《水庫季節性錳污染的生物地球化學模擬研究》是依託中國海洋大學，由彭輝擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：水庫季節性錳污染的生物地球化學模擬研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：彭輝
- 依託單位：中國海洋大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
水源中的錳污染對人體健康和工業產品生產有嚴重危害。近年來，我國許多水庫出現了季節性錳污染現象，成為了日益突出的水資源和水環境問題。錳污染的產生和運移涉及到複雜的生物地球化學反應，受到水庫水文、水質和水生態過程的影響。水庫錳污染的數值模型可以用於錳污染的影響因素分析和發展趨勢預測，是水庫錳污染研究和治理的重要工具。本課題以構建水庫錳污染生物地球化學模型為目標，選取青島市飲用水源地--王圈水庫作為研究對象，研究內容包括：①對水庫錳污染和相關水質指標進行動態監測，分析錳污染的時空分布規律，為數值模擬提供可靠驗證；②構建水庫錳污染的生物地球化學模型，結合室內模擬試驗改進沉積物錳釋放的模擬；③利用模型定量計算水庫水文情勢、取水方式、氮磷污染和藻類等環境因素對錳污染的影響。課題研究可以解決水庫錳污染的生物地球化學模擬的關鍵科學問題，為水庫錳污染控制和治理提供科學依據，具有重要的科學意義和套用價值。
結題摘要
水庫的季節性錳污染現象是近年來日益突出的水資源和水環境問題。錳污染的產生和運移涉及到複雜的生物地球化學反應，水庫錳污染的數值模型可以用於錳污染的影響因素分析和發展趨勢預測，是水庫錳污染研究和治理的重要工具。本課題以構建水庫錳污染生物地球化學模型為目標，選取青島市飲用水源地--王圈水庫作為研究對象，取得了以下研究成果：（1）總結了水庫錳污染的時空分布規律，夏季豐水期時水深較深處形成水溫分層，底層的可溶性Mn、氨氮和總磷含量顯著增加，錳污染嚴重，水庫Mn含量超標的主要原因是在水庫水深較大的區域，由於水體出現溫躍層，上下水體之間缺乏交換，底層水體中的DO逐漸被耗盡使得底層水體從氧化環境轉變為還原環境，營養鹽以及可溶性Fe、Mn等污染物從沉積物釋放到間隙水，進而擴散到上覆水中，造成底層水體污染物含量升高；（2）對沉積物樣品做了錳吸附-解吸動力學實驗，分析了不同因素對錳釋放的互動影響，建立了3D回響曲面和2D的等高線圖，得到促進Mndiss和Mn(III)釋放的最優環境條件為：pH 6.0，DO濃度0.0 mg/L，溫度30.0℃和DOC濃度10.8 mg/L，並基於CE－QUAL－W2模型構建了錳污染的生物地球化學模型；（3）在王圈水庫套用構建的錳污染模型，利用實測資料進行了模型率定和驗證，結果表明模型對於王圈水庫夏季水溫分層和錳污染現象都很好的模擬效果；（4）利用王圈水庫錳污染模型，設定不同的模擬情景，分析了氣溫、水深、風速和風向對錳污染形成和擴散的影響，氣溫升高、水位升高、風速減小和逆水流方向的風向可以增加錳污染濃度，氣溫降低、水位降低、風速增大和順水流方向的風向可以減小甚至消除錳污染濃度。研究成果為水庫管理部門預警和防治錳污染提供了科學依據。
