河岸帶介質(zhì)中硝態(tài)氮衰減機制的實驗研究

閆雅妮,廖 曼,王智真,陳余道,蔣亞萍

(1.桂林理工大學 a.環(huán)境科學與工程學院;b.廣西環(huán)境工程與保護評價重點實驗室,廣西 桂林 541006; 2.深圳市環(huán)境科學研究院,廣東 深圳 518001;3.湖北水總水利水電建設股份有限公司,武漢 430000)

0 引 言

1 實驗材料與方法

1.1 沉積物采集及測試方法

沉積物采自湖北省武漢市倒水河下游,采樣點位于新洲區(qū)汪集楊泊村倒水河岸邊,周邊主要為農(nóng)業(yè)區(qū),沉積物采樣點位置如圖1所示。采樣時挖去表層0.5 m雜質(zhì)含量較高的土層,采樣深度為0.5～1 m。

圖1 沉積物采樣點位置示意圖Fig.1 Sampling sites of sediment

將沉積物帶回實驗室自然風干后研磨,過60目(0.25 mm)篩,挑除植物根系等雜物,避免對實驗產(chǎn)生影響。 采用激光粒度分析儀測定沉積物的機械組成,結(jié)果顯示,沉積物中粉粒占75.4%,砂粒占24.6%,為粉砂土。

1.2 實驗過程

表1 沉積物的基本理化性質(zhì)Table 1 Basic physical and chemical properties of sediment wB/(mg·kg-1)

表2 實驗分組組分及濃度Table 2 Additions and concentrations in each group of experiment

注: “-”表示不添加該試劑。

1.2.2 取樣分析 厭氧瓶中沉積物與溶液充分搖勻后置于生化培養(yǎng)箱中,溫度設定為25 ℃。按照時間順序由密到疏進行取樣,取樣時間分別為0、3、5.5、10.5、23、33.5、57.5、81.5、105.5、149、201、248.5 h。取樣時,兩組樣品各取1瓶,取出瓶中水樣和沉積物進行檢測分析。

2 結(jié)果與討論

2.1 硝態(tài)氮的衰減機制

圖2 NC組水樣各形態(tài)氮濃度變化Fig.2 Variation of nitrogen concentration in water samples of NC group

圖3 NC組DO濃度及pH變化Fig.3 Variation of DO concentration and pH of NC group

(1)

(2)

2NO+2H++2e-→N2O+H2O；

(3)

N2O+2H++2e-→N2+H2O。

(4)

(5)

圖4 NC組和TOC含量變化Fig.4 Variation of TOC concentration in NC group

(6)

圖5 水樣中NH3-N濃度Fig.5 NH3-N concentration in water samples

0.142 9C5H7NO2+0.142 9 OH-+0.285 8CO2。

(7)

表3 NC組實驗前后水-沉積物系統(tǒng)中各形態(tài)氮素總量

Table 3 Content of various forms nitrogen in the water-sediment system before and after experiment in NC group mg

水NO-3-NNH3-NNO-2-N沉積物NO-3-NNH3-N有機氮TN合計 實驗前200.0100.990.0731.6552.72 250 h后0.060.6001.732.6342.3947.41

2.2 氮轉(zhuǎn)化途徑強度分析

圖6 NC組在河岸帶介質(zhì)中的轉(zhuǎn)化機制示意圖Fig.6 Schematic diagram of transformation mechanism in riparian sediments of NC group

3 結(jié)論與展望