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小型微动力污水处理设备

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有效态离子在界面的扩散通量根据界面附近的浓度梯度分布进行计算，公式如下：式中，JW为有效态离子从沉积物界面到上覆水的扩散通量(μg · m-2 · d-1)，JS为从沉积物到界面的扩散通量(μg · m-2 · d-1)，J为沉积物中有效态离子与上覆水的交换通量(μg · m-2 · d-1).J值为正值，表明有效态离子由沉积物向上覆水释放，反之则表明上覆水有效态离子被沉积物吸附.采用界面以下5 mm、界面以上5 mm的范围进行线性拟合，所有剖面拟合结果均达到显著性水平.(δcDGT)/(δxW) (x=0)和(δcDGT)/(δxS) (x=0)分别是上覆水和沉积物有效态离子在单位距离的浓度梯度变化，DW、DS分别是有效态离子在上覆水和沉积物中的扩散系数(m2 · s-1), DS由上覆水的扩散系数DW计算得出.φ为沉积物孔隙度，其计算方法见下式：，WW为沉积物鲜重(g);Wd为沉积物干重(g);ρ为表层沉积物平均密度与水密度比值，一般取2.5(古小治等，2010).　　2.7 数据分析　　实验数据的前期处理使用Excel软件，有效态S的灰度分析使用Image J软件，图形的绘制使用Origin 8.5软件，采样点分布图的绘制使用ArcGIS 10.1软件.　　3 结果与讨论(Results and discussion)3.1 水和沉积物理化性质

水和沉积物样品的基本理化性质见表 1.由表中可见，所有样点的DO浓度均低于2.0 mg · L-1，氨氮浓度均远远高于2.0 mg · L-1，属于劣Ⅴ类水体.根据《城市黑臭水体整治工作指南》中划定的城市黑臭水体污染程度分级标准，各样点的DO和氨氮浓度均处于轻度黑臭级别.S01、S02、S03 3个样点水体的ORP处于轻度黑臭级别，S01样点的透明度处于轻度黑臭级别，其他样点的透明度均高于轻度黑臭等级标准.鞋底沙河的S03、S04样点TP浓度远高于穗丰年河的TP浓度.　　各个样点沉积物的pH均比上覆水低.所有样点沉积物的ORP均为负值，在-424~-128 mV之间，根据沉积物氧化还原特性与Eh的关系，当沉积物Eh在-200~0 mV之间时，沉积物处于还原状态，因此, 所有样点的沉积物均处于还原或强还原状态.Vershinin等(1982;1983)的研究表明，Eh= -200~+200 mV区是铁、锰的主要控制区，沉积物中还原性铁、锰起主导作用;Eh=-350~0 mV区是硫系控制区，沉积物中硫化氢体系起主导作用;Eh= 0~+400 mV区是有机物控制区，沉积物中的有机物起主导作用;Eh= +400~+650 mV区是氧控制区，氧起主导作用.由此可知，所有样点的沉积物基本处于硫、铁、锰控制区.沉积物有机质的含量在6.20%~16.60%之间，对比其他水体有机质含量(Tenzer et al., 1999;马晓磊等，2010)，可知东莞市黑臭水体中有机质含量处于较高水平.　　沉积物中NaOH-P的平均值为793.87 mg · kg-1，低于重度黑臭水体子牙河的表层沉积物NaOH-P含量464.5~9667.5 mg · kg-1，但高于辽河表层沉积物TP含量219.0 mg · kg-1，及黄河表层沉积物TP含量552.4 mg · kg-1.NaOH-P主要为铁、铝、锰结合态磷，是沉积物中的易交换态磷，这类磷常被认为是内源释放的主要来源，在不同氧化还原条件下会导致其释放(张文强等，2016;朱广伟等，2003).由此可知东莞黑臭河流表层沉积物的不稳定磷含量较高，其释放潜势较高.沉积物中Fe(Ⅱ)含量在24.23~40.88 g · kg-1之间，平均值为31.82 g · kg-1.对比海河流域重度黑臭水体子牙河水系的沉积物Fe(Ⅱ)含量(0.66~ 58.73 g · kg-1，平均值9.75 g · kg-1)，可知东莞市黑臭水体沉积物中Fe(Ⅱ)含量处于较高污染水平.沉积物中AVS的含量范围在7.53~21.26 g · kg-1之间，平均值为16.98 g · kg-1.子牙河水系沉积物AVS的含量范围在7.0~63.7 g · kg-1，平均值为22.5 g · 　取出Chelex DGT固定膜后，按2 mm切片，切片后的所有条状固定膜依次放到1.5 mL离心管中，加入0.4 mL 1.0 mol · L-1 HNO3，室温静置提取16 h以上，取出固定膜，保存提取液待测定.提取液中的Fe(Ⅱ)采用邻菲罗啉比色法测定(Stookey，1970)，微量样品采用96微孔板分光光度计法.　　对ZrO-AgI DGT固定膜上S(Ⅱ)的分析采用电脑密度成像计量(CID)技术(Ding et al., 2012)，P的分析采用切片、提取的方法.取出ZrO-AgI DGT固定膜后，放置于扫描仪上(沉淀面朝下)扫描膜的正面，利用Image J软件将扫描获得的图像转成灰度，利用校正曲线将灰度转换成积累量.扫描后的固定膜按2 mm切片，每个长条加入0.4 mL 1.0 mol · L-1的NaOH提取24 h.提取液中的P采用磷钼蓝比色法测定(Murphy et al., 1962)，微量样品采用96微孔板分光光度计法.　　2.5 沉积物理化性质分析.　　测定每个表层沉积物样品的ORP、有机质、含水率、NaOH-P、Fe(Ⅱ)和AVS.ORP采用便携式水质分析仪(YSI 556)的ORP电极测定.有机质采用烧失量法测定，结果以沉积物干重含量百分比表示.含水率测定方法为计算沉积物湿样在105 ℃烘干6 h后的损失量，用于计算沉积物的干重.NaOH-P采用1.0 mol · L-1 NaOH提取，钼锑抗法测定(张文强等，2016).Fe(Ⅱ)采用50 mL 1 mol · L-1 HCl提取，菲啰嗪法测定.AVS采用冷扩散吸收和离子选择电极法测定(Hsieh et al., 1989).

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