巢湖流域北岸東部巖源磷賦存形態(tài)及釋放規(guī)律的研究.pdf

1、巢湖地處地質(zhì)富磷區(qū)，周邊巖石自然風(fēng)化或人工開發(fā)過程所造成的磷素遷移對(duì)湖泊富營養(yǎng)化的貢獻(xiàn)不容忽視。本文以國家水體污染控制與治理科技專項(xiàng)為依托，研究了巢湖北岸東部流域地質(zhì)巖石中磷素(即巖源磷)的賦存形態(tài)及釋放規(guī)律。
　　 利用連續(xù)提取法研究了巖源磷的賦存形態(tài)，結(jié)果顯示：巖源磷中有機(jī)磷含量約占總提取磷量的60％，無機(jī)磷形態(tài)中以Ca-P為主，幾乎沒有Ex-P；巖樣中各形態(tài)磷分布百分比基本相同，僅Oc-P含量所占百分比各樣中有所差別，風(fēng)化

2、樣中Or-P＞Ca-P＞De-P＞Fe-P＞Al-P＞Oc-P＞Ex-P，而弱風(fēng)化樣中Or-P＞Ca-P＞De-P＞Oc-P＞Fe-P＞Al-P＞Ex-P；Oc-P含量的比值可以明顯反映巖樣風(fēng)化程度的深淺。“活化磷”，即Ex-P、Al-P、Fe-P三者之間相互具有很好的正相關(guān)性，總的來說，各形態(tài)磷之間存在明顯的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系。
　　 為研究巖源磷的釋放動(dòng)力學(xué)特征，本文用0.5mol·L-1NaHCO3連續(xù)提取法對(duì)巖樣進(jìn)行巖源磷釋放

3、的動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)，并應(yīng)用統(tǒng)計(jì)學(xué)原理建立化學(xué)動(dòng)力學(xué)的非機(jī)理模型研究巖源磷的釋放過程。同時(shí)，選用零級(jí)方程、一級(jí)方程、二級(jí)方程、拋物線方程、Elovich方程、權(quán)函數(shù)方程等6個(gè)動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行解析過程擬合，分析巖源磷動(dòng)力學(xué)釋放的主要化學(xué)過程。結(jié)果顯示，隨著反應(yīng)時(shí)間的延長，磷的釋放量均不斷增加，而釋放速率隨時(shí)間的延長而下降。選用的幾種動(dòng)力學(xué)模型中，一級(jí)方程、Elovich方程、權(quán)函數(shù)方程和拋物線方程對(duì)巖源磷的釋放動(dòng)力學(xué)過程均能很好地?cái)M合，其中以一級(jí)方

4、程擬合度最佳。巖源磷的釋放動(dòng)力學(xué)過程是一個(gè)以擴(kuò)散過程為主的反應(yīng)過程。
　　 同時(shí)本文采用浸泡實(shí)驗(yàn)比較了4種常見低分子量有機(jī)酸(草酸、酒石酸、檸檬酸、蘋果酸)對(duì)巢湖北岸東部富磷地層中巖源磷的釋放量，并對(duì)浸提后的部分殘?jiān)M(jìn)行磷的賦存形態(tài)分析。結(jié)果表明，當(dāng)有機(jī)酸濃度小于5mmol·L-1時(shí)，檸檬酸的釋磷量最大；大于5mmol·L-1時(shí)，草酸和酒石酸的釋磷量最大，此時(shí)釋磷量與有機(jī)酸的濃度具有一定的線性關(guān)系，其增加趨勢(shì)遠(yuǎn)大于濃度小于5mm