论文部分内容阅读
苏南河网区河道密集,水流滞缓,水体污染,底泥淤积严重。硫酸盐通过径流和沉降进入水体,河道沉积物是水体硫酸盐的重要宿体,城市重污染河道沉积物—水界面氧化还原电位较低,硫酸盐在SRB(硫酸盐还原菌)作用下容易被有机物还原为硫化物,导致沉积物—水体系中硫化物的累积。本文选择典型城市河道沉积物—水体系作为研究对象,通过现场调查、监测、模型拟合、实验室培养等手段,进行城市河道沉积物—水体系硫化物赋存特征及反硫化过程研究,取得以下结果:(1)沉积物—水体系中硫化物、硫酸盐的含量水平差异较大。上覆水中硫化物和硫酸盐含量范围分别为0-0.136mg/L和37.1-542.0mg/L,沉积物中则分别为850.5-7538.3mg/kg和17.5-149.0mg/L;实验河道上覆水及沉积物中均检出SRB,变化幅度分别为:7×10-3×105个/ml和1.5×103-2.5×106个/g,且上覆水中SRB含量明显低于沉积物中。(2)沉积物中硫化物、硫酸盐及SRB的深度分布特征及影响因素研究表明:河道沉积物柱样0—40cm范围内,硫化物含量随深度的增加先上升后下降,硫酸盐和SRB(硫酸盐还原菌)表层含量明显高于次表层和底层;沉积物中硫化物分布特征受pH、Eh影响外,还与有机质及SRB有关,沉积物表层硫化物含量和有机质呈负相关,硫化物和SRB呈正相关。(3)根据城市河道沉积物中硫化物的实测数据,对沉积物中硫化物垂直分布的对流扩散模型进行非线性拟合,结果表明此模型能够用于描述自然状态受人为干扰较少的城市河道硫化物的垂直分布,应用范围有一定的局限性。南京七桥瓮和小行桥两处硫化物垂向分布拟合结果较好,拟合方程分别为:C=336641.5e0.003h-48310.8e0.018h-288371.1和C=35436.9e0.026h-99.2e0.016h-36888.7,相关系数分别为0.981、0.978。(4) Fick定律法模拟计算结果与实验室培养法测得的通量相比较有一定的误差。对于所研究的硫化物而言,是一种易氧化物质,易受外界环境影响,由于Fick定律扩散通量系数是根据实际样品分层测得的,分层过程中受外界氧化条件影响较大,且分层越细受影响程度越高;而实验室培养法采用的是原状柱样,受外界氧化条件影响较小,能够较真实地反映样品实际扩散状态。选定典型断面南京七桥瓮断面、金川河主流断面,实验室培养得出沉积物-水界面的反硫化速率分别为0.357、0.649 mg·l-1·h-1,SO42-的扩散通量分别为82.8、188.0 mg·cm-2·a-1,S2-的扩散通量分别为-0.177、-0.586 mg·cm-2·a-1,且SO42-是从上覆水中向沉积物扩散,S2-是从沉积物向上覆水扩散。