【摘 要】
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水体污染以及城市需水量的逐年加大使水资源短缺成为全球性问题,而人们对生活质量的高要求也使得城市景观水体面积越来越大,因此,采用再生水补充景观水体成为北方缺水城市的选择。但是,再生水所含污染物的种类和浓度往往比地表水高,导致再生水补充景观水体的沉积物污染物含量较高,长期运行将可能成为重要的污染源。本研究针对再生水补给景观水体内源污染释放问题,首先通过对比CaO2复合物(C-CaO2)及其单组分覆盖对
【基金项目】
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国家自然科学基金面上项目(No.52170172); 陕西省重点产业创新链(群)项目(No.2021ZDLSF05-04); 西安市科技局社会发展科技创新示范项目(No.20SFSF0011);
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水体污染以及城市需水量的逐年加大使水资源短缺成为全球性问题,而人们对生活质量的高要求也使得城市景观水体面积越来越大,因此,采用再生水补充景观水体成为北方缺水城市的选择。但是,再生水所含污染物的种类和浓度往往比地表水高,导致再生水补充景观水体的沉积物污染物含量较高,长期运行将可能成为重要的污染源。本研究针对再生水补给景观水体内源污染释放问题,首先通过对比CaO2复合物(C-CaO2)及其单组分覆盖对沉积物内源污染释放的控制效果,遴选出最佳的覆盖材料;同时,通过对比上覆水中维持不同硝酸盐(NO3--N)浓度对沉积物内源污染释放的控制效果,提出控制沉积物内源污染的最佳NO3--N浓度;最后,对比采用最佳覆盖材料和维持最佳NO3--N浓度时对沉积物中内源污染释放的控制效果,进行综合评价。获得以下主要结果与结论:1)C-CaO2能显著提高上覆水中的DO浓度和ORP水平,增强硝化作用以及抑制了沉积物中Fe3+的还原释放,从而使上覆水中氮(N)、磷(P)浓度明显降低。与CaO2反应器相比,C-CaO2反应器中上覆水氨氮(NH4+-N)和磷酸盐(PO43--P)浓度分别降低了50.77%和64.51%。2)C-CaO2可以降低沉积物中可移动P(P mobile)和可转化态N(TTN)含量。与CaO2反应器相比,C-CaO2反应器在0~2 cm和2~4 cm深度处P mobile含量分别下降了6.07%和10.30%,TTN含量分别降低了4.53%和4.81%。3)当上覆水中维持的NO3--N浓度越高,其对沉积物内源污染的控制效果越好。与N0反应器相比,当上覆水中NO3--N浓度为7.5 mg L-1时,上覆水中NH4+-N和PO43--P平均浓度降低了72.39%和83.53%。4)上覆水中NO3--N浓度越高,沉积物中NH4Cl-P和Na OH-nr P的占比以及TTN含量下降越明显。与N0反应器相比,当上覆水中NO3--N为7.5 mg L-1时,沉积物中NH4Cl-P和Na OH-nr P分别降低了36.35%和32.05%,TTN含量降低了13.30%。5)通过对比覆盖C-CaO2和调节上覆水中NO3--N浓度两种途径对沉积物中污染物释放的控制效果,结果表明两种途径均能有效降低上覆水中PO43--P和NH4+-N浓度。与CK反应器相比,C-CaO2反应器上覆水中PO43--P和NH4+-N浓度分别降低了86.67%和69.12%,N7.5反应器中分别降低了82.41%和72.36%。然而,与N7.5反应器相比,C-CaO2反应器中沉积物P mobile和TTN含量分别下降了23.27%和34.35%。
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