温度和扰动程度对湖泊底泥中氮磷释放通量影响的方法技术

本发明专利技术公开一种温度和扰动程度对湖泊底泥中氮磷释放通量影响的方法，主要步骤包括:室内模拟试验体系的准备，采集湖泊底泥及上覆水模拟湖泊水体环境，采用碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法测定模拟后上覆水体中的TN浓度，用钼酸铵分光光度法测定模拟后上覆水体中TP的浓度，并以此估算不同的温度值、扰动程度条件下，湖泊不同区域包括自由水面、稻田、芦苇塘及荷塘底泥氮磷的释放通量的变化，用于评估湖泊底泥中氮磷对上覆水的释放量。该测试方法系统完备，方法仅涉及常见的仪器，便于检测，且成本较低。

【技术实现步骤摘要】
温度和扰动程度对湖泊底泥中氮磷释放通量影响的方法
本专利技术属于湖泊底泥水环境治理领域，涉及一种温度和扰动程度对湖泊底泥中氮磷释放通量影响的方法。
技术介绍
氮磷的生物可利用性一直被认为是决定湖泊水质的重要因素。氮磷过高会导致水体富营养化，也就是水体光合生物过度繁殖从而水体浑浊造成了生态不平衡和无法预估的生物变化。水体氮磷来源于外源输入和内源沉积物的释放，长期以来人们更多关注外源磷的输入，而对沉积物释放未引起重视。湖泊沉积物即可作为水体氮磷的“汇”，也可一定条件下作为氮磷的“源”释放到水体，随着外源氮磷输入的控制和减少以及富营养化水体水质恢复和改善的需要，底泥中氮磷的释放对营养化的贡献显得越来越重要。对于浅水湖泊，底泥中氮磷的释放对水体影响更大。目前对水环境治理中最快速的方法就是环保疏浚手段。目前广泛应用在世界各地的污染治理工程领域。为改善我国严重的河湖库水环境与控制富营养化现状我国做了很多的努力和做了很多环保疏浚如太湖、西湖、滇池洱海等湖泊。这些疏浚工程多数缓解了水体污染状况，河道、湖泊水质和生态状况得到有效改善。沉积物是湖泊甚至全部流域中重要的物质基地，尤其是相对静止的湖泊、水库这类水域中，沉积物更是上覆水体的氮磷的重要来源，湖泊中有“源/汇”效应体现更加明显，沉积物中污染物通过释放交换作用重新进入水界面中。因此，控制污染物的进入并用工程技术手段去除内源对于水环境综合整治至关重要。因此估算底泥的释放通量对进行湖泊水环境治理提供有效的帮助。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供估算温度和扰动程度对湖泊底泥中氮磷释放通量影响的方法，该方法能评估温度和扰动程度对湖泊底泥中氮磷释放通量大小，同时检测方法系统完备，检测方便快捷。本专利技术的技术方案：温度和扰动程度对湖泊底泥中氮磷释放通量影响的方法，包括如下步骤：1)室内模拟试验体系的准备；将获得的新鲜沉积物样品剔去碎石杂物，滤去底泥表面的水分，用于底泥污染物吸附-解吸模拟试验。将200mL初步处理的沉积物(来自自由水面、苇塘、荷塘、稻田)转移至吸附-解吸模拟装置内，模拟装置为底面10cm，高16cm的玻璃管柱，沿模拟装置内壁缓慢加入配制的上层水体，形成吸附-解吸反应体系以扰动模拟时实验装置。将反应体系置于不同温度、扰动强度条件下反应48h，并在反应结束后静置2h，采集表层水体。2)采用碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法测定模拟后上覆水体中的TN浓度，用钼酸铵分光光度法测定模拟后上覆水体中TP的浓度；3)估算不同的温度值、扰动程度条件下，湖泊不同区域包括自由水面、稻田、芦苇塘及荷塘底泥氮磷的释放通量的变化，用于评估湖泊底泥中氮磷对上覆水的释放量。有益效果：水体氮磷来源于外源输入和内源沉积物的释放，湖泊底泥中氮磷的释放对水体影响更大。探究沉积物氮磷的释放可以为水环境的治理和底泥的处理提供可靠依据。附图说明图1是本专利技术的实验装置简要示意图。图2是本专利技术的不同的温度下底泥中TP的释放通量。图3是本专利技术的不同的温度下底泥中TN的释放通量。图4是不同的扰动程度下底泥中TP的释放通量。图5是不同的扰动程度下底泥中TN的释放通量。具体实施方式以下是通过具体实施方式对本专利技术详细说明。本专利技术的具体实施方式是为了更好地使本领域的技术人员理解本专利技术，不对本专利技术的范围作任何限制。1)室内模拟试验体系的准备；将获得的新鲜沉积物样品剔去碎石杂物，滤去底泥表面的水分，用于底泥污染物吸附-解吸模拟试验。将200mL初步处理的沉积物(来自自由水面、苇塘、荷塘、稻田)转移至吸附-解吸模拟装置内，模拟装置为底面10cm，高16cm的玻璃管柱，沿模拟装置内壁缓慢加入配制的上层水体，形成吸附-解吸反应体系以扰动模拟时实验装置。将反应体系置于不同温度(5℃、15℃、25℃)，不同扰动强度(0r/min、45r/min、90r/min)条件下反应48h，并在反应结束后静置2h，采集表层水体。2)采用碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法测定模拟后上覆水体中的TN浓度，用钼酸铵分光光度法测定模拟后上覆水体中TP的浓度；3)估算不同的温度值、扰动程度条件下，湖泊不同区域包括自由水面、稻田、芦苇塘及荷塘底泥氮磷的释放通量的变化，用于评估湖泊底泥中氮磷对上覆水的释放量。释放通量计算模型:式中：W——为扩散通量(kg/a)；rij——为j区域沉积物i温度下的释放速率[mg/(d.m2)]；Aj——为j区域面积(km2)；Ti——为i温度下的时间段(a)。其中，释放速率计算模型为式中V——为柱中上覆水体积(L)；Cn、C0、Cj-i——分别为第n次、0次(初始)和j-1次采祥时TN和TP含量(mg/L)；Ca——为添加水样中TN和TP含量(mg/L)；Vj-1——为第j-1次采祥体积(L)；S——为柱状祥水—沉积物接触面积(m2)；l——为释放时间(d)。以上内容不能认定本专利技术的具体实施只局限这些说明，凡是依照本专利技术申请专利范围内所做的均等变化和修饰，皆应属于本专利技术所提交的权利要求书确定的专利保护范围以内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.温度和扰动程度对湖泊底泥中氮磷释放通量影响的方法，包括以下步骤：/n1)室内模拟试验体系的准备：/n将获得的新鲜沉积物样品剔去碎石杂物，滤去底泥表面的水分，用于底泥污染物吸附-解吸模拟试验；/n2)采用碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法测定模拟后上覆水体中的TN浓度，用钼酸铵分光光度法测定模拟后上覆水体中TP的浓度；/n3)估算不同的温度值、扰动程度条件下，湖泊不同区域包括自由水面、稻田、芦苇塘及荷塘底泥氮磷的释放通量的变化，用于评估湖泊底泥中氮磷对上覆水的释放量。/n

【技术特征摘要】
1.温度和扰动程度对湖泊底泥中氮磷释放通量影响的方法，包括以下步骤：
1)室内模拟试验体系的准备：
将获得的新鲜沉积物样品剔去碎石杂物，滤去底泥表面的水分，用于底泥污染物吸附-解吸模拟试验；
2)采用碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法测定模拟后上覆水体中的TN浓度，用钼酸铵分光光度法测定模拟后上覆水体中TP的浓度；
3)估算不同的温度值、扰动程度条件下，湖泊不同区域包括自由水面、稻田、芦苇塘及荷塘底泥氮磷的释放通量的变化，用于评估湖泊底泥中氮磷对上覆水的释放量。


2.根据权利要求1所述的温度和扰动程度对湖泊底泥中氮磷释放通量影响的方法，其特征在于，所述步骤1)具体：将反应体系置于不同温度、扰动强度条件下反应48h，并在反应结束后静置2h，采集表层水体；
温度控制：将其置于恒温培养箱内分别将温度控制在5℃低温体系、15℃中温条件、25℃三种温度条件的反应体系；
扰动控制：将反应体系于静止状态下开展吸附解吸反应，模拟无扰动条件；借助六联电动搅拌器使反应体系在45r/min条件下反应，模拟中等强度扰动条件；借助六联电动搅拌器使反应体系在90r/min条件下反应，模拟高强度扰动条件。
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【专利技术属性】
技术研发人员：杨永奎，田志辉，刘川，曹想，郑怡然，万雪娇，赵林，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津;12