發(fā)布時(shí)間：2020-03-28 22:47

【摘要】：糞大腸菌群是我國(guó)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(huì)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(guò)程對(duì)水體微生物水質(zhì)的影響。論文通過(guò)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(wú)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(shí)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(guò)程可采用線性分配模型來(lái)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(huì)對(duì)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(wú)明顯的趨勢(shì)性變化。泥沙粒徑對(duì)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(duì)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(cè)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(duì)此公式的合理性進(jìn)行了較好的驗(yàn)證。論文通過(guò)理論分析發(fā)現(xiàn)懸浮過(guò)程較沉降過(guò)程對(duì)水體糞大腸菌群濃度的影響更大;懸浮過(guò)程影響隨底泥糞大腸菌群含量的增大而增大;而沉降過(guò)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(huì)明顯影響水體糞大腸菌群的運(yùn)動(dòng),常數(shù)分配比例與常數(shù)分配系數(shù)計(jì)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(jì)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(dòng)的過(guò)程,結(jié)果表明洪水過(guò)程中泥沙懸浮沉降對(duì)水體微生物水質(zhì)的影響非常明顯,但影響持續(xù)時(shí)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(gè)區(qū)域。當(dāng)Re*Pe6/52000時(shí),傳質(zhì)系數(shù)主要受水流運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的影響;當(dāng)Re*Pe6/5≥2000時(shí),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(shí)直接交換對(duì)水體糞大腸菌群運(yùn)動(dòng)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(dòng)的過(guò)程,結(jié)果表明枯水過(guò)程中直接交換對(duì)水體微生物水質(zhì)的影響比較明顯,且影響持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)。
【學(xué)位授予單位】：清華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：X52

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2605015