Phoslock?鎖磷劑工程應用二十周年特輯——文獻解讀(15)Phoslock?鎖磷劑自2000s首次參與工程應用以來,一直受到國內外廣大科研工作者及水環境工作者的關注,并在國內外學術期刊發表了逾百篇學術論文。目前學者們對該技術產品的研究已經涉及除磷效果、沉積物修復、影響因素、生態安全、深度開發等多個領域。2022年,在該技術產品全球應用20周年之際,PET中國團隊將針對熱點關注話題,甄選文獻加以解讀分享,以便于廣大科研工作者和水環境工作者深入了解Phoslock?鎖磷劑的學術背景及差異化特性。--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------本期,針對“Phoslock?鎖磷劑在巴西潘普利亞湖的工程應用效果”的話題,向大家分享文獻如下:文章題目:應用?Phoslock??和 Enzilimp??微生物技術處理熱帶富營養水庫及其支流的水質評估和溶解性有機物表征??發表期刊:Environmental Science And Pollution Research2021年影響因子/JCR分區:4.223/Q2?研究亮點:一、采用Phoslock?鎖磷劑技術和Enzilimp??微生物技術相結合的方式進行污染水體綜合治理,取得了很好的污染物去除效果。二、通過熒光分析,表征了Pampulha湖污染與上游河道的相關性。--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------研究背景:在世界范圍內,淡水環境受到人類活動輸入的營養物質和溶解性有機物的影響。然而水生生態系統的恢復通常只關注營養鹽指標。在此項研究中,以巴西貝洛奧里藏特市城中湖Pampulha湖為研究案例,該富營養化湖泊的污染主要來自于上游的多條河道支流,應用鑭改性膨潤土 (Phoslock?) 和微生物生物修復 (Enzilimp?) 進行處理。應用后評估該處理是否可以改善水質,并根據湖泊和河道應用后幾個月后的吸光度和熒光分析來表征溶解有機物來源和指數的時空變化。研究方法:Pampulha湖是一個熱帶湖泊,在 10 月和 4 月(雨季)之間水體有熱分層,在 5 月和 9 月(旱季)之間有返渾現象。水域面積2.7km2,*大深度為17米。匯集來自8條主要河流覆蓋98?km2的雨水。從 2015年12月起至2017年10月,水庫共投加了1000 噸?Phoslock?(370 g/m2) 和 51 噸?Enzilimp??(19 g/m2)進行處理。圖1? a. Pampulha湖和干流采樣點 b. Pampulha湖在巴西坐標示意圖在應用前后分別檢測水體和沉積物各項指標,水體檢測指標為:水溫、溶解氧(DO)、總磷(TP)、總氮(TN)和葉綠素a(Chla)、溶解性有機碳(DOC)、總有機碳(TOC)、溶解性有機物(DOM)、有色溶解性有機質(CDOM)等。主要結果:1.總磷和葉綠素a的變化2014年治理前,水體總磷含量高達0.7mg/L,葉綠素a高達250ug/L。應用“Phoslock?+菌劑”技術治理后,2018年總磷降至0.2mg/L以下,葉綠素a降至50ug/L以下。圖2? 2018年夏季河流(綠色)和 Pampulha湖(白色)TP、TN、Chl-a 和 DOC箱形圖(空心圓圈代表異常值,空心方塊代表平均值)2.熒光分析有機物組分變化采用平行因子法將樣品的DOM 熒光光譜分為4個成分,各成分的熒光光譜圖和激發/發射剖面輪廓圖成分1(Component1)的熒光光譜中觀察到的兩個熒光峰的激發/發射波長分別為250nm/400nm 和320nm/400nm,對應腐殖質類物質,在廢水中占主導地位的腐殖質成分,也存在于農業環境中。成分2(Component2)中熒光峰的激發/發射波長分別位于253nm/478nm和367nm/478nm處,對應類胡敏酸物質,存在于所有陸地環境中。成分 3(Component3)中熒光峰的激發/發射波長分別位于 240nm/338nm和300nm/338nm處,對應游離或結合在蛋白質中的氨基酸,熒光類似于游離色氨酸,類蛋白物質。成分4(Component 4)中熒光峰的激發/發射波長位于274nm/338nm處, 對應的是游離或結合在蛋白質中的氨基酸,熒光類似于游離色氨酸,可能表明蛋白質完整或降解程度較低的多肽。表1 ?PARAFAC模型確定的四種成分所屬的熒光區間和來源描述PARAFAC 模型分析結果表明Pampulha湖成分1占總熒光的 39%,其次是成分2 (28%)、成分3 (18%) 和成分4 (15%)。每條的平均相對豐度在空間上與 Pampulha湖的平均相對豐度不同。與Pampulha湖相關度比較高的是Ressaca和 Sarandi(污水處理廠的上游和下游)和 Tijuco河流以及來自Braúnas和AABB的較低貢獻。圖3 Pampulha湖和河流中每個 PARAFAC 組分的平均相對豐度的空間分布主要結論:1.“Phoslock?+菌劑”技術可以高效去除污染物通過“Phoslock?+菌劑”技術的聯用,經過治理,在2017年1月達到治理目標,水體總磷濃度低于0.05mg/L,葉綠素a濃度小于60ug/L,藍綠藻密度少于100,000cells/ml,并且氨氮和大腸桿菌數也得到削減,水體透明度得到提升。2.通過熒光分析可以示蹤污染物的來源通過在水庫中發現的生物活性的增加。我們的工作還表明,Pampulha湖和河道中有四種主要的DOM 成分,其中兩種成分可能與人為活動有關,并且可能是 Pampulha流域污染的重要示蹤劑,特別是在 Ressaca 和 Sarandi 河道中。--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------更多內容后續我們會一一分享,敬請期待