镧改性膨润土对富营养化浅水湖泊上覆水磷浓度及沉积物磷形态特征的影响

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镧改性膨润土被广泛地应用于控制水体沉积物中磷的释放和去除上覆水中的磷。本论文对暨南大学南湖和湖北洋澜湖应用镧改性膨润土修复进行了研究,以探讨镧改性膨润土对水体磷浓度及沉积物中磷形态特征的影响。暨南大学南湖以镧改性膨润土的质量与沉积物表层5 cm中活性磷和上覆水体TP之和的质量比为100:1的剂量投加了镧改性膨润土,约合590 g/m2。洋澜湖以500 g/m2的剂量投加了镧改性膨润土,并同时以50 g/m2的剂量辅助投加了聚合氯化铝(PAC)。本研究监测了暨南大学南湖和洋澜湖修复前后(时间间隔约2个月)的沉积物磷形态特征并检测修复期间的水体磷浓度、悬浮物等水质指标,此外,还分析了洋澜湖应用镧改性膨润土修复前后沉积物金属含量。暨南大学南湖研究结果显示,加镧改性膨润土后上覆水磷浓度波动较大,总体呈下降趋势;至60 d时,水体总磷(TP)、颗粒态磷(PP)、溶解性总磷(TDP)和溶解活性磷(SRP)分别下降了45.21%、43.91%、47.79%和84.55%。镧改性膨润土添加后沉积物中的弱结合态磷(NH4Cl-P)和氧化还原敏感性磷(BD-P)含量减少,而更稳定的磷灰石结合态磷(HCl-P)和残渣磷(Ref-P)含量上升,而金属氧化物磷(Na OH-RP)和有机磷(Org-P)变化较小。本研究表明镧改性膨润土能降低水体磷含量,改善水质,同时镧改性膨润土能改变沉积物磷形态,使活性磷转化为稳定的磷形态,抑制沉积物磷的释放。洋澜湖研究结果显示,镧改性膨润土和PAC联用能使上覆水悬浮物含量、叶绿素a含量和磷含量快速下降,透明度快速提高,对水质具有明显的改善作用。至实验结束时(10月24日),TP、PP和SRP分别下降了89.53%,71.40%,93.41%。修复区沉积物La含量在沉积物表层0-10 cm范围内显著增加。镧改性膨润土和PAC添加后沉积物中NH4Cl-P、BD-P和Org-P含量下降,而稳定的HCl-P和Ref-P含量增加,因此沉积物对磷的滞留能力上升了,沉积物磷的释放风险下降了。
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