含鹽廢水尾水排放對(duì)近水域水質(zhì)影響的模擬

陳垚+李春龍+雷曉玲+向先熙

摘要：為了探究底泥污染物釋放因鹽升分布以及擾動(dòng)狀態(tài)下鹽升分布引起含鹽水尾水排放近水域水質(zhì)的變化規(guī)律，分別進(jìn)行了自來水、自來水+鹽水、自來水+擾動(dòng)、自來水+鹽水+擾動(dòng)4種狀態(tài)下底泥污染物釋放模擬試驗(yàn)，研究底泥中NH3-N、COD、總磷的釋放規(guī)律。結(jié)果表明：鹽升分布對(duì)底泥污染物的釋放具有促進(jìn)作用，擾動(dòng)狀態(tài)下鹽升分布對(duì)底泥污染物的釋放具有抑制作用。

關(guān)鍵詞：含鹽廢水；底泥；污染物；水質(zhì)；模擬試驗(yàn)

中圖分類號(hào)：S181.3 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1002-1302（2014）08-0313-03

目前，三峽庫區(qū)產(chǎn)銷規(guī)模最大的榨菜產(chǎn)業(yè)每年向庫區(qū)排放約500萬m3的高鹽、高氮磷廢水，且有逐年增加的趨勢(shì)。雖然含鹽廢水的排放對(duì)整個(gè)庫區(qū)水環(huán)境僅造成較小的鹽升，但是由于目前我國執(zhí)行的GB 8978—1996《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》并未對(duì)廢水中的含鹽量進(jìn)行控制，導(dǎo)致我國水體含鹽量不斷增加。隨著三峽庫區(qū)175 m蓄水工程的開展，庫區(qū)水流速度明顯減緩，水流紊動(dòng)擴(kuò)散能力減弱，導(dǎo)致稀釋系數(shù)降低，含鹽廢水的直接排放將產(chǎn)生異重流，在排放口近水域形成一個(gè)明顯的高鹽咸水區(qū)。研究表明，含鹽廢水的排放將在附近水域產(chǎn)生一個(gè)顯著的鹽升分布特征^[1]。底泥中污染物的釋放規(guī)律直接受 pH值^[2]、水溫^[3]、擾動(dòng)^[4]、水流速度^[5]、曝氣復(fù)氧^[6]等條件的影響。筆者通過底泥污染物釋放模擬試驗(yàn)，對(duì)擾動(dòng)狀態(tài)下鹽升分布引起的近水域水質(zhì)變化規(guī)律進(jìn)行了研究，旨在為合理評(píng)價(jià)含鹽廢水尾水排放對(duì)底泥污染物的影響奠定理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

底泥：用底泥采集器采集庫區(qū)某排污口附近表層 15 cm 的底泥樣品，去除底泥中的石塊、樹枝等雜物，靜置3 h后去掉上層水，裝入密封袋內(nèi)于4 ℃保存。底泥基本理化性質(zhì)：總磷含量3.44 mg/kg，氨氮含量7.32 mg/kg，含水率23.71%，有機(jī)質(zhì)含量2.55%。上覆水：自來水、含鹽水（鹽度為3%的榨菜廢水）。儀器：722型可見分光光度計(jì)、HH-6數(shù)顯恒溫水浴鍋、JJ-4六聯(lián)同步電動(dòng)攪拌器、HY-4調(diào)速多用振蕩儀。

1.2 方法

1.2.1 底泥污染物釋放裝置

采用4個(gè)容積為5 L的圓臺(tái)形塑料容器作為反應(yīng)器，采用恒定攪拌器模擬長(zhǎng)江水流進(jìn)行自然攪拌混合，采集1 L底泥并平鋪于容器底部。4個(gè)塑料容器分別設(shè)置不同的試驗(yàn)參數(shù)：1號(hào)（3.2 L自來水）、2號(hào)（2.95 L自來水+3%鹽水0.25 L）、3號(hào)（3.2 L自來水+140 r/min 恒定攪拌）、4號(hào)（2.95 L自來水+3%鹽水0.25 L+140 r/min恒定攪拌），攪拌器距離底泥8 cm。

1.2.2 水樣、底泥采集方法

在底泥表面3 cm處采集 50 mL 水樣，在1號(hào)、3號(hào)容器中緩緩注入50 mL自來水，2號(hào)、4號(hào)容器中緩緩注入0.241%的50 mL鹽水。底泥采集方法：水樣采集結(jié)束后，在底泥表層下0.5 cm處采集5 g泥樣。

1.2.3 水質(zhì)分析方法

采用納氏試劑光度法測(cè)試水中 NH3-N （氨氮）含量，采用鉬銻抗分光光度法測(cè)試總磷（TP）含量，采用酸性法測(cè)定高錳酸鉀指數(shù)，用來表示化學(xué)需氧量（COD）。底泥污染物的累積釋放量計(jì)算公式如下：

3 結(jié)論

本研究表明，鹽升分布對(duì)底泥污染物的釋放具有促進(jìn)作用，但對(duì)不同污染物質(zhì)平均釋放速率的影響不相同，對(duì)總磷的平均釋放速率影響最大，其次為COD。擾動(dòng)狀態(tài)下鹽升分布對(duì)底泥污染物的釋放具有抑制作用，但對(duì)不同污染物質(zhì)的平均釋放速率的影響不相同，其中對(duì)總磷的平均釋放率影響最大，其次為COD。

參考文獻(xiàn)：

[1]喻 鋼，陳 垚，李春龍. 含鹽廢水尾水排放對(duì)近水域鹽升分布影響的數(shù)值模擬研究[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013，41（19）：8276-8278，8339.

[2]潘 俊，左 悅，李 慧，等. 渾河沈陽城區(qū)段下游底泥污染物釋放試驗(yàn)[J]. 沈陽建筑大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2010，26（5）：976-980.

[3]楊 磊，林逢凱，胥 崢，等. 底泥修復(fù)中溫度對(duì)微生物活性和污染物釋放的影響[J]. 環(huán)境污染與防治，2007，29（1）：22-25，29.

[4]商衛(wèi)純，潘培豐，蔣海濱，等. 城市淺水型湖泊底泥污染物釋放過程模擬試驗(yàn)研究[J]. 環(huán)境污染與防治，2007，29（8）：602-604.

[5]張 坤，李 彬，王道增. 動(dòng)態(tài)水流條件下河流底泥污染物（CODCr）釋放研究[J]. 環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2010，30（5）：985-989.

[6]諶建宇，許振成，駱其金，等. 曝氣復(fù)氧對(duì)滇池重污染支流底泥污染物遷移轉(zhuǎn)化的影響[J]. 生態(tài)環(huán)境，2008，17（6）：2154-2158.endprint

摘要：為了探究底泥污染物釋放因鹽升分布以及擾動(dòng)狀態(tài)下鹽升分布引起含鹽水尾水排放近水域水質(zhì)的變化規(guī)律，分別進(jìn)行了自來水、自來水+鹽水、自來水+擾動(dòng)、自來水+鹽水+擾動(dòng)4種狀態(tài)下底泥污染物釋放模擬試驗(yàn)，研究底泥中NH3-N、COD、總磷的釋放規(guī)律。結(jié)果表明：鹽升分布對(duì)底泥污染物的釋放具有促進(jìn)作用，擾動(dòng)狀態(tài)下鹽升分布對(duì)底泥污染物的釋放具有抑制作用。

關(guān)鍵詞：含鹽廢水；底泥；污染物；水質(zhì)；模擬試驗(yàn)

中圖分類號(hào)：S181.3 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1002-1302（2014）08-0313-03

目前，三峽庫區(qū)產(chǎn)銷規(guī)模最大的榨菜產(chǎn)業(yè)每年向庫區(qū)排放約500萬m3的高鹽、高氮磷廢水，且有逐年增加的趨勢(shì)。雖然含鹽廢水的排放對(duì)整個(gè)庫區(qū)水環(huán)境僅造成較小的鹽升，但是由于目前我國執(zhí)行的GB 8978—1996《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》并未對(duì)廢水中的含鹽量進(jìn)行控制，導(dǎo)致我國水體含鹽量不斷增加。隨著三峽庫區(qū)175 m蓄水工程的開展，庫區(qū)水流速度明顯減緩，水流紊動(dòng)擴(kuò)散能力減弱，導(dǎo)致稀釋系數(shù)降低，含鹽廢水的直接排放將產(chǎn)生異重流，在排放口近水域形成一個(gè)明顯的高鹽咸水區(qū)。研究表明，含鹽廢水的排放將在附近水域產(chǎn)生一個(gè)顯著的鹽升分布特征^[1]。底泥中污染物的釋放規(guī)律直接受 pH值^[2]、水溫^[3]、擾動(dòng)^[4]、水流速度^[5]、曝氣復(fù)氧^[6]等條件的影響。筆者通過底泥污染物釋放模擬試驗(yàn)，對(duì)擾動(dòng)狀態(tài)下鹽升分布引起的近水域水質(zhì)變化規(guī)律進(jìn)行了研究，旨在為合理評(píng)價(jià)含鹽廢水尾水排放對(duì)底泥污染物的影響奠定理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

底泥：用底泥采集器采集庫區(qū)某排污口附近表層 15 cm 的底泥樣品，去除底泥中的石塊、樹枝等雜物，靜置3 h后去掉上層水，裝入密封袋內(nèi)于4 ℃保存。底泥基本理化性質(zhì)：總磷含量3.44 mg/kg，氨氮含量7.32 mg/kg，含水率23.71%，有機(jī)質(zhì)含量2.55%。上覆水：自來水、含鹽水（鹽度為3%的榨菜廢水）。儀器：722型可見分光光度計(jì)、HH-6數(shù)顯恒溫水浴鍋、JJ-4六聯(lián)同步電動(dòng)攪拌器、HY-4調(diào)速多用振蕩儀。

1.2 方法

1.2.1 底泥污染物釋放裝置

采用4個(gè)容積為5 L的圓臺(tái)形塑料容器作為反應(yīng)器，采用恒定攪拌器模擬長(zhǎng)江水流進(jìn)行自然攪拌混合，采集1 L底泥并平鋪于容器底部。4個(gè)塑料容器分別設(shè)置不同的試驗(yàn)參數(shù)：1號(hào)（3.2 L自來水）、2號(hào)（2.95 L自來水+3%鹽水0.25 L）、3號(hào)（3.2 L自來水+140 r/min 恒定攪拌）、4號(hào)（2.95 L自來水+3%鹽水0.25 L+140 r/min恒定攪拌），攪拌器距離底泥8 cm。

1.2.2 水樣、底泥采集方法

在底泥表面3 cm處采集 50 mL 水樣，在1號(hào)、3號(hào)容器中緩緩注入50 mL自來水，2號(hào)、4號(hào)容器中緩緩注入0.241%的50 mL鹽水。底泥采集方法：水樣采集結(jié)束后，在底泥表層下0.5 cm處采集5 g泥樣。

1.2.3 水質(zhì)分析方法

采用納氏試劑光度法測(cè)試水中 NH3-N （氨氮）含量，采用鉬銻抗分光光度法測(cè)試總磷（TP）含量，采用酸性法測(cè)定高錳酸鉀指數(shù)，用來表示化學(xué)需氧量（COD）。底泥污染物的累積釋放量計(jì)算公式如下：

3 結(jié)論

本研究表明，鹽升分布對(duì)底泥污染物的釋放具有促進(jìn)作用，但對(duì)不同污染物質(zhì)平均釋放速率的影響不相同，對(duì)總磷的平均釋放速率影響最大，其次為COD。擾動(dòng)狀態(tài)下鹽升分布對(duì)底泥污染物的釋放具有抑制作用，但對(duì)不同污染物質(zhì)的平均釋放速率的影響不相同，其中對(duì)總磷的平均釋放率影響最大，其次為COD。

參考文獻(xiàn)：

[1]喻 鋼，陳 垚，李春龍. 含鹽廢水尾水排放對(duì)近水域鹽升分布影響的數(shù)值模擬研究[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013，41（19）：8276-8278，8339.

[2]潘 俊，左 悅，李 慧，等. 渾河沈陽城區(qū)段下游底泥污染物釋放試驗(yàn)[J]. 沈陽建筑大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2010，26（5）：976-980.

[3]楊 磊，林逢凱，胥 崢，等. 底泥修復(fù)中溫度對(duì)微生物活性和污染物釋放的影響[J]. 環(huán)境污染與防治，2007，29（1）：22-25，29.

[4]商衛(wèi)純，潘培豐，蔣海濱，等. 城市淺水型湖泊底泥污染物釋放過程模擬試驗(yàn)研究[J]. 環(huán)境污染與防治，2007，29（8）：602-604.

[5]張 坤，李 彬，王道增. 動(dòng)態(tài)水流條件下河流底泥污染物（CODCr）釋放研究[J]. 環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2010，30（5）：985-989.

[6]諶建宇，許振成，駱其金，等. 曝氣復(fù)氧對(duì)滇池重污染支流底泥污染物遷移轉(zhuǎn)化的影響[J]. 生態(tài)環(huán)境，2008，17（6）：2154-2158.endprint

摘要：為了探究底泥污染物釋放因鹽升分布以及擾動(dòng)狀態(tài)下鹽升分布引起含鹽水尾水排放近水域水質(zhì)的變化規(guī)律，分別進(jìn)行了自來水、自來水+鹽水、自來水+擾動(dòng)、自來水+鹽水+擾動(dòng)4種狀態(tài)下底泥污染物釋放模擬試驗(yàn)，研究底泥中NH3-N、COD、總磷的釋放規(guī)律。結(jié)果表明：鹽升分布對(duì)底泥污染物的釋放具有促進(jìn)作用，擾動(dòng)狀態(tài)下鹽升分布對(duì)底泥污染物的釋放具有抑制作用。

關(guān)鍵詞：含鹽廢水；底泥；污染物；水質(zhì)；模擬試驗(yàn)

中圖分類號(hào)：S181.3 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1002-1302（2014）08-0313-03

目前，三峽庫區(qū)產(chǎn)銷規(guī)模最大的榨菜產(chǎn)業(yè)每年向庫區(qū)排放約500萬m3的高鹽、高氮磷廢水，且有逐年增加的趨勢(shì)。雖然含鹽廢水的排放對(duì)整個(gè)庫區(qū)水環(huán)境僅造成較小的鹽升，但是由于目前我國執(zhí)行的GB 8978—1996《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》并未對(duì)廢水中的含鹽量進(jìn)行控制，導(dǎo)致我國水體含鹽量不斷增加。隨著三峽庫區(qū)175 m蓄水工程的開展，庫區(qū)水流速度明顯減緩，水流紊動(dòng)擴(kuò)散能力減弱，導(dǎo)致稀釋系數(shù)降低，含鹽廢水的直接排放將產(chǎn)生異重流，在排放口近水域形成一個(gè)明顯的高鹽咸水區(qū)。研究表明，含鹽廢水的排放將在附近水域產(chǎn)生一個(gè)顯著的鹽升分布特征^[1]。底泥中污染物的釋放規(guī)律直接受 pH值^[2]、水溫^[3]、擾動(dòng)^[4]、水流速度^[5]、曝氣復(fù)氧^[6]等條件的影響。筆者通過底泥污染物釋放模擬試驗(yàn)，對(duì)擾動(dòng)狀態(tài)下鹽升分布引起的近水域水質(zhì)變化規(guī)律進(jìn)行了研究，旨在為合理評(píng)價(jià)含鹽廢水尾水排放對(duì)底泥污染物的影響奠定理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

底泥：用底泥采集器采集庫區(qū)某排污口附近表層 15 cm 的底泥樣品，去除底泥中的石塊、樹枝等雜物，靜置3 h后去掉上層水，裝入密封袋內(nèi)于4 ℃保存。底泥基本理化性質(zhì)：總磷含量3.44 mg/kg，氨氮含量7.32 mg/kg，含水率23.71%，有機(jī)質(zhì)含量2.55%。上覆水：自來水、含鹽水（鹽度為3%的榨菜廢水）。儀器：722型可見分光光度計(jì)、HH-6數(shù)顯恒溫水浴鍋、JJ-4六聯(lián)同步電動(dòng)攪拌器、HY-4調(diào)速多用振蕩儀。

1.2 方法

1.2.1 底泥污染物釋放裝置

采用4個(gè)容積為5 L的圓臺(tái)形塑料容器作為反應(yīng)器，采用恒定攪拌器模擬長(zhǎng)江水流進(jìn)行自然攪拌混合，采集1 L底泥并平鋪于容器底部。4個(gè)塑料容器分別設(shè)置不同的試驗(yàn)參數(shù)：1號(hào)（3.2 L自來水）、2號(hào)（2.95 L自來水+3%鹽水0.25 L）、3號(hào)（3.2 L自來水+140 r/min 恒定攪拌）、4號(hào)（2.95 L自來水+3%鹽水0.25 L+140 r/min恒定攪拌），攪拌器距離底泥8 cm。

1.2.2 水樣、底泥采集方法

在底泥表面3 cm處采集 50 mL 水樣，在1號(hào)、3號(hào)容器中緩緩注入50 mL自來水，2號(hào)、4號(hào)容器中緩緩注入0.241%的50 mL鹽水。底泥采集方法：水樣采集結(jié)束后，在底泥表層下0.5 cm處采集5 g泥樣。

1.2.3 水質(zhì)分析方法

采用納氏試劑光度法測(cè)試水中 NH3-N （氨氮）含量，采用鉬銻抗分光光度法測(cè)試總磷（TP）含量，采用酸性法測(cè)定高錳酸鉀指數(shù)，用來表示化學(xué)需氧量（COD）。底泥污染物的累積釋放量計(jì)算公式如下：

3 結(jié)論

本研究表明，鹽升分布對(duì)底泥污染物的釋放具有促進(jìn)作用，但對(duì)不同污染物質(zhì)平均釋放速率的影響不相同，對(duì)總磷的平均釋放速率影響最大，其次為COD。擾動(dòng)狀態(tài)下鹽升分布對(duì)底泥污染物的釋放具有抑制作用，但對(duì)不同污染物質(zhì)的平均釋放速率的影響不相同，其中對(duì)總磷的平均釋放率影響最大，其次為COD。

參考文獻(xiàn)：

[1]喻 鋼，陳 垚，李春龍. 含鹽廢水尾水排放對(duì)近水域鹽升分布影響的數(shù)值模擬研究[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013，41（19）：8276-8278，8339.

[2]潘 俊，左 悅，李 慧，等. 渾河沈陽城區(qū)段下游底泥污染物釋放試驗(yàn)[J]. 沈陽建筑大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2010，26（5）：976-980.

[3]楊 磊，林逢凱，胥 崢，等. 底泥修復(fù)中溫度對(duì)微生物活性和污染物釋放的影響[J]. 環(huán)境污染與防治，2007，29（1）：22-25，29.

[4]商衛(wèi)純，潘培豐，蔣海濱，等. 城市淺水型湖泊底泥污染物釋放過程模擬試驗(yàn)研究[J]. 環(huán)境污染與防治，2007，29（8）：602-604.

[5]張 坤，李 彬，王道增. 動(dòng)態(tài)水流條件下河流底泥污染物（CODCr）釋放研究[J]. 環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2010，30（5）：985-989.

[6]諶建宇，許振成，駱其金，等. 曝氣復(fù)氧對(duì)滇池重污染支流底泥污染物遷移轉(zhuǎn)化的影響[J]. 生態(tài)環(huán)境，2008，17（6）：2154-2158.endprint