[发明专利]一种湖泊沉积物覆盖材料控制效果的评估方法及装置

说明书

本发明提供了一种湖泊沉积物覆盖材料控制效果的评估方法及装置，所述评估方法首创性地考虑到不同湖泊或同一湖泊不同湖区沉积物的物理化学性质及其中氮磷形态及释放特征的不同，故而在沉积物原位采样技术、沉积物‑水界面氮磷释放覆盖控制技术的基础上，运用水质实时监测系统、微界面测定系统、环境因子调控系统和系统程序控制及数据传输等手段，根据沉积物‑水界面扩散通量模型评估覆盖材料对不同类型沉积物的控制效果，并且通过调控环境因子评估覆盖材料的环境风险。本发明可对不同类型沉积物有针对性地提出相应的材料覆盖工程工艺措施，从而避免了工程实施的盲目性，不仅节约了社会经济成本，也降低了材料实施的环境风险。

技术领域

本发明属于水环境污染控制领域，具体涉及一种湖泊沉积物覆盖材料控制效果的评估方法及装置。

背景技术

湖泊污染尤其是氮磷输入量的增加引起的水体富营养化是我国湖泊治理面临的主要问题，目前对于富营养化水质的改善及修复多集中于减少外源负荷，而沉积物中氮磷的释放即内源氮磷释放却会延缓或抵消上述措施的实际效应，所以在外部污染源得到有效控制的前提下，沉积物内源释放的研究成为治理水体污染的关键，这就使得对沉积物氮磷释放风险的评估逐渐发展成为湖泊富营养化过程与机理研究的热点问题，而对于沉积物-水界面氮磷释放的控制则成为湖泊内源污染控制的重要途径。

原位覆盖技术是当前控制内源释放的有效措施之一，因其对内源污染控制效果好且对水体生态环境影响较小而受到了广泛关注。原位覆盖技术的核心是覆盖材料的选择，但即使对于同一覆盖材料而言，由于不同类型湖泊或者同一湖泊不同湖区沉积物的物理化学性质的不同，导致其氮磷赋存形态及释放特征也不尽一致，从而为覆盖材料的沉积物氮磷释放控制效果带来了诸多不确定因素，严重影响了覆盖材料的实际控制效果，致使在应用过程中并不能真正发挥覆盖材料的控释效果。

迄今为止，现有技术都只是针对模拟沉积物-水界面装置的研发及沉积物-水界面物质交换模拟系统的研制，这些装置及其工作方法并不能实现对湖泊不同区域不同类型沉积物氮磷释放风险的评估，因此也就无法对不同类型沉积物提出有针对性的控制措施。也即是，目前湖泊沉积物原位控制技术的瓶颈主要在于湖泊沉积物的高度异质性，不同湖区不同类型沉积物氮磷的释放机制不同，其释放量受沉积物的物理化学性质、氮磷形态及环境因子影响较大，从而导致现有控制技术的实施大打折扣，增加了社会经济成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有的湖泊沉积物原位控制技术在实际应用中控制效果差的缺陷，进而提供一种通过评估覆盖材料对不同湖区不同类型沉积物氮磷释放的控制效果以确保覆盖材料有效发挥其控制效果的湖泊沉积物覆盖材料控制效果的评估方法及装置。

为此，本发明实现上述目的的技术方案为：

一种湖泊沉积物覆盖材料控制效果的评估方法，包括如下步骤：

(1)采集湖泊中不少于10个采样点的柱状沉积物，同一采样点采集至少2个所述柱状沉积物，并将所述柱状沉积物的上覆水吸干，平整后备用；

(2)采集所述湖泊中对应于所述柱状沉积物的上覆水，过滤，备用；

(3)以所述湖泊中的沉积物为原料制备覆盖材料，备用；

(4)将所述覆盖材料铺设在步骤(1)得到的各采样点的其中一个所述柱状沉积物上，再在所述覆盖材料上方注入步骤(2)得到的上覆水，即为实验组；同时直接向与所述实验组的柱状沉积物属于同一采样点的另一柱状沉积物的上方注入步骤(2)得到的上覆水作为对照组；而后将所述实验组与所述对照组均放于室内避光培养；

(5)在步骤(4)的培养期间，分别测定所述实验组与所述对照组的上覆水和沉积物剖面间隙水中的营养盐浓度，根据沉积物-水界面营养盐扩散通量模型，评估所述实验组与所述对照组的柱状沉积物的营养盐释放的差异，进而得到所述覆盖材料对不同采样点沉积物营养盐释放的控制效果；