微孔曝气与覆盖对城市重污染河道底泥磷形态分布及释放过程的影响

第34卷第6期2015年6月环境化学ENVIＲONMENTALCHEMISTＲYVol．34，No．6June20152014年10月30日收稿．*国家水体污染控制与治理科技重大专项(2011ZX07303-001和2011ZX07303-002)资助．＊＊通讯联系人，E-mail:cmyang@tongji．edu．cnDOI:10．7524/j．issn．0254-6108．2015．06．2014103001杨长明，荆亚超，沈烁，等．微孔曝气与覆盖对城市重污染河道底泥磷形态分布及释放过程的影响［J］．环境化学，2015，34(6):1150-1157YANGChangming，JINGYachao，SHENShuo，etal．Effectsoffinebubbleaerationandcappingonthedistributionsofphosphorusformsandreleasepotentialinthesedimentfromaheavilypollutedurbanriver［J］．EnvironmentalChemistry，2015，34(6):1150-1157微孔曝气与覆盖对城市重污染河道底泥磷形态分布及释放过程的影响*杨长明＊＊荆亚超沈烁徐琛(同济大学，长江水环境教育部重点实验室，上海，200092)摘要采用自行研发的泥-水界面微孔曝气系统，开展了底泥表面曝气和覆盖对城市重污染河道底泥磷释放及形态分布规律的影响研究．结果表明，微孔曝气能够有效提高上覆水的溶解氧(DO)和沉积物的氧化还原电位(Eh)，能够将泥-水界面Eh维持在－100mV左右，DO提高到6mg·L－1以上．与对照比较，原位覆盖处理的上覆水DO和Eh有一定提高，但仍明显低于微孔曝气处理．与对照相比较，微孔曝气处理均有效降低上覆水中总磷(TP)和溶解性正磷酸盐(PO3－4)的含量．试验结束时，微孔曝气(A)和微孔曝气+原位覆盖处理(A+C)上覆水中TP含量由初始的0．201mg·L－1分别降至0．062mg·L－1和0．050mg·L－1;上覆水中PO3－4含量由0．086mg·L－1和0．078mg·L－1分别降至0．026mg·L－1和0．023mg·L－1．与对照相比，微孔曝气处理明显降低了底泥间隙水中TP的浓度，在整个培养期间，其TP含量平均下降38．8%(A)和47．9%(A+C)．底泥原位覆盖处理对抑制泥-水界面磷释放能力要弱于微孔曝气处理，而且在试验后期(50d)，上覆水中TP和PO3－4的含量均有所反弹．不管有无覆盖，泥-水界面微孔曝气处理均显著改变了表层底泥磷形态分布特征，显著降低了底泥中铁铝结合态磷(Fe/Al-P)组分比例，而钙结合态磷(Ca-P)含量比例却出现明显增加．单一的表面覆盖处理对底泥磷形态分布特征没有显著影响(P＞0．05)．研究表明，与单一的处理效果相比较，泥-水界面纳米微孔曝气处理，并结合底泥原位覆盖，更有利于抑制城市重污染河道泥-水界面中磷的释放风险．关键词城市重污染河道，泥-水界面，纳米微孔曝气，原位覆盖，磷形态，释放过程．EffectsoffinebubbleaerationandcappingonthedistributionsofphosphorusformsandreleasepotentialinthesedimentfromaheavilypollutedurbanriverYANGChangming＊＊JINGYachaoSHENShuoXUChen(KeyLaboratoryoftheYangtzeＲiverWaterEnvironment，TongjiUniversity，Shanghai，200092，China)Abstract:Asimulationexperimentwithprecisionoxygendistributionsystemwasconductedtostudytheeffectoffinebubbleaerationandcappingonsediment-waterinterfaceonspeciesdistributionsandreleasepotentialofphosphorusinthesedimentsampledfromaheavilypollutedurbanriverinHefeiCity，AnhuiProvince．Theresultsshowedthattheconcentrationofdissolvedoxygen(DO)intheoverlyingwaterandtheredoxpotential(Eh)ofthesediment-waterinterfacehadbeensignificantlyincreasedwit