微表層油膜漂浮物對富營養(yǎng)水體水質(zhì)的影響

來源：http://www.attrakmagnet.com/ 作者：余氯檢測儀 時(shí)間：2018-08-06

　　以油膜為富營養(yǎng)水體微表層漂浮物的代表，通過反應(yīng)器模擬富營養(yǎng)水體微表層油膜先覆蓋后去除的過程，分析了水體溶解氧、pH、電導(dǎo)率以及氮磷等的變化，探討了微表層油膜漂浮物對富營養(yǎng)水體水質(zhì)的影響。結(jié)果表明：相較于對照組水體微表層油膜一直覆蓋的狀態(tài)，實(shí)驗(yàn)組水體微表層油膜的覆蓋一去除過程對水體溶解氧的影響最大，會(huì)使溶解氧先下降后上升，對水體總氮(TN)和高錳酸鹽指數(shù)(CODM)的實(shí)際去除率較高，分別達(dá)到32.8%、16.3%，這說明微表層油膜漂浮物的覆蓋一去除過程可有效改善富營養(yǎng)水體水質(zhì)，是未來一種值得嘗試的方法。

　　1.研究背景

　　微表層這個(gè)概念來自海洋，是指處于氣一液界面之間的薄層，由于其所處的獨(dú)特位置，因而具有特殊的物理、化學(xué)和生物特性，可視為一個(gè)特殊的微生態(tài)系統(tǒng)。研究表明：海洋和河口的微表層對重金屬、營養(yǎng)鹽及有機(jī)物等有一定的富集作用，對污水治理有著極為重要的作用。目前，對于水面微表層研究較多的是海洋和河口，很少有研究內(nèi)陸河流微表層對水體的影響，亦未見研究微表層中的漂浮物對內(nèi)陸富營養(yǎng)水體的影響。以水面油膜為漂浮物代表，研究富營養(yǎng)水體微表層漂浮物對水體水質(zhì)的影響，通過微表層漂浮物的覆蓋一去除，以及對富營養(yǎng)水體溶解氧、pH值、氮、磷營養(yǎng)鹽及有機(jī)物的測定，衡量表面漂浮物(油膜)的去除對富營養(yǎng)水體的影響，為處理富營養(yǎng)水體提供數(shù)據(jù)支撐。

　　2.材料與方法

　　2.1實(shí)驗(yàn)水樣

　　實(shí)驗(yàn)水樣取自四川省成都市府河、南河匯合后的下游，四川大學(xué)望江校區(qū)東大門正對的錦江河段。實(shí)驗(yàn)水體的基本性質(zhì)見表1。

　　2.2實(shí)驗(yàn)材料

　　實(shí)驗(yàn)中反應(yīng)器的形狀類似矩形，尺寸為300 mm×100 mm×400 mm，在反應(yīng)器長邊的三等分點(diǎn)處分別設(shè)置兩個(gè)隔板，使反應(yīng)器下部相通上部隔開，隔板長350mm。反應(yīng)器的材料為無色透明的有機(jī)玻璃(即聚甲基丙烯酸甲酯，英文縮寫為PMMA)，有機(jī)玻璃間的粘合劑為氯仿(即三氯甲烷)。圖1為反應(yīng)器的示意圖。實(shí)驗(yàn)中采用植物油模擬水體表面油膜。實(shí)驗(yàn)中所用增溫棒為JEB0佳寶魚缸加熱棒，型號(hào)為2010防爆，電壓為220/240 V，頻率為50 Hz/60 Hz，長度210 mm，功率50W。

　　2.3實(shí)驗(yàn)方法

　　向反應(yīng)器中加入10.5 L的實(shí)驗(yàn)水樣，每個(gè)隔間水量為3.5 L，加熱棒放置在中間隔間的下部，設(shè)置溫度為32℃。

　　(1)富營養(yǎng)水體微表層油膜覆蓋期，向?qū)嶒?yàn)組(EG)和對照組(CK)中各加入25.0 mL的植物油。每天定時(shí)測定水體中心位置水面以下8 cm處水樣的溶解氧、pH值、電導(dǎo)率。連續(xù)觀測7 d后，用移液管取水體中心位置水面以下8 cm處水樣350 mL至燒杯用于水質(zhì)指標(biāo)的分析，檢測項(xiàng)目和方法見表2。

　　(2)富營養(yǎng)水體微表層油膜去除期，將已經(jīng)被油膜覆蓋7 d后的實(shí)驗(yàn)組(EG)用傾倒法去除其表面的油膜;對照組不作任何處理，表面仍被油膜覆蓋。每天定時(shí)測定水體中心位置水面以下8 cm處水樣的溶解氧、pH值、電導(dǎo)率。連續(xù)觀測7 d后，用移液管在水體中心位置水面以下8 cm處移取水樣350 mL至燒杯用于水質(zhì)指標(biāo)的分析，檢測項(xiàng)目和方法見表2。

　　2.4統(tǒng)計(jì)分析

　　試驗(yàn)數(shù)據(jù)用spss進(jìn)行分析。

　　3.結(jié)果與分析

　　3.1溶解氧的變化及分析

　　由圖2可以看出：實(shí)驗(yàn)組和對照組的溶解氧變化趨勢相似，均為先下降后上升。但用spss分別分析實(shí)驗(yàn)組和對照組油膜覆蓋期以及油膜去除期實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，在油膜覆蓋期，因Sig.(雙側(cè))大于0.05，故對照組和實(shí)驗(yàn)組的溶解氧無顯著差異;在油膜去除期，因Sig.(雙側(cè))小于0.05，故對照組和實(shí)驗(yàn)組的溶解氧有顯著差異，說明富營養(yǎng)水體油膜去除對水體的溶解氧有顯著影響，具體見表3。

　　在油膜覆蓋期，實(shí)驗(yàn)組和對照組的溶解氧都迅速下降，從6.01 mg/I，降到接近0.00mg/L。在油膜去除期，實(shí)驗(yàn)組和對照組的溶解氧都有所上升，實(shí)驗(yàn)組的上升幅度明顯大于對照組。因?yàn)閷?shí)驗(yàn)組在去除表面油膜后，空氣中的氧氣可經(jīng)由微表層進(jìn)入到水體中，水體的溶解氧升高。最后對照組溶解氧穩(wěn)定在0.30 mg/L左右，實(shí)驗(yàn)組穩(wěn)定在1.50 mg/L左右，實(shí)驗(yàn)組溶解氧含量明顯高于對照組，主要是因?yàn)?，?shí)驗(yàn)組去除表面的油膜后，水體微表層又會(huì)形成一層新的膜，在一定程度上阻礙大氣富氧，影響水中溶解氧的進(jìn)一步上升。因此，想要達(dá)到更好的處理效果，需要對水體微表層進(jìn)行持續(xù)處理，使微表層處于“運(yùn)動(dòng)”狀態(tài)，比如：在水面設(shè)置推流裝置等，水體水質(zhì)會(huì)得到更好的改善。

　　3.2電導(dǎo)率、pH值的變化及分析

　　由圖3、圖4可以看出：在油膜覆蓋一去除過程中，實(shí)驗(yàn)組和對照組的pH值基本沒有變化;電導(dǎo)率先小幅下降后上升，因?yàn)樵谟湍じ采w期，水體擾動(dòng)較小，水中顆粒物質(zhì)沉淀，使得電導(dǎo)率下降，去除油膜后，水體與外界進(jìn)行物質(zhì)交換，水體擾動(dòng)增加，沉積的顆粒物重新漂浮在水中，使得電導(dǎo)率上升。

　　3.3氮磷營養(yǎng)鹽及有機(jī)物的變化與分析

　　由表4可以看出：相比于對照組，實(shí)驗(yàn)組中的總氮(TN)、高錳酸鹽指數(shù)(COD)分別減少了32.8%、16.3%;總磷(TP)含量基本不變。

　　實(shí)驗(yàn)水體中總氮的初始濃度為3.48 mg/L，在地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中為V類水。氮的去除主要是靠微生物的硝化與反硝化作用。相比于對照組，實(shí)驗(yàn)組中油膜的覆蓋與去除為微生物提供了良好的硝化與反硝化環(huán)境。在油膜覆蓋期，實(shí)驗(yàn)組和對照組水體的微表層均被油膜覆蓋，水中溶解氧下降至接近0.00 mg/L，微生物進(jìn)行厭氧反硝化反應(yīng)，將水體中的氮轉(zhuǎn)化為氮?dú)鈴拿娉ニ械牡?，?shí)驗(yàn)組中總氮由3.48 mg/L下降到2.63mg/L，下降了24.6%;在油膜去除期，實(shí)驗(yàn)組水體微表層的油膜被除去，水體微表層穩(wěn)態(tài)被破壞，但后續(xù)實(shí)驗(yàn)巾觀察到微表層重新出現(xiàn)新的油膜，因此，要想達(dá)到更好的處理效果，可對微表層進(jìn)行持續(xù)處理，比如：在水面沒置推流裝置等。

　　實(shí)驗(yàn)水體中總磷的初始濃度為0.20 mg/L，含量并不高，因此，整個(gè)實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)組和對照組的變化基本相同，當(dāng)水體微表層被油膜覆蓋時(shí)，水體擾動(dòng)較小，使得磷酸鹽易結(jié)合其他顆粒而沉積，水中顆粒物減少，電導(dǎo)率小幅下降，總磷含量由0.20 mg/L下降到0.06 mg/L。在油膜去除期，總磷含量變化不大，主要是因?yàn)榍捌诳偭缀枯^低，由0.06 mg/L下降到0.04 mg/L，變化任誤差范圍內(nèi)，可忽略不計(jì)。

　　實(shí)驗(yàn)水體中CODM的初始濃度為7.92 mg/L，在地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中為Ⅳ類水。在經(jīng)過油膜覆蓋去除過程之后，實(shí)驗(yàn)組中COD的濃度由7.92 mg/L下降至3.58 mg/L，下降了54.8%，相較于對照組，實(shí)際去除率為16.3%。主要是因?yàn)槲⒈韺佑湍さ母采w-去除過程相當(dāng)于厭氧

　　好氧過程，為水中微生物提供了良好的生存環(huán)境，充分利用水體的自凈能力，達(dá)到降低COD的效果。

　　4.結(jié)論

　　水體微表層漂浮物的覆蓋一去除過程對水體溶解氧的影Ⅱ向最大，會(huì)使溶解氧先下降后上升，對水體總氮(TN)和高錳酸鹽指數(shù)(COD)的實(shí)際去除率較高，分別達(dá)到32.8%、16.3%。因此，利用微表層漂浮物的覆蓋

　　去除過程處理富營養(yǎng)水體可達(dá)到良好的處理效果，往最大程度上營造良好的水體處理環(huán)境，充分利用水體的自凈能力，得到治理富營養(yǎng)化水體的目的。

——本文由豐臨科技整理發(fā)布，內(nèi)容供參考，如有侵權(quán)，請聯(lián)系刪除，謝謝！上海豐臨科技有限公司為你提供濁度儀(濁度計(jì))、在線濁度儀、余氯儀、余氯分析儀、工業(yè)在線pH計(jì)、cod測定儀、pH計(jì)等多種水質(zhì)檢測儀，水質(zhì)分析儀，歡迎您前來選購，豐臨科技竭誠為您服務(wù)！