[发明专利]一种利用硝酸和甲酸治理水体富营养化的方法无效
申请号: | 201010541840.0 | 申请日: | 2010-11-12 |
公开(公告)号: | CN102001716A | 公开(公告)日: | 2011-04-06 |
发明(设计)人: | 黄斌;史奕;陈欣 | 申请(专利权)人: | 中国科学院沈阳应用生态研究所 |
主分类号: | C02F1/00 | 分类号: | C02F1/00 |
代理公司: | 沈阳科苑专利商标代理有限公司 21002 | 代理人: | 许宗富;周秀梅 |
地址: | 110016 辽*** | 国省代码: | 辽宁;21 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 利用 硝酸 甲酸 治理 水体 富营养化 方法 | ||
技术领域
本发明涉及环境保护,具体的说是一种利用硝酸和甲酸治理水体富营养化的方法。
背景技术
由于流域污染和水产养殖不当,以滇池、太湖和巢湖为代表,我国的大大小小的湖泊、水库和池塘,很多已经处于富营养化状态。许多城市的景观水体也不例外。水体富营养化引起的蓝藻周期性爆发导致水质变坏,威胁水产养殖和饮用水安全,降低其周边生态环境质量。
为了控制蓝藻爆发,至少要把水体中藻类生长所需要的氮或磷控制在一定浓度之下。水体中氮的含量一般远高于磷的含量,而且,当氮素成为藻类生长的限制因子时,一些藻类可以通过生物固氮途径获取氮素。因此,为了控制富营养化水体的蓝藻爆发,控制水体中磷的含量要比控制水体中的氮的含量应更有效。不过,藻类生长所需要的磷,除来自外源输入外,也可以来自水体中磷的内源释放。因此,对一些磷内源释放严重的富营养水体,不但要控制外源磷的输入,还要控制水体中磷的内源释放,方可有效控制蓝藻的爆发。
富营养化水体中磷的内源释放主要受控于三个环节,即沉积物内的磷的转化与迁移、水-沉积物界面磷的交换、上覆水中磷的循环利用。加快上覆水中磷的沉降并降低水-沉积物界面磷的交换是控制富营养化水体中磷的内源释放的关键。
在治理水体富营养化的已有措施中,加快水体交换可降低富营养化水体中磷的含量,但此类操作在很多实际情况下不可行;疏浚可降低表层沉积物磷的释放,但实施成本昂贵;使用硝酸钙和铁、铝的化合物可增强沉积物对磷的吸附能力,但治理效果的可靠性不高。
发明内容
本发明目的在于提供一个利用硝酸和甲酸治理水体富营养化的方法。
为实现上述目的,本发明采用的方法为:
针对水体富营养化及其引起的蓝藻周期性爆发问题,向水体交换缓慢、外源磷输入被有效控制但内源磷污染严重的富营养化水体中添加硝酸和甲酸和/或向该水体的10-50 cm沉积物界面内添加硝酸,改善水体-沉积物界面的氧化还原状况,降低水体中磷的含量和沉积物磷的释放强度,继而降低蓝藻爆发的强度与频度并最终消除蓝藻爆发的产生条件。
所述水体中添加硝酸添后,水体的硝酸根浓度为0.25-5 mM;添加甲酸后,水体的甲酸根浓度为0-5 mM;甲酸与硝酸的摩尔比为0-5;硝酸和甲酸的添加量与比例由水体的pH和COD决定。加酸处理暂时性降低被处理水体的pH,弱化蓝藻的生长优势,改善水-沉积物界面的氧化还原状况,降低水体中异味物质的形成与释放,增强表层沉积物磷的稳定性。
向所述水体添加硝酸和甲酸的时期首选藻类生长缓慢的低温季节,其次是藻类生长适宜的前期,最后是蓝藻爆发前期和蓝藻爆发时期。
所述水体中添加硝酸和甲酸时期为藻类生长缓慢的低温季节时,添加的硝酸和甲酸使水体的pH在光照条件下的平均值在8.0以下,硝酸根的浓度为0.25-5 mM。
所述水体中添加硝酸和甲酸的时期为适宜蓝藻生长的前期时,添加的硝酸和甲酸使水体的pH在光照条件下的平均值在7.3以下,硝酸根的浓度为0.25-5 mM。
所述水体中添加硝酸和甲酸的时期为蓝藻爆发前期时,即叶绿体a的浓度为20-50 mg/m3,添加硝酸和甲酸使水体的pH在光照条件下的平均值在7.0以下,硝酸根的浓度为0.25-5 mM;
所述水体中添加硝酸和甲酸的时期为蓝藻爆发期间时,即叶绿体a的浓度超过50 mg/m3,添加的硝酸和甲酸使水体的pH在光照条件下的平均值在6.7以下,硝酸根的浓度为0.25-5 mM。
所述水体的10-50 cm沉积物界面内添加硝酸的优选时期是秋春之间的蓝藻非爆发时期,添加硝酸后,0-50 cm沉积物硝酸根的平均浓度为10-100 mM。添加的硝酸在沉积物内扩散,使沉积物内形成不同的pH微区。在微生物活动适宜的pH微区内微生物活动强烈,有机质降解加快,改善水-沉积物界面的氧化还原状况,增强表层沉积物磷的稳定性。
本发明所具有的优点:
1. 本发明向水体添加硝酸和甲酸,实施方便,成效多重,在弱化蓝藻生长优势的同时,改善水-沉积物界面的氧化还原状况,降低磷的内源释放和异味物质的形成与释放。
2.本发明采用水体加酸处理引起的水体pH下降不是一个长期现象,当甲酸和硝酸根被转化、藻类不再过度生长时,水体的pH将维持在7附近。
3.本发明在10-50 cm的沉积物界面内的添加硝酸处理,待硝酸根被转化后,基本上不改变沉积物的pH环境,却强化沉积物有机质的降解,改善水-沉积物界面氧化还原状况。
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