1. 研究目的与意义
水体富营养化治理已成为当今世界性难题。解决水体富营养化问题的关键是调控水生生态系统结构 ,使其恢复自然、健康和稳定的水生生态系统功能 ,提高水生生态系统的生物净化能力。但是,富营养化的发生所受影响因素较多,不同水域其决定因子有所不同,必然要求对其研究应结合水体实际状况、体现针对性。本课题选择研究其中镧改性DWTR,旨在为解决重要水体之一湖泊的富营养化问题提供经济可行性方案。
本课题采用不同改性方法对DWTR进行改性处理,通过室内模拟和室外原位实 验,从基于改性DWTR的理化特征通过分析铜锈环棱螺对镧改性DWTR的响应特征,可以明确材料是否对底栖动物有毒害作用。若无明显抑制作用则可大致认定镧改性DWTR可以进行批量使用,从而能够有效地控制湖泊内源磷释放,减缓或治理湖泊富营养化,促进湖泊生态系统恢复。
2. 国内外研究现状分析
1.镧改性膨润土(phoslock)
目前为止phoslock已经成为学者们用于磷修复领域的首选,并且phoslock也被越来越多的运用到湖泊沉积物中磷释放的控制当中。其中国外学者研究较广,lrling, m.等人研究发现,通过将phoslock的应用和疏浚相结合可以获得更好的控制效果;meis, s.等人研究发现phoslock通过将沉积物中可移动磷转为与镧结合的盐酸可提取磷来实现磷的固定。
2.改性凹凸棒
3. 研究的基本内容与计划
在已有改性研究基础上,为了改性材料的推广使用,本课题通过室内批量吸附实验,分析不同时间尺度下,镧改性前后材料对沉积物中生物(铜锈环棱螺可作为代表性底栖动物)有效磷及可移动磷的固定,建立底栖动物响应与材料和湖水各理化性质之间的关系,明确毒理机制,评估影响改性dwtr毒性的关键环境因子,为材料的实际应用提供技术支撑。研究内容包括:
1. 室内批量实验
根据吸附动力学、等温线和ph等评估镧改性dwtr的吸附特性。
4. 研究创新点
针对内源磷污染问题,选择合适的钝化剂为应用材料是成功控制沉积物磷释放的首要前提(zamparas and zacharias, 2014)。给水厂废弃泥(drinking water treatment residuals, dwtrs)被证实有很高的应用潜力(wang et al., 2013a; ichihara and nishio, 2013)。但在实际应用中,不恰当的使用以及工程缺乏规划,不少钝化剂的应用效果并不理想(spears et al., 2014)。
鉴于dwtr低成本和易获得的特点,若能将phoslock中镧改性的优点与dwtr结合起来,成功制备具有高效磷吸附特性的改性dwtr用于控制湖泊内源磷污染,将会实现以废治废的目的。
当前的研究主要集中在各种理化环境因子对钝化剂控制稳定性的影响。湖泊内生物群落作为湖泊生态系统的组成部分,其与周围环境的物质能量交换直接关系到湖泊健康(azevedo et al., 2013; 董贯仓等, 2013)。
