生态与农村环境学报

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不同pH条件下河道底泥净化再生水试验研究

涵;刘云;杨丽虎;梁琼;杨子怡;白晓兴;杨若霆;朱雪骐   

  1. 北京农学院农业农村部华北都市农业重点试验室;中国科学院地理科学与资源研究所陆地水循环及地表过程院重点试验室
  • 基金资助:
    国家自然科学基金重点项目(41730749); 北京市自然科学基金-教委联合重点项目(KZ201810020025); 北京市自然科学基金(8192007); 国家自然科学基金(40871232); 北京高等学校高水平人才交叉培养实培计划大学生毕业设计(科研类)项目(PXM2020_014207_000009)

摘要: 北方城市景观河流的主要用水来自再生水,但其氮含量较高,有造成河流富营养化与地下水污染的风险。河道底泥作为河水与地下水间的介质,能够通过物理、化学和生物反应对水体起到净化作用,河道水环境酸碱条件对底泥NO3--N净化效果有一定影响。本试验通过河槽模拟装置,探究进水pH=4、7和10条件下河槽系统中底泥对NO3--N的净化效果。结果表明:三种pH条件下河槽系统对NO3--N有显著净化作用,整体去除率分别为51.3%、57.5%和69.9%;尤其在河槽底泥10、20和30cm处NO3--N净化效果较好,去除率均在89%以上;在50和70cm处三种pH处理之间NO3--N去除率差异明显,在pH=4时去除效果较好;在ρ(NO3--N)的垂向变化上,三个条件下底泥中ρ(NO3--N)在10、20和30cm处均较低,50和70cm处ρ(NO3--N)较高。pH=4和10时的底层水ρ(NH4+-N)高于pH=7时的ρ(NH4+-N),即酸碱条件下底泥对氨氮去除能力较差;NO2--N在pH=7和10的试验前期与pH=4时中期产生了累积,但最终实现了对其的去除。在pH=7和10时,底层水pH与NO2--N呈现显著负相关(P<0.05)。当进水pH分别为4、7和10时,底泥中pH依旧在7~9之间,说明水环境对外来酸碱变化有一定缓冲性,即具有抗酸、抗碱的能力。该研究表明河道底泥在不同酸碱条件下对再生水河道的净化效果,碱性条件下底泥对NO3--N净化效果较好,中性条件下底泥对NH4+-N净化效果较好,可为北方再生水安全回补河湖提供参考。 

关键词: 再生水, 模拟河道, NO3--N, NO2--N, NH4+-N, 净化效果

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