[发明专利]基于水位波动的湖滨带底泥内源氮负荷削减方法

说明书

本发明公开一种基于水位波动的湖滨带底泥内源氮负荷削减方法，根据湖滨带水位波动状况，通过对原位富营养底泥或疏浚后富营养底泥进行自然裸露、翻耕、暴晒、氧化降解，重塑湖滨带缓坡基底，在重塑后的基底上打造挺水‑沉水‑浮叶多系列水生植物系统，构建湖滨带底泥内源氮负荷削减体系，从而降低底泥中氮向上覆水体的释放量及再悬浮量，改善水体富营养状况。本技术实施简单、成本较低，既可用于削减湖滨带水域原有富营养底泥内源氮负荷，也可用于临近水域疏浚后富营养底泥的湖滨带低成本处置工作，可有效削减富营养底泥内源氮的释放通量，抑制富营养底泥的再悬浮，适用于底泥及水体富营养化问题突出、水位波动剧烈的湖滨带水域。

技术领域

本发明属于水体生态恢复领域，具体涉及一种基于水位波动的湖滨带底泥内源氮负荷削减方法。

背景技术

水体富营养化是目前全世界正面临的环境难题。水体富营养化的最主要原因是水体中氮、磷的过量累积，导致蓝藻等浮游植物大量增殖，造成水华及水体缺氧，严重时可致使鱼虾死亡。水体中过量的氮、磷通常有外源负荷及内源负荷两大主要来源，其中外源负荷主要包括生活污染排放、工业污染排放、农业等面源污染排放等；内源负荷则主要指底泥中氮、磷元素向上覆水体的释放、再悬浮以及水体自生的浮游植物增殖等。已有大量研究表明( et al.2005,Nürnberg et al.2012, et al.2003)，若无法抑制底泥中内源氮、磷的释放及再悬浮，即使外源负荷被削减，水体的富营养化及藻华依然无法得到有效控制。因此，控制及削减底泥内源负荷对于水体富营养化整治及藻华削减具有重要的意义。

氮是导致水体富营养化及藻华的主要元素之一，其中氨氮又是藻类能够优先利用的主要氮形态(Glibert et al.2016,Paerl&Downes 1978)。富营养底泥由于通常含有较高的有机质，其降解导致底泥通常处于厌氧状态并呈现黑色，致使底泥中氨氮含量上升。底泥中过量累积的氮可通过扩散、溶解的形式进入上覆水体中，也可在风浪、底栖或人为扰动下，通过再悬浮形式以颗粒态进入上覆水体中，加剧水体富营养化状况。目前，底泥疏浚是去除底泥内源氮的最主要技术之一(CN 101962961 B)，但底泥疏浚耗费的人力、物力成本极高，且疏浚后的富营养底泥依然存在难以处置的问题。因此，对于底泥内源氮负荷的原位控制在经济、社会及环境上均具有重要意义。目前对底泥内源负荷的控制以原位钝化或覆盖技术为主(CN 101811811 B，CN 202284288 U，CN 103469762 B)，原位钝化或覆盖技术在控制以沉积型循环为主的底泥内源磷负荷方面具有显著的作用，然而，在控制底泥内源氮负荷方面，鉴于底泥氮循环中硝化反硝化、厌氧氨氧化等多种反应的存在，使得该方法对于底泥内源氮负荷控制的效果不如对磷负荷的控制。另外，在一些浅水湖泊及河道中，风浪、水流、航运、渔业等认为扰动作用将对表层底泥造成极大地扰动，由此导致的表层底泥扰动及再悬浮将使得覆盖及固化材料失去应有的作用，并导致富营养的松散底泥再悬浮至上覆水体中，对上覆水体构成威胁，这一现象在常年风浪扰动剧烈的湖滨带区域尤为突出。

针对目前已公开的专利或文献的报道，对底泥内源氮释放及再悬浮的控制及削减依然存在较大不足，尚未能在较低经济及社会成本下有效解决底泥内源氮释放及再悬浮对水体富营养化的威胁，亦未能有效解决异位处置过程中大量底泥中高赋存氮的处置问题。

发明内容

鉴于已有技术在底泥内源氮负荷控制方面的不足，本发明旨在提供一种基于水位波动的湖滨带底泥内源氮负荷削减方法，根据湖滨带水位波动状况，通过对原位富营养底泥或疏浚后富营养底泥进行自然裸露、翻耕、暴晒、氧化降解，充分提升底泥氧化环境，降低其含水率及孔隙率，提升其稳固性，并通过基底重塑，形成湖滨带缓坡基底。在重塑后的基底上打造挺水-沉水-浮叶多系列水生植物系统，构建湖滨带底泥内源氮负荷削减体系，从而降低底泥中氨氮、总氮向上覆水体的释放量，改善水体富营养状况。

本发明旨在通过简单的技术方案、较低的经济成本、有效的底泥内源氮负荷削减效果，削弱或解决底泥内源氮污染对水体富营养化构成的威胁，并解决疏浚后大量高氮赋存底泥的处置难题。