONBMMs),研究量化了其对SWI的增氧效率,评价了其对内源磷污染的原位控制效果。结果表明,ONBMMs可有效提高SWIDO含量(最高可达8 mg/L),显著降低内源磷释放通量。投加ONBMMs后,上覆水可溶性P浓度降低了97.9%,沉积物中活性P释放通量降低了78.9%ONBMMs技术在西南梯级水库内源磷污染防治中具有广阔应用前景。上述研究成果发表在《Science of the Total Environment》(2Top IF= 4.610)杂志。  

原文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S004896971930289X?via%3Dihub  

上述研究得到了国家重点研发计划课题(No. 2016YFA0601000)、NSFC-贵州喀斯特科学研究中心项目(U1612441)、中国科学院创新交叉团队项目、贵州省应用基础研究计划重大专项([2016]2802)的资助。   

(环境室  陈敬安课题组/供稿)