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北京市北运河沉积物对氮、磷的吸附/解吸动力学特征

Adsorption/desorption dynamic characteristic of sediments on nitrogen and phosphorus in the north Grand Canal of Beijing

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选取北运河土沟、榆林庄及和合站3个典型河道断面,进行河道0~60 cm深度沉积物对氨氮、磷酸盐的吸附/解吸批平衡静态试验研究,采用多种动力学模型分析北运河沉积物对氮、磷的吸附/解吸动力学特性,提出适用于北运河沉积物吸附/解吸特性的动力学模型,并对模型参数的主要影响因素进行探讨.结果表明:1)北运河典型断面各深度的沉积物对氨氮和磷酸盐的吸附/解吸过程总体呈现3个阶段:快反应阶段—慢反应阶段—平衡阶段;在0~0.5 h的快反应阶段可完成吸附或解吸总量的60%,且对氮、磷的吸附速率大于解吸速率.2)北运河各断面对氨氮与磷酸盐的平衡吸附量表现为S(榆林庄)>S(土沟)>S(和台站);对氨氮的平衡解吸量表现为S(土沟)>S(榆林庄)>S(和合站),对磷酸盐的平衡解吸量表现为S(和合站)>S(土沟)>S(榆林庄),沉积物对氨氮和磷酸盐的吸附以化学吸附为主,平衡吸附与解吸量随断面深度的增加而减小,0~ 20 cm表层沉积物对氮、磷的吸附能力较强.3)Lagergren二级动力学模型对各深度沉积物的吸附/解吸过程拟合最优,模型参数公式为k2=Smax-0.369+0.163;qe=0.022 Smax+ 18.077Kf+ 41.947.通过模拟得出在400 mg/L氮、磷浓度下吸附于沉积物中的氮、磷污染物会随着解吸过程释放52%~ 80%的氨氮和6%~42%的磷酸盐,可能不仅二次污染上覆水体,还随河水下渗从而对地下水质形成潜在污染风险.

胡洁蕴、李淑芹、宋歌、刘寒青、张鑫、郎琪

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中国农业大学水利与土木工程学院,北京100083

北运河 沉积物 吸附 解吸 吸附速率

水利部公益性行业科研专项经费项目

201401054

2018

湖泊科学
中国科学院南京地理与湖泊研究所 中国海洋湖沼学会

湖泊科学

CSTPCDCSCD北大核心EI
影响因子:1.439
ISSN:1003-5427
年,卷(期):2018.30(3)
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