金盆水库沉积物铁锰释放规律

来源：环境科学杂志2020年第1期北京时间：

作者：路林超,黄廷林,李楠,齐允之,张晗,王晨旭,司凡

单位：西安建筑科技大学陕西省环境工程重点实验室, 西安 710055,西安建筑科技大学西北水资源与环境生态教育部重点实验室, 西安 710055,西安建筑科技大学陕西省环境工程重点实验室, 西安 710055,西安建筑科技大学西北水资源与环境生态教育部重点实验室, 西安 710055,西安建筑科技大学陕西省环境工程重点实验室, 西安 710055,西安建筑科技大学西北水资源与环境生态教育部重点实验室, 西安 710055,西安水务集团黑河金盆水库管理公司, 西安 710401,西安建筑科技大学陕西省环境工程重点实验室, 西安 710055,西安建筑科技大学西北水资源与环境生态教育部重点实验室, 西安 710055,西安建筑科技大学陕西省环境工程重点实验室, 西安 710055,西安建筑科技大学西北水资源与环境生态教育部重点实验室, 西安 710055,西安建筑科技大学陕西省环境工程重点实验室, 西安 710055,西安建筑科技大学西北水资源与环境生态教育部重点实验室, 西安 710055

摘要：针对分层型水库周期性厌氧问题，金盆水库利用人工强制混合充氧技术补充底部水体溶解氧，抑制沉积物中还原性污染物的释放.但受水库地形地貌的影响，人工强制混合充氧效率存在一定差异性，在曝气系统运行结束后部分较深区域上覆水体溶解氧迅速耗竭，导致污染物的再次释放.为探究铁锰在该条件下的释放规律及扩散强度，选取主库区代表性采样点，对沉积物间隙水及上覆水溶解态铁锰浓度分布进行测定，并计算沉积物-水界面处溶解态铁锰的扩散通量.结果表明，人工强制混合充氧结束后地势较低区域底部水体迅速进入厌氧状态，导致大量溶解态锰释放进入上覆水体，浓度最高达0.42 mg·L-1；而地势较高区域底部水体短暂进入缺氧状态，之后溶解氧浓度迅速回升，因此底部溶解态锰浓度升高幅度较小，浓度最高为0.17 mg·L-1.沉积物间隙水-上覆水铁锰浓度分布结果表明，由于铁锰氧化还原电位的差异，溶解态锰相较于铁在厌氧条件下更容易释放进入上覆水体，且不断在表层沉积物及上覆水体中积聚，而溶解态铁的释放不仅受溶解氧的抑制，还受锰氧化物等其他氧化剂的抑制.由扩散通量计算可知，人工强制混合充氧结束后溶解态锰的扩散通量有降低趋势.由质量平衡计算可知，溶解态锰在厌氧层中的积聚不仅与扩散通量有关，还与沉降通量、厌氧层厚度有关，因此厌氧层中铁锰的生物地球化学循环作用有待进一步的研究.

关键词：金盆水库,沉积物,铁锰释放规律,人工强制混合充氧,扩散通量,