河口感潮河道底泥-水界面污染物动态释放及其环境影响机理

深入了解河口地区潮汐水流作用下底泥-水界面的污染物动态释放及其环境影响机理是预测、控制和治理河口地区感潮河道底泥对上覆水体二次污染的关键问题。本项目旨在通过水槽实验，利用先进的流场和颗粒测量仪器PDA（粒子动态分析仪）并结合颗粒浓度、COD和BOD等水质指标精细检测，深入分析感潮河道非定常水动力学特性（包括大尺度水流结构以及底泥-水界面附近紊动结构）对底泥再悬浮污染物动态释放的影响；进而获取水环境污染综合指标与随潮变化的底泥再悬浮污染物动态释放扩散的相关性；并导得随潮变化和潮周期平均的底泥-水界面的再悬浮颗粒通量和污染物释放通量之间的定量关系，分析其受非定常水流结构、液-固两相流特性的影响机制，为河口地区水环境的综合整治提供科学依据，同时也为发展底泥内源污染的非定常、多相水动力-水质耦合模型提供理论基础。

根据研究计划，本项目主要研究河口地区污染底泥的环境影响，针对典型感潮河道底泥对上覆水体的二次污染问题，主要通过实验室水槽实验，测量和分析动态水流条件下上覆水体和底泥-水界面附近区域非定常水动力特性对底泥再悬浮污染物动态释放和输运过程的影响机理，为河口地区水环境系统的综合整治提供科学依据，同时也为发展底泥内源污染的水动力-水质耦合模型提供理论基础。本项目按期完成项目计划任务书既定的研究内容，主要包括：不同环境因子影响下污染底泥静态释放规律的水槽实验研究，得到底泥不受扰动时，通过污染物泥-水界面向上覆水体释放污染物速率和动力学过程；动态水流条件下底泥再悬浮及污染物动态释放规律的实验研究，分析得到污染底泥发生再悬浮时，底泥颗粒和孔隙水对上覆水体水质产生影响的不同释放机制及其影响因素；不同物理特性（粒径大小和孔隙率）的底泥随时间变化的污染物解吸释放特性水槽实验研究，分析得到动态水流条件下泥-水界面附近区域污染物扩散和输运过程在不同释放阶段的水动力影响机理。本项目研究工作共有6名博士和硕士研究生参加，目前已毕业博士2名、硕士3名。项目执行期间共计发表（含录用）标注本项目资助的学术论文11篇，其中包括SCI收录期刊6篇，国内核心期刊3篇，EI、ISTP收录国际会议2篇。