再悬浮沉积物吸附磷的动力学与固体浓度效应

论文摘要

磷（P）是渤海水体富营养化的限制性元素,海水P浓度与颗粒物对P的吸附解吸行为密切相关。渤海海域退役采油平台改建为鱼礁后,一方面水动力条件发生变化,沉积物再悬浮现象频繁发生。另一方面,沉积物中钢材的腐蚀产物之一针铁矿不断生成。另外,鱼礁区藻类在进行光合作用时,能够提高水体pH。鱼礁区沉积物组分以及环境条件的变化均会影响再悬浮沉积物与P作用的动力学过程与固体浓度效应。本文以渤海埕岛油田海域的沉积物为对象,探究了悬浮物浓度、针铁矿含量以及水体pH变化,对低P动力学的综合影响。并通过P形态分析,探究了水体pH与沉积物针铁矿含量升高条件下,动力学过程中沉积物上的无机P形态转化情况。另外,本文还探究了针铁矿含量升高、悬浮物浓度范围变化对固体浓度效应的影响,并探讨了等温线上的“负斜率”现象。实验结果对理解鱼礁区悬浮物与P的相互作用、无机P的形态变化有帮助,对鱼礁区水体富营养化的防治具有一定意义。主要结论如下:（1）不同于高P条件下的动力学,悬浮物与低P溶液反应的动力学呈波动状。悬浮物在吸附解吸P的角色之间来回转化。悬浮物浓度越低,转化速率越快。（2）海水pH在碱性范围内升高,动力学过程中悬浮物上loosely-P、BD-P、OH-P含量降低,HCl-P含量升高;悬浮物中针铁矿含量升高,动力学过程中悬浮物上的loosely-P、HCl-P含量降低,BD-P含量升高,OH-P含量基本不变。（3）海水pH在碱性范围内升高,有助于低浓度悬浮物解吸P,有助于高浓度悬浮物吸附P。悬浮物针铁矿含量升高后,有利于悬浮物吸附P,但不利于P的解吸。（4）悬浮物吸附P的体系存在明显的固体浓度效应,随着悬浮物针铁矿含量的升高,针铁矿通过削弱固体浓度变化对体系吸附可逆性产生影响,进而使悬浮物吸附P的固体浓度效应减小。为不可逆性增强、固体浓度效应变弱的体系提供了一个案例。悬浮物吸附P的固体浓度效应在低悬浮物浓度范围内更强。（5）“负斜率”现象意味着吸附质去除率随溶液中吸附剂浓度的升高而下降,是固体浓度效应的效应。这不同于高浓度吸附质溶液,去除率随吸附剂浓度的升高而升高的规律。“负斜率”现象与吸附系统的固体浓度效应强度以及EPC0与悬浮物浓度的关系决定。

论文目录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 程晨

导师: 高增文

关键词: 沉积物,固体浓度效应,动力学,负斜率现象

来源: 青岛大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 海洋学,环境科学与资源利用

单位: 青岛大学

分类号: X55

DOI: 10.27262/d.cnki.gqdau.2019.001834

总页数: 57

文件大小: 4959K

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