1. 课题来源与背景 课题“珠江口生源凝胶颗粒物在悬浮物吸附-絮凝-沉降过程中的作用研究及应用”受广东省科技计划项目公益研究与能力建设专项资助，经费30万， 编号2016A020222018。 申请人前期发现珠江口生源凝胶物质从溶解态向颗粒态转化的过程与悬浮物絮凝沉降密切相关。揭示凝胶颗粒物对絮凝沉降作用规律，对深入认识珠江口滩涂演变、生态环境维护及航道管理至关重要。因此本项目通过室内模拟与现场观测相结合，探讨珠江口生源凝胶物质从溶解态到颗粒态的转换过程对悬浮体絮凝、沉降过程的作用机制，完善泥沙絮凝沉降模型计算，评价该类凝胶物对珠江口最大浑浊带形成的贡献及环境效益。

    2. 研究目的与意义 珠江口水域富集了大量生源凝胶颗粒聚合物，它们具有一定的吸附粘性，可以吸附有机和无机物，改变颗粒物的沉降速度，另外因富含有机碳和有机氮，吸附大量细菌，在生物地球化学循环过程和生态系统中发挥重要作用。 本研究前期发现珠江口生源凝胶物质（多糖TEP、蛋白类大分子CSP）从溶解态向颗粒态转化的过程与絮凝沉降密切相关。絮凝(flocculation)是颗粒物质与有机质，特别是与有机聚合物之间的桥联作用而形成聚合体的过程。在以往的研究中发现因为未考虑河口大量有机物的变量，导致各种模型与现场实测结果之间存在很大差异。故如何将具有粘性的生源凝胶颗粒物引入河口悬浮物絮凝-沉降-输运模型，是构建模型的难点之一，是限制模型准确性的重要因素。 絮凝作用对河口泥沙的输运、河道沖淤变化以及重金属迁移有很大影响，对揭示河口过滤效应和河口沉积动力学过程有重大科学意义。珠江口年均输运有机胶体微粒3千万吨，是悬浮物的主要成分之一。因此，开展凝胶颗粒物对珠江口絮凝与最大浑浊带形成的作用机制研究，为解决珠江口生态、环境以及航道管理等重要问题提供理论基础。

    3 . 主要论点与论据 为了揭示生源凝胶颗粒物在河口对絮凝沉降作用规律，本研究通过现场观测与室内模拟与相结合，探讨珠江口生源凝胶物质从溶解态到颗粒态的转换过程及其对悬浮体絮凝、沉降过程的作用机制，对包含生源凝胶颗粒物的泥沙絮凝沉降进行了模型计算，评价该类凝胶物对珠江口最大浑浊带形成的贡献及环境效益，具体如下：（1）揭示了珠江口生源凝胶颗粒TEP和CSP的时空分布特征（包括潮汐周期）、环境控制因素，以及与悬浮物粒径特征的相关性, TEP和CSP的分布受化学、生物、水动力过程的综合影响。发现因盐度差异引起的生源凝胶颗粒吸附架桥效应强弱不同，导致在在淡水区和低盐度区域CSP比TEP 具有更强的絮凝作用，而在咸淡水混合区和海水，TEP的粘性比CSP更强。（2）发现来自于不同区域的TEP的凝聚系数从大到小的顺序依次为混合区＞外海区＞淡水段。（3）优化涉及生源凝胶颗粒物参与絮凝的絮团密度和沉降速度计算方法，引入絮团粒径和分形分维等参数，分析TEP在絮团中的体积含量变化对絮团沉降速度的影响，揭示TEP对珠江口最大混浊带形成的贡献机制。（4）评价了生源凝胶物沉降对珠江口氮移除过程的影响，其沉降对沉积物的反硝化过程有促进作用，并且该效应与生源凝胶的可利用性相关。

    4. 创见与创新 （1）本研究通过现场观测、试验模拟、优化计算方法、显微染色等多种技术手段结合，探索了生源凝胶颗粒物对珠江口颗粒物絮凝沉降的影响，解决了目前激光粒度仪无法观测透明的凝胶颗粒物的难题。 （2）计算河口颗粒物沉降速度时，以往的研究中发现因为未考虑河口大量有机物的变量，导致各种模型与现场实测结果之间存在很大差异，将具有粘性的生源凝胶颗粒物引入河口悬浮物絮凝-沉降-输运模型，是构建模型的难点之一，本项目引入了生源凝胶颗粒的相关参数，提高了沉降速度的模型计算的精度，使其更接近实测数据。

    5. 存在的问题 （1）在潮汐周期中观测到溶解态酸性多糖和TEP在白天和夜间浓度存在较大差异，可能与浮游植物在夜间初级生产减少、细菌降解增加以及浮游动物的摄食等因素有关，需要进一步细化研究。 （2）项目发现生源凝胶颗粒物作为有机氮有机碳源，其沉降加速了河口反硝化作用，在氮移除过程中发挥了重要作用。在珠江口氮污染严重的背景下，如何量化评价其对氮移除的贡献及其影响机制，亟需开展深入研究。

    6. 历年获奖情况 暂无获奖。 7.本成果简介面向社会公开，其中不涉及商业秘密内容。