[發明專利]一種利用硝酸和甲酸治理水體富營養化的方法

無效

• 申請號: 201010541840.0
• 申請日: 2010-11-12
• 公開（公告）號: CN102001716A
• 公開（公告）日: 2011-04-06
• 發明（設計）人: 黃斌;史奕;陳欣
• 申請（專利權）人: 中國科學院沈陽應用生態研究所
• 主分類號: C02F1/00
• 分類號: C02F1/00
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 許宗富;周秀梅

技術領域

本發明涉及環境保護，具體的說是一種利用硝酸和甲酸治理水體富營養化的方法。

背景技術

由于流域污染和水產養殖不當，以滇池、太湖和巢湖為代表，我國的大大小小的湖泊、水庫和池塘，很多已經處于富營養化狀態。許多城市的景觀水體也不例外。水體富營養化引起的藍藻周期性爆發導致水質變壞，威脅水產養殖和飲用水安全，降低其周邊生態環境質量。

為了控制藍藻爆發，至少要把水體中藻類生長所需要的氮或磷控制在一定濃度之下。水體中氮的含量一般遠高于磷的含量，而且，當氮素成為藻類生長的限制因子時，一些藻類可以通過生物固氮途徑獲取氮素。因此，為了控制富營養化水體的藍藻爆發，控制水體中磷的含量要比控制水體中的氮的含量應更有效。不過，藻類生長所需要的磷，除來自外源輸入外，也可以來自水體中磷的內源釋放。因此，對一些磷內源釋放嚴重的富營養水體，不但要控制外源磷的輸入，還要控制水體中磷的內源釋放，方可有效控制藍藻的爆發。

富營養化水體中磷的內源釋放主要受控于三個環節，即沉積物內的磷的轉化與遷移、水-沉積物界面磷的交換、上覆水中磷的循環利用。加快上覆水中磷的沉降并降低水-沉積物界面磷的交換是控制富營養化水體中磷的內源釋放的關鍵。

在治理水體富營養化的已有措施中，加快水體交換可降低富營養化水體中磷的含量，但此類操作在很多實際情況下不可行；疏浚可降低表層沉積物磷的釋放，但實施成本昂貴；使用硝酸鈣和鐵、鋁的化合物可增強沉積物對磷的吸附能力，但治理效果的可靠性不高。

發明內容

本發明目的在于提供一個利用硝酸和甲酸治理水體富營養化的方法。

為實現上述目的，本發明采用的方法為：

針對水體富營養化及其引起的藍藻周期性爆發問題，向水體交換緩慢、外源磷輸入被有效控制但內源磷污染嚴重的富營養化水體中添加硝酸和甲酸和/或向該水體的10-50?cm沉積物界面內添加硝酸，改善水體-沉積物界面的氧化還原狀況，降低水體中磷的含量和沉積物磷的釋放強度，繼而降低藍藻爆發的強度與頻度并最終消除藍藻爆發的產生條件。

所述水體中添加硝酸添后，水體的硝酸根濃度為0.25-5?mM；添加甲酸后，水體的甲酸根濃度為0-5?mM；甲酸與硝酸的摩爾比為0-5；硝酸和甲酸的添加量與比例由水體的pH和COD決定。加酸處理暫時性降低被處理水體的pH，弱化藍藻的生長優勢，改善水-沉積物界面的氧化還原狀況，降低水體中異味物質的形成與釋放，增強表層沉積物磷的穩定性。

向所述水體添加硝酸和甲酸的時期首選藻類生長緩慢的低溫季節，其次是藻類生長適宜的前期，最后是藍藻爆發前期和藍藻爆發時期。

所述水體中添加硝酸和甲酸時期為藻類生長緩慢的低溫季節時，添加的硝酸和甲酸使水體的pH在光照條件下的平均值在8.0以下，硝酸根的濃度為0.25-5?mM。

所述水體中添加硝酸和甲酸的時期為適宜藍藻生長的前期時，添加的硝酸和甲酸使水體的pH在光照條件下的平均值在7.3以下，硝酸根的濃度為0.25-5?mM。

所述水體中添加硝酸和甲酸的時期為藍藻爆發前期時，即葉綠體a的濃度為20-50?mg/m³，添加硝酸和甲酸使水體的pH在光照條件下的平均值在7.0以下，硝酸根的濃度為0.25-5?mM；

所述水體中添加硝酸和甲酸的時期為藍藻爆發期間時，即葉綠體a的濃度超過50?mg/m³，添加的硝酸和甲酸使水體的pH在光照條件下的平均值在6.7以下，硝酸根的濃度為0.25-5?mM。

所述水體的10-50?cm沉積物界面內添加硝酸的優選時期是秋春之間的藍藻非爆發時期，添加硝酸后，0-50?cm沉積物硝酸根的平均濃度為10-100?mM。添加的硝酸在沉積物內擴散，使沉積物內形成不同的pH微區。在微生物活動適宜的pH微區內微生物活動強烈，有機質降解加快，改善水-沉積物界面的氧化還原狀況，增強表層沉積物磷的穩定性。

本發明所具有的優點：

1.?本發明向水體添加硝酸和甲酸，實施方便，成效多重，在弱化藍藻生長優勢的同時，改善水-沉積物界面的氧化還原狀況，降低磷的內源釋放和異味物質的形成與釋放。

2.本發明采用水體加酸處理引起的水體pH下降不是一個長期現象，當甲酸和硝酸根被轉化、藻類不再過度生長時，水體的pH將維持在7附近。

3.本發明在10-50?cm的沉積物界面內的添加硝酸處理，待硝酸根被轉化后，基本上不改變沉積物的pH環境，卻強化沉積物有機質的降解，改善水-沉積物界面氧化還原狀況。