底泥疏浚和引流冲污对富营养水体生态系统恢复影响,这篇底泥论文范文为免费优秀学术论文范文,可用于相关写作参考。
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摘 要：随着社会经济的迅速发展,人口压力的增大,生活、农业和工业废水使得城市城区及周边的水体的环境状况越来越差.底泥疏浚和引流冲污作为重要的水体修复技术,引起了研究者的广泛关注.文章从底泥疏浚和引流冲污产生的污染物迁移转化效应、生物效应和污染控制的工程问题三个方面总结相关的研究成果,以期对城市水环境管理提供借鉴和参考.
关键词：底泥疏浚；引流冲污；生态系统恢复
中图分类号：X52 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2014）24-0068-03
随着社会经济的迅速发展,人口压力的增大,生活、农业和工业废水使得城市城区及周边水体的环境状况越来越差.城市环境管理部门实施了包括引流、截污、清淤等一系列整治措施,但是随着城市污水排放总量的不断增加,污水处理率未能同步增长,使城市内河湖泊接纳污染的负荷越来越大,大多数河段淤积严重,水流不畅,纳污容量越来越小,内河湖泊水质普遍越来越差.水体恶臭及由水体富营养化引起的蓝藻水化泛滥日趋严重,破坏了生态系统环境,严重威胁居民身体健康,因此,对于富营养水体修复已经引起广泛的关注.
在水生生态系统中沉积物是营养物、重金属、持久性有机污染物（POPs）的源和汇.在有效控制外源的情况下,生物或物理化学作用会促使沉积物的释放,使得水体在相当长的时间内保持富营养化或者水质恶化等不良状态.底泥疏浚和引流冲污都是水体修复的常见方法,被较多的应用于实践中.引流冲污经常应用于海湾的浅滩、港口、航道等,底泥疏浚较多的用于被污染的浅水湖泊或者小型河流等水体.国内外都有很多相关的实践经验,但是对于疏浚技术能否从根本上使得水环境得到改善,及内部相应的机制国内外却存在较大的争议.底泥疏浚由于其高昂的施工成本和环境效果的不确定性,需要对施工可能产生的环境效应及其相应的机制有较为详尽的了解.
1 底泥疏浚和引流冲污的污染物迁移转化效应
底泥疏浚和引流冲污对于水生生态系统是一种干扰,会改变原本生态系统的稳定性,使得生态系统发生改变.相应的在悬浮过程对污染物的迁移传化发生瞬时效应、短期效应和长期效应.底泥中营养盐的释放和温度、pH、Eh、细菌、溶解氧等诸多因素相关,在20 cm以下的底泥基本上不直接参和营养盐对水体的释放,但一旦将上层底泥疏浚后,下层底泥会暴露成为表层底泥,好氧环境下其氮磷释放量反而更大,即并不是任意的疏浚深度及任意时间的疏浚都可以减少营养盐释放量.
引流冲污是直接引入低营养盐的清洁水来稀释甚至更换部分湖水,达到稀释营养物浓度的目的,使湖泊富营养化得到控制.引水稀释技术属于物理法分类技术,通过降低营养盐浓度,加快交换速度,引水能有效提高富营养湖泊的水质.引水冲污常因清洁水源问题而在应用中受到限制.引水冲污实际是污染物的迁移,需要新的污染物容纳体.
1.1 底泥疏浚对水土界面营养盐通量的影响
各种水生生物残体的生物沉积是湖泊沉积物的重要组成部分,在适当的条件下矿化就会成为湖泊N、P的内源向水体中释放营养盐.底泥疏浚这种内源控制技术的界面行为和活化机制研究一直是科研的热点和难点,开展的研究多为疏浚效果的野外检测评价和短期模拟试验.疏浚能有效的削减沉积物中的营养物、重金属和持久性有机污染物等污染物的含量,但疏浚会引起污染物向水体释放,疏浚后的界面过程有可能对疏浚效果产生较大影响.底泥疏浚对水体富营养化的控制并非总是成功的.钟继承等通过试验室疏浚模拟研究氮、磷释放的长效机制发现未疏底质浚沉积物-水界面的铵态氮通量具有明显的季节性,而疏浚后的底质沉积物-水界面铵态氮的通量季节变化不明显.疏浚后的几个月铵态氮的交换量先稍稍增大,在5～12月间显著低于对照组.研究者认为在太湖流域底泥疏浚对沉积物铵态氮具有很好的控制作用,对太湖流域底泥疏浚30 cm可以有效减少沉积物的磷负荷,疏浚形成的氧化层能后很好的阻止沉积物-水界面的磷释放.在水生生态系统中氮循环过程对于控制初级生产力具有重要的作用,在氮循环过程中反硝化过程是直接的脱氮过程,有研究发现沉积物反硝化速率受温度的控制,硝态氮浓度是沉积物反硝化速率的主要限制因子.疏浚会使有机碳成为疏浚沉积物的反硝化速率影响因子.疏浚后短期内沉积物反硝化速率降低,这是沉积物脱氮过程一个潜在的负效应.
1.2 底泥疏浚对新鲜有机质云团的影响
底泥表层可分为三层：稀释层、流体层和压密层.稀释层中的颗粒最细,有机质最多可称为污染云团,应该疏浚的是上面两层.在水体中新鲜细颗粒有机碎屑、细菌、藻类和矿物质等极细颗粒组成胶粘状云团,其比重略大于1,在水力作用下很容易悬浮并长期滞留在水体中参和水中固体物通量的上下交换.底泥疏浚无法有效祛除云团,由于底泥的上面两层都可再悬浮,如疏浚方法不当,已疏浚处很容易被未疏浚处的富营养流动性淤泥及污染云团覆盖,疏浚将难以达到预期控制内污染源的目的.
疏浚引起的再悬浮能够导致沉积物向水体释放营养盐,疏浚过程中水体TSS浓度显著提高,同时伴随着氮磷的释放,疏浚后的水体很快澄清,TSS浓度迅速下降,但是水体中的营养盐能够维持较长的时间.疏浚后新生表层水土界面发生扩散、吸附和解吸等许多瞬时过程,这些过程对营养盐的水相固相分配起着重要作用.
2 疏浚和引流冲污的生物效应
2.1 底栖生物的变化
疏浚工程往往会使底栖生境发生巨大的改变,而生境的恢复重建又需要很长的时间,为了减少疏浚的环境风险就需要对疏浚的可行性和环境效应进行评价.同时应对疏浚区的生物资源进行调查,为降低生态风险提出建议.底泥疏浚往往对底栖生物产生危害,进而使得水生生态系统的发生变化,系统中底栖生物和酶活性的恢复则需要长期的过程.M.A.Lewis等研究底泥疏浚（引流冲污）对城市化的弗罗里达海湾影响：对底栖生物和藻类固着生物的影响,疏浚显著降低生物多样性和密度.
结论：关于本文可作为相关专业底泥论文写作研究的大学硕士与本科毕业论文底泥与淤泥论文开题报告范文和职称论文参考文献资料。
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