河道菌剂
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云南星云湖锁磷剂治水项目
发布时间:2020-03-26 16:16
磷的过度输入是湖泊富营养化的关键原因,由于内源(沉积物)磷的释放,即使外源磷输入得到控制,富营养化湖泊的水质仍难以改善.近年来,利用镧改性膨润土(lanthanum modified bentonite,LMB)原位钝化沉积物中的磷,抑制湖泊内源磷释放备受关注.为了更好地理解和应用镧改性膨润土钝化磷技术,本文首先介绍镧改性膨润土的组成和其钝化磷的原理,其次梳理LMB磷钝化技术在富营养化湖泊中的应用效果,再分析影响LMB钝化磷效率的因素,最后阐述LMB在应用过程中可能产生的生态风险;并根据以上分析,提出LMB磷钝化技术应用中需要注意的方面,对该技术的后续研究方向进行展望.
磷(P)等营养盐的过度输入常常会导致浅水湖泊生态系统从以沉水植物为主的清水态转变为以浮游植物为主的浑水态.由于内源(沉积物)营养盐的释放,即使外源营养盐负荷得到控制,富营养化湖泊中湖水的总磷依然保持较高的浓度].因此,控制内源磷释放是富营养湖泊修复的关键.
原位化学钝化是国内外用于控制内源磷释放的主要方法之一,常用的钝化剂包括铁盐、铝盐]和改性黏土.近年来,由于镧改性膨润土(lanthanum modified bentonite, LMB)对磷酸根(PO43-)具有很强的选择吸附性,且具有较好的生物相适性等,LMB在控制内源磷释放中越来越受到关注.据笔者了解,目前全面介绍LMB磷钝化技术的文献还很有限.因此,为了更好地应用LMB磷钝化技术,本文从LMB的组成和钝化磷的机理、LMB在富营养湖泊中的应用效果、影响LMB磷钝化效率的因素和LMB磷钝化技术应用的生态风险四个方面,阐述20多年来LMB磷钝化技术的研究进展;并在此基础上,对LMB磷钝化技术的应用和今后的研究方向提出建议.
1 LMB组成与钝化磷的机理
商业化的LMB称为Phoslock(锁磷剂),由澳大利亚联邦科学与工业组织(CSIRO)于1990s开发,由95 %的膨润土和5 %的稀土镧组成.膨润土的主要成分为二氧化硅,结构为两层硅氧四面体的中间夹一层铝氧八面体,由共用氧原子将四面体与八面体联结;具有较大的阳离子交换容量(60~100 meq/100 g).通过离子交换方法,可将膨润土层间阳离子置换为镧离子(La3+),形成镧改性膨润土.具体制备过程为:将0.1 mol/L LaCl3溶液和高纯度的膨润土以100:1(液:固比)的比例混合,搅拌24 h后在10000转/min下离心;重复上述步骤1遍;再用蒸馏水洗涤3遍,以去除膨润土上未交换的La3+;随后样品于60℃下烘干,密封保存. La3+和PO43-的结合能力很强(Ksp=10-24.7~10-25.7 mol/L2), 在pH值为5~9时能够以1:1比例反应产生LaPO4.存在于膨润土结构中的La3+,既保留了与磷酸盐结合的能力,也不易游离在水中.另外,膨润土具有与沉积物相似的密度和颗粒大小,沉降后可以作为沉积物的组分从而限制物理再悬浮或生物扰动,是一种较为理想的磷钝化剂.


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