【摘 要】
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为确定镁铁层状双金属氢氧化物(Mg/Fe-LDH)添加对水体内源磷释放的控制效果及机制,本文首先研究了Mg/Fe-LDH对水中磷酸盐的吸附特征和机制,再研究了其添加对底泥磷吸附能力的影响
【机 构】
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上海海洋大学海洋生态与环境学院; 中国环境科学研究院;
【基金项目】
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国家自然科学基金项目(51408354,50908142);上海市自然科学基金项目(15ZR1420700);上海市科学技术委员会项目(10230502900);山东省重大科技创新工程项目(2018YFJH0902);上海海洋大学本研一体化教学团队项目
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为确定镁铁层状双金属氢氧化物(Mg/Fe-LDH)添加对水体内源磷释放的控制效果及机制,本文首先研究了Mg/Fe-LDH对水中磷酸盐的吸附特征和机制,再研究了其添加对底泥磷吸附能力的影响,以及对上覆水和间隙水中磷的影响,进而评估了吸附磷酸盐后Mg/Fe-LDH中磷的稳定性。结果发现,与准一级和准二级动力学模型相比,Mg/Fe-LDH对水中磷酸盐的吸附动力学过程更好地满足Elovich模型;与Langmuir模型相比,Freundlich和Dubinin-Radushkevich模型更加适合用于描述Mg/Fe-LDH对水中磷酸盐的等温吸附行为;当溶液pH值为4~10时,吸附容量相对较高,而当pH值由10增加到11时,吸附容量则显著下降;共存Ca2+和Mg2+对吸附起促进作用,Na+和Cl-的影响可以忽略不计,而SO42-和HCO3-则对吸附起负面影响。阴离子交换、静电吸引、配位体交换和内层配合物形成是Mg/Fe-LDH吸附水中磷酸盐的主要机制。Mg/Fe-LDH添加不仅会降低上覆水中溶解性活性磷(SRP)浓度,而且会降低间隙水中SRP浓度。Mg/Fe-LDH添加也会显著增强底泥对水中磷酸盐的吸附能力,且投加量越大,促进效果越明显。被Mg/Fe-LDH所吸附的磷酸盐主要以NH4Cl提取态磷(NH4Cl-P)、氧化还原敏感态磷(BD-P)和金属氧化物结合态磷(NaOH-rP)形态存在,分别占总磷的13.7%、34.0%和52.3%。被Mg/Fe-LDH所吸附的磷酸盐中大约有一半的磷会以较为稳定的形式存在,不容易被重新释放。考虑到被Mg/Fe-LDH所吸附磷酸盐中大约有一半的磷会以不稳定的形式存在,存在重新释放的风险,因此将吸附饱和后的 Mg/Fe-LDH进行回收是非常必要的。
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