水库沉积物耗氧量计算及释放性研究

第21卷第11期2015年11月水利科技与经济WaterConservancyScienceandTechnologyandEconomyVol.21No.11Nov.，2015［收稿日期］2015－09－08［作者简介］袁建军(1978－)，男，甘肃陇西人，技术员，从事水利工程建设工作.水库沉积物耗氧量计算及释放性研究袁建军(新疆阿勒泰市克孜加水库工程建设管理处，新疆阿勒泰836500)［摘要］由于现代社会追求经济高速发展，忽略了对水源的保护，大肆开发利用库区资源进行水产养殖，造成水库水体严重污染。基于国内外研究情况，主要对水库沉积物性质进行分析，介绍沉积物理化性质，对沉积物耗氧量进行计算，最后研究了沉积物污染物释放特性，希望对水库沉淀物研究提供参考。［关键词］水库;沉积物;耗氧量;释放特性［中图分类号］TV697.3［文献标识码］B［文章编号］1006－7175(2015)11－0075－020引言沉积物实质上是污染的汇集，是水库中水体的污染源。在一定条件下，这些沉积物会在水中不断污染，其危害巨大:污染范围广，持续作用时间长［1］，沉积物污染物释放途径不同［2］，在不同的条件下，有的释放强度大，有的释放强度小，而释放量亦不确定［3］。因此，对水库沉积物性质进行分析至关重要。结合国内外研究进展，本文主要对水库沉积物性质进行了分析，介绍了沉积物理化性质，计算了沉积物耗氧量，最后研究了沉积物污染物释放特性，希望对水库沉淀物研究提供参考。1沉积物理化特性为了研究水库沉积物的物理性质，利用彼得生取样器沿着水库河道提取6份样品，分别装在聚乙烯封口塑料袋内，样品的提取深度为沉积物表层10～15cm。具体取样点到大坝距离和水深情况见表1。将塑料袋内的底泥样品置于烧杯中，静置到上层液不再变化时，用注射器移去上层液，将烧杯中的样品置于滤纸上风干。表2为其风干后的性状情况。表1沉积物取样点到大坝距离和水深项目编号1#2#3#4#5#6#距坝距离/m2500200015001000500100水深/m7m左右7m左右10m左右10m左右13m左右10m左右表2沉积物各取样点性状描述项目1#2#3#4#5#6#上覆水水量多且澄清，有少许可见的浮游生物水量多且澄清，有较多可见的浮游生物，有约1mm生物上覆水基本没有水量多且澄清，有少许可见的浮游生物上覆水基本没有，没有可见生物上覆水较少，水质发黑，不容易澄清底泥形状颜色较浅，质感稀软颜色最浅，形状成块，有螺壳和枯草树枝颜色较浅，搅拌后内层发黑，泥呈黏稠状内层发黑，质感稀软颜色深黑，质感黏稠，泥呈淤状颜色深黑，质感黏稠底泥气味腥臭味极大有腥臭味腥臭味较大腥臭味较小腥臭味最小，有轻微硫臭有腥臭味，且有轻微硫臭风干后状况描述仍有腥臭味不易研细不易研细研细后，颜色仍旧发黑研细后，颜色仍旧发黑研细后，颜色仍旧发黑—57—第21卷第11期2015年11月水利科技与经济WaterConservancyScienceandTechnologyandEconomyVol.21No.11Nov.，2015由表2分析可知，底泥随着水深度逐渐增加，颜色会越来越黑。特别是深水区底泥，如5#和6#的颜色均为深黑，并且在其风干后研细，它的颜色仍旧是发黑的。但是若将黑色的泥在空气中搁置一段时间后，它的颜色会逐渐变浅。对此进行推测，可能是深水区的底泥是厌氧的，随着与氧气接触时间的不同，它的颜色也会改变。2沉积物耗氧及释放特性水库污染严重，但是还不清楚水库中沉积物的耗氧情况和释放能力［4］。因此，模拟夏季和冬季沉积物污染物的耗氧和释放情况(即在T=10℃和T=4℃)的取样测定是非常有必要的。同上述方法相同取样10份，充分混合，4℃冷藏，待用。用高纯N2将反应器中的DO降到3mg/L，密封，然后将底泥分别置于10℃和4℃的恒温培养箱中24h，待用。通过线性回归作图，得到沉积物在T=10℃和T=4℃的耗氧速率分别为1.9和1.6mg/(m2·d)。由此数据可知，污染越来越严重。由图1可以知，温度越高，耗氧速率越快，随着时间的增加，pH值呈下降趋势，这主要是由于缺氧条件下沉积物分解形成了酸性物质。由图2分析可知，CODMn大约保持在6mgO2/L左右，由此也可以判断出水库水体污染严重。实验初期，CODMn下降是由于硝化反应和氧气消耗所导致的，反硝化细菌属于异养菌，它在反应的时候会消耗碳源，因此造成CODMn下降是必然的。图1DO与PH随时间的变化曲线图2CODMn随时间变化曲线3污染物释放特性通过实验及查阅文献可知，沉积物污染物释放有很多，在此主要分析以下两种［5－6］:1)NH3－N释放。温度、DO、有机物降解、pH值等因素都会影响沉积物中有机氮矿化速率，温度升高，有利于提高生物体内酶的反应速率，从而增快有机氮的矿化速率。由于有机氮分解适宜