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天鵝河河口上游(澳大利亞珀斯)有一段與富營養化相關的氧氣消耗的記載,這導致了河水水質差和魚類死亡。為了緩解缺氧條件,2009年在吉爾福德(河口上游39公里處)建立了一個試驗側流過飽和度(SSS)氧化工廠。在取得顯著成功后,2011年在Caversham(河口上游44.2公里)建造了第二個工廠,氧合植物通常被用來處理深水、淡水湖和水庫,這是在淺水河口的一個先導性的應用。研究人員應用聲學多普勒電流剖面儀和沉積物微剖面儀(MP4)監測了幾個物理和化學參數收集的日??v向橫斷面。研究氧合作用立即提高了水體中溶解氧的濃度,其作用距離受河口水動力的強烈影響。此外,氧合作用改善了沉積物-水界面的溶解氧濃度,從而增加了進入沉積物的氧通量。氧合在改善水質方面的有效性及其促進生態系統恢復的潛力??梢詰萌斯ぱ鹾系沫h境的多樣性。
微電極的應用:積物水界面的氧微剖面的采集使用了原位剖面分析儀(MiniProfiler MP4,Unisense A/S),該儀器配備兩個采樣頻率為1hz的氧微傳感器(OX-100,Unisense A/S)。沉積物剖面儀部署在電廠下游175米處,位于航道以外的地點,有足夠的水深(3.3-4.0米),易于到達岸上的安全位置,便于存放系統的編程和存儲組件。微型傳感器是Clark型尖端直徑100μm的微電極,該類型的微電極響應快(90%在8 s內)、靈敏度高。由于測試天鵝河上游河口高度渾濁的自然環境阻礙了對傳感器尖端高度的目視檢測,因此沉積物-水界面的位置最初是通過剖面數據來估計的。剖面的線段與擴散邊界層有關,坡度變化明顯的深度可歸因于水與沉積物的孔隙度差異,從而決定了沉積物-水界面的位置。
圖1、(a)溶解氧(DO)濃度(mg L?1)通過植物排放(CAV)上游190米的水柱(交叉)在不同深度處測量,在采樣日之間插值等高線。(b)用探針連續測量DO濃度(mg L?1),測量范圍為地表以下0.5m和河床以上0.5m(電廠排放上游120m)。水深(m)的增加或減少分別表示洪水和退潮。
圖2、河口航道(下游約4.8公里,上游約6.7公里)溶解氧(mg L?1)和鹽度剖面。(a,f)工廠運營前一天(b,g)工廠運營一天后,(c,h)工廠運營五天后,(d,i)工廠運營停止后一天,(e,j)工廠運營停止后四天。
圖3、在裝置運作前兩天(4月20日至21日)、運作后三天(4月25日至26日)及運作后三天(4月30日),在沉積物-水界面上方6毫米及下方6毫米的原位溶解氧分布圖。
圖4、(a)沉積物-水界面溶解氧(DO)濃度(mg L?1)(b)向沉積物擴散的DO通量(mmol m?2d?1)。對于(a)和(b),方框表示第25和第75個百分位,平均值和中位數分別用虛線和實線表示,散列塊突出顯示工廠運行的時期。用于確定這兩個箱形圖的沉積物剖面的數量由與每個日期對齊的n值表示。