不同模拟条件下太湖沉积物-水界面磷行为的研究

随着大量的磷输入水体,太湖富营养化已经成为一个严重的环境问题。沉积物内源磷的释放是湖泊上覆水体磷浓度升高的重要因素之一。文章针对太湖特征,模拟影响沉积物内源磷释放过程因素中的扰动、溶解氧和pH条件研究表层沉积物的内源磷行为。结果表明,在厌氧环境下有利于磷的释放,且没有扰动条件要比有扰动的释放量大,达到0.297 mg/L;好氧条件不利于磷的释放,经过好氧培养的沉积物中有机磷平均减少了约50%,好氧-厌氧交替使得铁结合态磷提高了0.001 8 mg/g。pH 8.2~8.6有助于沉积物磷的释放,且不同pH值下沉积物磷的最大释放时间不同,pH 9.0沉积物磷在1 d时最大释放量达到0.162 mg/L;沉积物中磷在不同pH下的形态会发生不同程度的转变,其中铁结合态磷（Fe-P）的转变最大。可见扰动、溶解氧、pH对沉积物内源磷的释放有着显著影响。

水动力条件下底泥中氮磷释放通量

在环形水槽内模拟了水动力条件下底泥的起动规律,分析了底泥运动的不同状态该环形水槽内水体流速基本均匀,水槽转速与槽内水体流速能够精确的相互转换,实验中通过改变水槽转速模拟了不同扰动强度下底泥悬浮和释放的规律.以太湖底泥为例,通过上覆水中TN、TP浓度的变化,建立了底泥中TN、TP的释放通量(y)与水流(x)的关系,其表达式为TN:y=137.88e0.06x,(R2=0.94);TP:y=36.78e0.56x(R2=0.97);并将该实验结果应用在太湖的水量水质模型中,取得了比较满意的效果.

太湖西岸典型区域沉积物的硫铁分布特征及环境意义

以太湖西岸聚藻区、清淤区和开阔水域3种典型区域为对象,对沉积物中硫铁的分布进行研究.结果显示,各区域沉积物中铁还原均比硫还原活跃,硫铁氧化还原菌的分布表明硫铁循环主要集中于0~15 cm表层沉积物.开阔水域未发现明显硫离子(dS^2-)释放与酸性可挥发性硫化物(AVS)沉积,硫还原较弱;二价铁离子(dFe^2+)平均浓度为dS^2-的5.2倍,说明沉积物仍以铁还原为主导.清淤区硫酸盐还原菌(SRB)相对丰度与dS^2-含量均为所有区域中最低,且未见明显dFe^2+释放,表明清淤抑制了硫铁还原的进行.聚藻区表层沉积物SRB相对丰度达到2.7%,且出现dS^2-和AVS的显著升高,说明沉积物中发生着强烈的微生物硫还原.在表层沉积物也出现了明显的dFe^2+释放,反映出强烈的铁还原,但沉积物中铁还原菌(FeRB)的平均丰度仅为0.6%,这一数值与其他区域相似,显然无法解释聚藻区与其他区域巨大的dFe^2+差异,因此微生物铁还原并不是铁还原的主要途径.考虑到硫铁化合物的沉积与Fe(Ⅲ)氧化物的消耗一致,沉积物中的铁还原是由ΣS^2-诱导的化学铁还原主导. dFe^2+平均浓度为dS^2-的4.8倍,监测培养沉积物的dS^2-、dFe^2+变化所得的铁还原速率是硫还原速率的7.4倍,说明铁还原仍比硫还原活跃.但由于AVS的沉积对ΣS^2-的消耗,真实硫还原速率应高于测量值.

引江济太工程水源地河床稳定性分析

引江济太工程水源地位于长江澄通段的福山倒套内,其河床稳定性是影响引江济太工程成败的关键。因此,根据大量实测水下地形资料,对福山倒套的河势演变进行分析,研究倒套河床形态特征对自身水动力结构的影响。同时,结合二维水量模型对福山倒套淤积的形势进行数值模拟和预测。结果表明:①倒套内部水位降低,但变化不明显;②倒套内部流场流速整体下降,尤其是倒套口门处流速值减小较大;③倒套虽然处于淤积阶段,但倒套口门段较为稳定。因此,适时疏浚上部串沟是维持倒套稳定之关键。

“引江济太”对太湖北部底质及水质总磷的影响

应用GIS技术研究了"引江济太"对太湖北部底质与水质总磷(TP)浓度的影响。研究结果表明,2014—2019年,调水北部沿线4个点位底质TP浓度降幅为59.8%~80.5%;不同点位的水质TP浓度变化存在差异,入湖口点位下降14.1%,沿线其他点位分别上升37.4%、38.6%和45.0%。从空间分布来看,太湖水质TP始终呈明显的"西高东低"分布特点,但底质TP的分布未显示出该类规律。望亭水利枢纽调水情况与入湖口5#点位底质TP浓度呈一定程度的正相关,在调水入湖水量大于出湖水量的年份,5#点位底质TP浓度会偏高。"引江济太"会对太湖北部调水沿线,特别是入湖口附近水域的TP含量产生较大影响,并通过水流迁移与底质再悬浮释放影响下游水域。如何降低望虞河及周边支流的入湖泥沙量将是今后开展科学调水、保障贡湖水源地水质安全的重点研究方向之一。

高藻太湖表层水深井加压混凝浓缩技术研究及应用

为了探索高藻太湖表层水深井加压混凝沉淀浓缩技术的可行性,并优化技术参数后将其应用于工程实践,采用混凝实验优化了混凝剂投加量,采用静态沉淀实验测定了加压混凝高藻太湖表层水颗粒的沉淀速度,采用中试研究了深井加压混凝沉淀高藻太湖表层水的处理效果。结果表明,将PAC/干藻(质量比)控制在16%~32%、PAM/干藻(质量比)控制在0.3%~0.4%,混凝后高藻太湖表层水颗粒的沉淀速度可达47 cm/min左右,沉淀池表面负荷可达10 m3/(m^(2)·h),实际工程中可将平均含固率为0.5%的高藻太湖表层水浓缩至平均含固率为4.08%,使出水浊度为1.83~8.33 NTU,叶绿素a浓度为6.32~11.72μg/L,TN为0.30~5.20 mg/L,TP为0.03~0.26 mg/L。