發(fā)布時間：2020-03-28 22:47

【摘要】：糞大腸菌群是我國水體微生物污染的主要指示菌,底泥是水體糞大腸菌群的重要內(nèi)部污染源,糞大腸菌群在懸浮泥沙上的吸附和底泥水體間的交換會明顯影響水體微生物水質(zhì)。論文結(jié)合物理試驗(yàn)和數(shù)值模擬,研究了水體懸浮泥沙吸附糞大腸菌群的規(guī)律,并進(jìn)一步分析了底泥各種交換過程對水體微生物水質(zhì)的影響。論文通過物理試驗(yàn)揭示了水體懸浮泥沙吸附糞大腸菌群的規(guī)律。糞大腸菌群菌體尺寸遠(yuǎn)大于泥沙表面的平均孔隙尺寸,泥沙吸附糞大腸菌群只能發(fā)生在顆粒物表面除孔隙內(nèi)表面的外表面上,這與其它無機(jī)污染物的吸附具有明顯差別。泥沙吸附糞大腸菌群達(dá)到平衡的時間較短約為5~15min,可被視為瞬間吸附平衡。泥沙吸附糞大腸菌群的平衡過程可采用線性分配模型來描述,分配系數(shù)k值范圍為0.1376~0.9387L/g。環(huán)境條件變化會對吸附產(chǎn)生影響,泥沙濃度S增大、溫度T升高、鹽度SL增大,分配系數(shù)k值減小;粒徑D減小、表面有機(jī)物含量OMC減小,k值增大;pH值增大,k值無明顯的趨勢性變化。泥沙粒徑對分配系數(shù)及單位質(zhì)量吸附量的影響最為明顯,但粒徑對單位面積吸附量的影響較小,論文建立了分配系數(shù)和粒徑的函數(shù)關(guān)系式。實(shí)測糞大腸菌群分配比例fp值范圍為7.2%~92%,fp值的理論公式為fp=kS/(1+kS),試驗(yàn)結(jié)果對此公式的合理性進(jìn)行了較好的驗(yàn)證。論文通過理論分析發(fā)現(xiàn)懸浮過程較沉降過程對水體糞大腸菌群濃度的影響更大;懸浮過程影響隨底泥糞大腸菌群含量的增大而增大;而沉降過程影響幾乎不隨底泥糞大腸菌群含量的增大而變化。泥沙吸附特性變化會明顯影響水體糞大腸菌群的運(yùn)動,常數(shù)分配比例與常數(shù)分配系數(shù)計算糞大腸菌群濃度最大偏差約為-12.44%~28.13%;不同分配系數(shù)計算糞大腸菌群濃度最大偏差約為-14.97~33.74%。論文模擬了底泥附近泥沙懸浮沉降影響水體糞大腸菌群運(yùn)動的過程,結(jié)果表明洪水過程中泥沙懸浮沉降對水體微生物水質(zhì)的影響非常明顯,但影響持續(xù)時間短。論文總結(jié)了底泥孔隙水和水體直接交換的試驗(yàn)成果,發(fā)現(xiàn)傳質(zhì)系數(shù)的值根據(jù)床面形態(tài)剪切雷諾數(shù)Re*與滲透Pelect數(shù)Pe可分為兩個區(qū)域。當(dāng)Re*Pe6/52000時,傳質(zhì)系數(shù)主要受水流運(yùn)動強(qiáng)度的影響;當(dāng)Re*Pe6/5≥2000時,傳質(zhì)系數(shù)主要受床面形態(tài)及滲透性的影響。傳質(zhì)系數(shù)ε≥8×10-8m/s時直接交換對水體糞大腸菌群運(yùn)動的影響較為明顯。論文模擬了底泥直接交換影響水體糞便指示菌運(yùn)動的過程,結(jié)果表明枯水過程中直接交換對水體微生物水質(zhì)的影響比較明顯,且影響持續(xù)時間長。
【學(xué)位授予單位】：清華大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：X52

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2605015