水污染越来越严重,水体修复刻不容缓,尤其是富营养化严重的城市黑臭水体,呈现出越演越劣的趋势。本课题依托于国家水污染控制与治理科技重大专项“海河南系子牙河流域(河北段)水污染控制与水质改善集成技术与综合示范”课题,该课题对湿地系统水环境效应进行模拟,集成示范生态修复技术。通过现场和实验室模拟,研究筛选种植适宜水生植物和投放水生生物,结合喷泉曝气技术,提高河水的溶解氧含量,增强河道对污染物的降解能力,通过生态系统调节,逐渐恢复水生态系统净化功能,减少水体内源污染的释放,达到改善水质的目的。本论文着重研究了磷在沉积物—间隙水—上覆水界面的迁移转化过程,为课题研究和防控城市水体黑臭提供理论支持。1、本文以海河流域典型的城镇污水处理厂补给的城市公园水体为研究对象。其补给水源为城市污水处理厂出水,通过污水泵站提升,采用跌水曝气、水生植物净化等措施后进入景观水体,研究期间发现景观水体在夏季仍然存在黑臭现象。因此,本研究对补给水源及公园水体的水质进行时空变化规律的分析,研究发现:在景观水体缓流区黑臭现象较为严重,其TN/TP比为17:1—32:1,属于典型磷限制富营养化水体。2、针对依托课题研究的人工湿地控制黑臭水体示范工程,重点对其控制效果和表流湿地表层沉积物特征进行了分析研究。结果表明:表流湿地对水质净化有很好的效果,对总氮的去除率可达75.08%,总磷的去除率可达46.36%。当表流湿地稳定运行三个月后示范工程湖区水质由原来的劣Ⅴ类水体变为Ⅴ类水体,部分点位能达到Ⅳ类水体;人工湖湖区表层沉积物总磷(TP)的含量介于504.97-718.87mg/kg之间,磷形态的大小顺序为:Ca-P>Res-P>NaOH-P>KCl-P>NaOH-P0;3、通过实验室模拟,对磷在沉积物—间隙水—上覆水界面的迁移转化进行分析发现:88.89%总磷的去除是由于沉降作用使颗粒态的磷沉积到底泥中;沉积物中磷会通过间隙水向上覆水扩散,扩散的磷形态为溶解性正磷酸盐;沉积物中以0.1kg/m2的量添加石灰为改良剂,150天后沉积物中的钙结合态磷含量会增加为原来的2.2倍。由于钙结合态磷相对其他磷形态更为稳定,从而减少磷向上覆水的释放,在一定程度上解决磷的内源污染问题。