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申请/专利权人：河海大学

摘要：本发明公开了一种深水水库表层沉积物磷、铁、锰、硫化学反应与平衡计算方法，所述方法包括如下步骤：对所选水库采样点原位沉积物进行采集，得到沉积物样品，并采集原位水作为上覆水，对所述沉积物样品表层样品的含水率进行测定，根据所述含水率计算得到沉积物孔隙度Φs，并测定沉积物样品平板式DGT有效态磷、铁、锰、硫浓度CDGT，以及间隙水磷、铁、锰浓度CPeeper，其中，DGT为薄膜扩散梯度技术，对所述沉积物样品表层样品不同形态磷、铁、锰浓度进行测定，得到沉积物固相浓度Cs，计算沉积物系统受扰动后达到平衡所需的时间Tc、吸附动力学常数K1、解吸动力学常数K‑1，将上覆水水温、平板式DGT有效态磷、铁、锰、硫浓度CDGT输入软件进行计算，判别沉积物内源物质释放是否会对表层水体水质造成影响。

主权项：1.一种深水水库表层沉积物磷、铁、锰、硫化学反应与平衡计算方法，其特征在于，包括如下步骤：对所选水库采样点原位沉积物进行采集，得到沉积物样品，并采集原位水作为上覆水；对所述沉积物样品表层样品的含水率进行测定，根据所述含水率计算得到沉积物孔隙度Φs，并测定沉积物样品平板式DGT有效态磷、铁、锰、硫浓度CDGT，以及间隙水磷、铁、锰浓度CPeeper，其中，DGT为薄膜扩散梯度技术；对所述沉积物样品表层样品不同形态磷、铁、锰浓度进行测定，得到沉积物固相浓度Cs；计算沉积物系统受扰动后达到平衡所需的时间Tc、吸附动力学常数K1、解吸动力学常数K-1；将上覆水水温、平板式DGT有效态磷、铁、锰、硫浓度CDGT输入软件进行计算，判别沉积物内源物质释放是否会对表层水体水质造成影响；对所述沉积物样品表层样品的含水率进行测定，根据所述含水率计算得到沉积物孔隙度，包括如下步骤：将完成充氮去氧处理后的HR-Peeper垂直插入沉积物中，待HR-Peeper放置24h，将完成充氮去氧处理后的平板式DGT垂直插入沉积物中并放置24h，后将HR-Peeper和平板式DGT同时取出；冲洗平板式DGT表面的沉积物残留颗粒，并对所述沉积物表层5cm样品含水率进行测定；取所述沉积物样品W0，烘干后，再次称重记为W1，按照下述公式计算单位体积孔隙水所对应的沉积物颗粒质量ρc：ρc＝W1[W0-W1ρw]式中，ρw表示水体的平均密度，取值为1.0gcm3；再根据所述ρc计算所述沉积物孔隙度Φs，计算公式如下：Φs＝dpρc+dp式中，dp表示沉积物颗粒物密度，取值为2.65gcm3；测定沉积物样品平板式DGT有效态磷、铁、锰、硫浓度CDGT，包括如下步骤：从平板式DGT装置中取出固定膜，用去离子水冲洗固定膜，将所述平板式DGT的固定膜切成数个条状切片，并用碱提取条状切片16h以上，收集提取液，采用邻菲啰啉微孔板分光光度计法测定提取液中铁含量，采用ICP-MS测定提取液中锰含量，采用电脑密度成像计量CID技术测定提取液中硫含量，采用磷钼蓝微孔板分光光度计法测定提取液中磷含量；平板式DGT有效态浓度CDGT计算公式为：M＝CeVefe式中，Ce为提取液浓度，Ve为提取液体积，fe为提取率；CDGT＝MΔgDAt式中，M为固定膜中的累积量，Δg为扩散层厚度，D为扩散层扩散系数，A为每个条状切片面积，数值为1cm2，t为DGT装置放置时间；计算沉积物系统受扰动后达到平衡所需的时间Tc、吸附动力学常数K1、解吸动力学常数K-1，包括如下步骤：根据测定的平板式DGT有效态浓度CDGT和间隙水浓度CPeeper计算得出再补给系数R：R＝CDGTCPeeper根据沉积物固相浓度Cs和间隙水浓度CPeeper计算得出分配系数Kd：Kd＝CsCPeeper根据孔隙度Φs计算沉积物有效扩散系数Ds：Ds＝D01-2lnΦs式中，D0表示水溶液中的扩散系数；将参数输入DIFS软件，计算得出沉积物系统受扰动后达到平衡所需的时间Tc，并进一步计算得到解吸动力学常数K-1：K-1＝1[Tc×1+Kd×ρc]根据解吸动力学常数K-1，计算得出吸附动力学常数K1：K1＝Kd×K-1×ρc式中，所述参数包括再补给系数R、分配系数Kd、单位体积孔隙水所对应的沉积物颗粒质量ρc、扩散层扩散系数D、沉积物有效扩散系数Ds、沉积物孔隙度Φs、DGT扩散层孔隙度Φd、DGT装置放置时间t和DGT扩散层的厚度Δg。

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