一種抑制封閉型水體底泥中磷化氫向大氣擴散的新方法
【專利摘要】本發明公開了一種抑制封閉型水體底泥中磷化氫向大氣擴散的新方法，對表層底泥進行微擾動，擾動強度設置為30-60轉/分；擾動時間設置為30-60min,擾動頻率設置為每3天1次，擾動的表層底泥厚度設置為1-2cm，擾動后底泥懸浮距水面高度設置為0.2-0.3m。本發明不向水體投加任何化學藥劑或引入任何生物風險，不破壞水體的景觀功能，而且封閉型水體。
【專利說明】一種抑制封閉型水體底泥中磷化氫向大氣擴散的新方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種環境治理技術，具體涉及的是一種抑制封閉型水體底泥中磷化氫向大氣擴散的新方法。
【背景技術】
[0002]磷化氫是在厭氧條件下由厭氧微生物代謝含磷化合物而產生的一種氣體。其會從底泥擴散至水體，進而擴散進入大氣。這種氣體屬于溫室氣體。
[0003]通常，水體底泥被分為好養層、兼氧層和厭氧層。厭氧層中普遍存在著厭氧微生物，通過利用含磷化合物進行新陳代謝產生磷化氫。盡管產生的磷化氫存在于厭氧層中，但是其在濃度梯度的作用下，會逐漸向表層底泥擴散，進而進入水體、大氣。在其進入水體、大氣的過程中，如果遇到氧化物、光照等加快磷化氫的分解，轉化成磷酸鹽、次磷酸鹽等含磷化合物。因此，磷化氫向大氣的擴散主要集中在夜間。磷化氫的另一個特點是其在水體很難以游離態存在，但是其很容易被顆粒物質吸附而以吸附態存在。
[0004]迄今為止，人們仍然主要集中在磷化氫產生機理、與底泥中不同形態磷間的相互轉化機理、遷移擴散機理等研究方面，而對于采用何種方法來控制磷化氫向大氣的擴散方面的研究幾無涉及。因此，基于磷化氫在厭氧條件下產生、易于以吸附態存在以及遇氧化物、光照易于分解轉化的特點，設計了本發明。

【發明內容】

[0005]本發明的目的在于克服現有技術存在的以上問題，提供一種抑制封閉型水體底泥中磷化氫向大氣擴散的新方法，控制了磷化氫向大氣擴散，而且不向水體引入任何的化學風險和生物風險。
[0006]為實現上述技術目的，達到上述技術效果，本發明通過以下技術方案實現:
一種抑制封閉型水體底泥中磷化氫向大氣擴散的新方法，對表層底泥進行微擾動，擾
動強度設置為30-60轉/分；擾動時間設置為30-60min，擾動頻率設置為每3天I次，擾動的表層底泥厚度設置為l_2cm，擾動后底泥懸浮距水面高度設置為0.2-0.3m。
[0007]本發明的原理:
磷化氫在厭氧層中產生后，會在濃度梯度作用下，向上擴散，通過表層底泥進入水體、大氣，其在擴散過程中，一旦遇到光照、溶解氧、氧化物、鐵鹽、錳鹽等，會立刻發生反應，轉化成磷酸鹽、次磷酸鹽等，從而不再向大氣擴散。但是，由于磷化氫自身的特點，其以游離態的形式存在的量非常少，其主要以吸附態形式存在。本發明即是利用磷化氫的這二個特點，對表層底泥進行微擾動，促使聚集在表層底泥中磷化氫以吸附態的形式進入水體，在較小的擾動強度作用下， 吸附在顆粒物質表面的磷化氫會充分與水體中的溶解氧、氧化物、鐵鹽、錳鹽等接觸，從而被分解，水體中顆粒物質含量增加后，會導致光在水體中的反射、折射幾率增加，相應延長光在水體中的路徑，從而增加磷化氫與光照接觸的幾率。通過上述方式，促進磷化氫轉化成磷酸鹽、次磷酸鹽。在微擾動作用下，這些磷化合物又會被顆粒物質吸附，最后通過自然沉降方式進入底泥。基于磷化氫的生成速率以及遷移速率，計算了磷化氫在表層底泥中的聚集速率，因此，采用3天擾動I次的間歇的、微擾動的形式，即達到了控制磷化氫向大氣擴散的目的，又節省了能源，同時也避免了頻繁擾動導致磷酸鹽向水體的擴散。
[0008]本發明的有益效果是:
本發明不向水體投加任何化學藥劑或引入任何生物風險，不破壞水體的景觀功能，而且封閉型水體。
【具體實施方式】
[0009]下面將結合實施例，來詳細說明本發明。
[0010]一種抑制封閉型水體底泥中磷化氫向大氣擴散的新方法，對表層底泥進行微擾動，擾動強度設置為30-60轉/分；擾動時間設置為30-60min，擾動頻率設置為每3天I次，擾動的表層底泥厚度設置為l_2cm，擾動后底泥懸浮距水面高度設置為0.2-0.3m。
[0011]實施例1
以2個圓形容器(d=11.5 cm, h=100cm)為實驗裝置，從封閉型校園河流入口處(N31°18’29.2”，E 120° 33’28.1”)采集無擾動底泥樣品(25cm)，直接裝入實驗裝置，并加上覆水(25cm深)，加蓋密閉，避光保存，培養10d，測得2個實驗裝置頂空磷化氫濃度分別為1457ng/m3 (I號裝置)和1761ng/m3 (2號裝置)。從第Ild開始，I號裝置仍處于靜止培養狀態；2號裝置則采用恒速攪拌機對表層底泥(2cm)進行微擾動(擾動強度40轉/分)，令表層底泥懸浮(裝置仍處于厭氧狀態)，每天擾動I次，每次擾動lOmin。從第12d至15d，連續監測2個裝置中頂空磷化氫濃度和表層底泥中吸附態磷化氫濃度。發現，I號裝置頂空磷化氫濃度仍不斷升高，而表層底泥中的吸附態磷化氫濃度也在不斷累積中；相反，2號裝置頂空磷化氫濃度基本也略有升高，但其增加幅度明顯低于I號裝置，表層底泥中吸附態磷化氫濃度明顯降低，明顯低于I號裝置`的吸附態磷化氫濃度。
【權利要求】
1.一種抑制封閉型水體底泥中磷化氫向大氣擴散的新方法，其特征在于:對表層底泥進行微擾動，擾動強度設置為30-60轉/分；擾動時間設置為30-60min，擾動頻率設置為每3天I次，擾動 的表層底泥厚度設置為l_2cm，擾動后底泥懸浮距水面高度設置為0.2-0.3m。
【文檔編號】C02F1/50GK103771567SQ201210406108
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2012年10月23日 優先權日:2012年10月23日
【發明者】李大鵬 申請人:蘇州科技學院