非饱和带全剖面尿素态氮迁移转化规律分析

尿素是农田常用氮肥,本文通过实验室土柱试验,利用HYDRUS-1D建立非饱和带尿素态氮迁移转化模型,并对大沽河地下水源地夏玉米生长季节内水氮运移过程进行模拟,分析灌溉农业条件下非饱和带全剖面中氮迁移转化和深层淋溶规律。结果表明:(1)常规施肥条件下,尿素态氮水解达97.09%,仅有0.01%能够淋溶至地下水;(2)硝态氮更易淋溶至地下水,硝态氮淋失量与灌溉量和施肥量呈正相关,与灌溉强度呈负相关,不同施肥方式下淋失量表现为深施>灌施>表施;(3)根系吸氮量与灌溉量和施肥量呈正相关,与灌溉强度呈负相关,不同施肥方式下吸氮量表现为灌施>深施>表施,不同管理策略下玉米氮素利用率为20%~50%;(4)常规条件下土壤储氮量>玉米氮素利用率>氮淋溶量>气态氮损失。本研究对量化氮迁移转化过程、定量评价氮损失、预测地下水氮污染具有重要意义。     

海洋沉积物中反硝化细菌的分离及去除硝酸盐氮的模拟试验

从长江口沉积物中筛选分离出了海洋反硝化细菌,模拟了该细菌对不同浓度水平硝酸盐氮的去除效率。研究结果表明,分离出的海洋反硝化细菌能有效去除海水中硝酸盐氮,在硝酸盐氮的初始浓度为 1 mg/L,1 d 内硝酸盐氮去除率就达到了 70 %;在 100 mg/L 硝酸盐氮模拟试验中,约在一周内能将 90 % 硝酸盐氮去除。试验证明反硝化细菌的生长与水体中硝酸盐氮浓度有一定的相关关系,一旦生物修复过程完成,反硝化细菌就会大量死亡,水体重新恢复到清澈透明状况。     

钦州湾夏季营养盐的分布特征及富营养化评价

2009年8月对钦州湾海域的现场调查资料,分析了钦州湾表层海水中营养盐的分布特征及其成因。结果表明:该湾亚硝酸盐(NO2-N),硝酸盐(NO3-N),铵盐(NH3-N),无机磷(PO4-P)和活性硅(SiO3-S)i平均含量分别为0.05 mg/L,0.46 mg/L,0.09 mg/L,0.007 mg/L和1.54 mg/L。在空间分布上,各营养盐含量均呈现出由湾内向湾外逐渐递减的变化趋势,体现出夏季陆地径流的主导控制作用。相关性分析表明,陆源水的物理混合过程是影响诸营养盐含量的主要因素,生物、化学作用次之。通过污染指数A及营养状态质量指数NQI的分析,整个海湾水质处于中度污染程度和富营养化状态,以无机氮为主要污染因子。     

光照和硝酸盐浓度对东海原甲藻和三角褐指藻释放挥发性卤代烃的影响

海洋中产生的挥发性卤代烃(Volatile Halocarbons，VHCs)是氯、溴和碘进入大气的重要载体。海洋藻类能够产生损耗大气中臭氧的VHCs，尤其是海洋微藻已被证明是大气中一些VHCs的主要贡献者。环境因素对海洋微藻产生VHCs的影响研究较少，本文主要研究了光照和硝酸盐浓度对微藻释放VHCs的影响。将海洋微藻东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)和三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum)置于密封的玻璃容器中，并在不同光照条件(20 μmol/(m2·s)、70 μmol/(m2·s)和140 μmol/(m2·s))及不同硝酸盐浓度(1 mg/L、5 mg/L、10 mg/L和50 mg/L)下进行无菌单种培养，分析碘甲烷(CH₃I)、二溴甲烷(CH₂Br₂)、一氯二溴甲烷(CHBr₂Cl)和三氯乙烯(C₂HCl₃)4种VHCs的生产。采用吹扫?捕集气相色谱技术对其中的VHCs进行提取和分析。结果表明，光照强度和硝酸盐浓度会影响两种微藻对VHCs的释放，但是对不同VHCs的影响效果不同，其中CH₃I的释放受光照强度和硝酸盐浓度变化的影响比较显著。一定范围内，光照强度越大，两种微藻对CH₃I的释放量越大。适当的硝酸盐浓度(> 5 mg/L)在一定程度上促进了两种微藻对CH₃I的释放。     

二氧化钛纳米颗粒对序批式反应器中活性污泥胞外聚合物产量及其组分的影响

研究了二氧化钛纳米颗粒(TiO_2 NPs)浓度变化对序批式反应器(SBR)性能及活性污泥胞外聚合物(EPS)特性的影响。结果表明,TiO_2 NPs浓度为0~5mg/L时SBR对COD平均去除率高于91.07%,但TiO_2 NPs浓度为10~60mg/L时对SBR对COD的去除产生轻微抑制。NH_4~+-N平均去除率在整个运行过程中均高于98.10%,表明TiO_2 NPs浓度小于60mg/L时对SBR中硝化过程没有影响。磷去除率随着TiO_2 NPs浓度从0mg/L增加到5mg/L而逐渐降低,随后在TiO_2 NPs浓度从10mg/L增加到60mg/L过程中出现了逐渐升高的趋势。活性污泥中松散附着EPS(LB-EPS)和紧密附着EPS(TB-EPS)产量随着进水TiO_2 NPs浓度从0 mg/L增加到60 mg/L而逐渐增加。LB-EPS和TB-EPS中蛋白质(PN)和多糖(PS)含量随着TiO_2 NPs浓度增加而增加。LB-EPS和TB-EPS的三维荧光(3D-EEM)光谱中代表芳环蛋白类物质、色氨酸蛋白类物质、胡敏酸类物质和富里酸类物质的荧光峰在不同TiO_2 NPs浓度下或增加或消失,且荧光峰位置和强度也发生了相应变化。LB-EPS和TB-EPS的傅里叶红外(FTIR)光谱中不同吸收峰的强度随着TiO_2 NPs浓度变化而变化,表明TiO_2 NPs对活性污泥中LB-EPS和TB-EPS的蛋白质和多糖中C=O键和C-H产生了影响。     

石油类污染物在潜水含水层中的运移

结合新疆某电厂工程,基于研究区环境水文地质条件,建立数学模型,分析电厂生产过程中石油类渗漏可能对地下水污染的影响,对污染物在潜水含水层运移和变化进行了数值分析.结果显示,石油类污染物运移方向与地下水流方向基本一致,因弥散作用导致污染羽面积不断扩大.污染物浓度迁移曲线呈正态分布,在污染源下游400 m处,污染物运移9年时浓度达最大值0.16 mg/L.预测20年后石油类污染物渗漏对潜水含水层的影响范围扩大到36 400 m2,最大运移距离为1 297 m,其污染物运移已超过地下水平均水流所波及的范围.     

四种重金属离子对侧扁软柳珊瑚的毒性及其摄食行为的影响

本实验通过48h的急性毒性测试,来了解重金属Cu2 、Zn2 、Cd2 、Pb2 的污染环境对侧扁软柳珊瑚(Subergorgiasuberosa)的影响程度,以认知重金属对海洋生物尤其是柳珊瑚所造成的伤害.实验的结果显示,Cu2 的半致死浓度约为0.13mg/dm3,Zn2 为8.69mg/dm3,而Cd2 为10.84mg/dm3,Pb2 为8.49mg/dm3;亦即Cu2 污染对侧扁软柳珊瑚毒性影响最大.另外,在实验的观察中也发现,受到伤害的珊瑚中常会刺激黏液的分泌,在较高的浓度下则会造成其共肉组织的溃烂致使整株珊瑚部分或整体的死亡.在摄食影响的研究方面,侧扁软柳珊瑚在Cu2 浓度分别为0.02、0.05mg/dm3的污染环境下捕食丰年虫(Chirocephalus)的行为与正常珊瑚间有明显差异(p<0.01),经过Cu2 污染环境后的珊瑚虫(polyp)常常不能有效地捕食到丰年虫,甚至捕食到丰年虫却不能将其顺利吞咽而造成丰年虫从其触手中逃逸.数据显示正常珊瑚虫捕食丰年虫的成功率平均达85.42%,而受0.02mg/dm3Cu2 影响的珊瑚虫则为57.58%,受0.05mg/dm3Cu2 影响的则仅为24.24%.     

不同Fe~(3+)浓度对盐生杜氏藻、三角褐指藻和米氏凯伦藻生长及种间竞争的影响

本实验在单种培养和混合培养2种培养方式下,研究不同Fe~(3+)浓度(0.98、1.95、3.9、7.8mg/L)对盐生杜氏藻(Dunaliella salina)、三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum)和米氏凯伦藻(Karenia mikimotoi)生长及种间竞争的影响。研究结果显示:单种培养条件下,盐生杜氏藻和三角褐指藻在Fe~(3+)浓度为1.95mg/L处理组中的最终细胞密度和平均比生长速率均大于其它3个处理组;米氏凯伦藻的最终细胞密度和平均比生长速率在Fe~(3+)浓度为7.8mg/L处理组中最大。混合培养条件下,盐生杜氏藻在Fe~(3+)浓度为0.98mg/L处理组中的最终细胞密度和平均比生长速率均大于其它3个处理组,最终细胞密度占总细胞密度的54.2%;三角褐指藻在Fe~(3+)浓度为1.95mg/L、3.9mg/L和7.8mg/L处理组中的最终细胞密度和平均比生长速率均大于0.98mg/L处理组,最终细胞密度占总细胞密度的百分比分别为53.6%、58.1%和58.2%;在4个Fe~(3+)浓度处理组中米氏凯伦藻的最终细胞密度和平均比生长速率均显著小于其它2种微藻。研究表明,混合培养时,在Fe~(3+)浓度为0.98mg/L处理组中盐生杜氏藻具有竞争优势,在Fe~(3+)浓度为1.95mg/L、3.9mg/L和7.8mg/L处理组中三角褐指藻具有竞争优势。     

盐度对序批式生物膜反应器性能及微生物活性的影响

本文研究了盐度变化对序批式生物膜反应器(SBBR)性能及微生物活性的影响。研究结果表明,进水盐度不超过1.5%时,SBBR对COD的平均去除率高于88.63%,但进水盐度为2.5%时,对SBBR的COD去除产生抑制。当进水盐度由0%增加到2.5%时,NH~+_4—N去除未受到影响,出水NO~-_3—N浓度在0.30～3.30 mg/L范围内变化,然而出水NO~-_2—N浓度从0 mg/L逐渐增大到(4.35±0.02) mg/L。比耗氧速率由进水盐度为0%时的(27.39±1.16) mg O_2/(g MLSS·h)增大至进水盐度为1.5%时的(83.41±1.17) mg O_2/(g MLSS·h),而在盐度为2.5%时比耗氧速率降低至(38.62±1.08) mg O_2/(g MLSS·h)。比氨氧化速率、比亚硝酸盐氧化速率、比硝酸盐还原速率和比亚硝酸盐还原速率均随着进水盐度从0%增加到2.5%而逐渐降低。当进水盐度为2.5%时,氨单加氧酶、亚硝酸盐氧化还原酶、硝酸盐还原酶、亚硝酸盐还原酶和脱氢酶的活性与盐度为0%时相比分别降低了41.48%、95.86%、28.57%、27.85%和48.13%,表明盐度增加抑制了微生物酶的活性。     

渤海湾西南部典型站位营养盐限制特性的加富培养实验研究

2010年10月,对渤海湾西南部海域典型站位表层水体进行了模拟现场的营养盐加富培养实验。初始状态下,培养水样中溶解无机氮浓度为20.68μmol/L,磷酸盐浓度0.24μmol/L,硅酸盐浓度4.58μmol/L,叶绿素a浓度为1.05μg/L,浮游植物细胞密度为1 080 cells/L。通过改进实验设计,研究了该水样的营养盐限制类型、水样中浮游植物对不同氮磷比以及不同硝酸盐添加方式的生态响应。实验结果表明,在单一添加营养盐的各组中,添加磷酸盐的1-3组叶绿素a浓度和浮游植物细胞密度的增长状况最显著,1-3组叶绿素a浓度峰值为空白对照组1-1组的2.48倍,达到营养盐全加组1-5组同期浓度的48%,其细胞密度峰值为1-1组的1.66倍,达到1-5组同期密度的72%,该水样为磷限制。在实验条件下,浮游植物的增长在总体上随着氮磷比的降低而增大,最适宜的氮磷比为5-15左右,略低于Redfield比值16。硝酸盐的连续性添加比一次性添加更有利于浮游植物的生长,暗示了低浓度长期持续性氮污染可能会比高浓度冲击性氮污染更有效地刺激浮游植物的增长,从而造成更严重的生态问题,而此时用以往的一次性添加培养实验可能会低估浮游植物的增长潜力。     

基于MapInfo的大沽河地下水库脆弱性评价

在大沽河地区自然地理和水文地质调查的基础上，充分利用Maplnfo建立缓冲区功能来划分评价区域。并以MapInfo强大的地图查询运算能力和目前常用的DRASTIC方法进行了全面的脆弱性评价。研究结果表明：大沽河地下水库大部分地区约60．8％属于脆弱性中等区域，25．0％是属于脆弱性较强区域，另外还有10．1％属于脆弱性较弱区域。总的来讲，大沽河水库库区是相对脆弱的，今后应尽量避免兴建污染性强的项目，减少化肥和农药的大量使用，防止地下水污染的发生和发展。     

内蒙孪井灌区地下水数值模拟及土壤盐渍化分析

系统分析了内蒙孪井灌区的水文地质条件和包气带水文地质特征，概化出该区水文地质概念模型。在典型地段对不同作物进行了大量的野外灌溉入渗试验，确定了灌溉渗漏量；通过抽水试验，确定了该区的水文地质参数；利用长观资料。建立了该区地下水的数值模拟模型并利用该模型预报了现状、规划和下游排水3种条件下地下水的变化趋势。研究表明：该区随灌溉面积的扩大，地下水位上升迅速，灌区下游水位将超过临界埋深，从而引起土壤次生盐渍化。     

Nitrogen and Phosphorus Diffusive Fluxes Across the Sediment-Water Interface in Estuarine and Coastal Tidal Flats

Nitrogen and phosphorus contents are analyzed in the overlying waters and pore waters taken from the Changjiang Estuary and Shanghai coastal tidal flats in this study. In addition, the diffusion fluxes of nitrogen and phosphorus across the sediment-water interface in tidal flats are estimated according to the nutrient concentration gradients at the interface. It has been indicated that the concentrations of ammonium, nitrite, nitrate and dissolved phosphorus in overlying waters range from 0.0082～2.56, 0.03～0.58, 0.69～5.38 and 0.035～0.53 mg/L, respectively, while 0.0025 ～ 1.35 mg/L for NH4+-N, 0. 0055 ～ 0.20mg/L for NO2--N, 0.61～1.14 mg/L for NO3--N and 0.11～0.53mg/L for DP insurface pore waters.The findings have revealed that ammonium, nitrite, nitrate and dissolved phosphorus diffusion fluxes across the sediment-water interface are between -0.024～0.99, -0.39～ -0.0019, -3.09～the source of phosphorus and an important sink for nitrogen in the waters.     

均匀设计在后棘藻培养基中的应用

将均匀设计的方法应用于一种海洋微藻：后棘藻（Ellipsoidion)培养基的优化。设计了硝氮、氨氮、磷酸盐三因素各五个浓度水平的试验，根据均匀设计表设计了10种培养基，检测细胞浓度、脂肪酸含量和产量。结果表明：在硝氮、氨氮浓度均为1．92mmol/L，磷酸盐浓度为0．082mmol/L，细胞浓度达到最大值167．23mg/L。在硝氮浓度为0．84mmol/L，氨氮浓度为3．38mmol/L，磷酸盐浓度为0．07mmol/L时，EPA含量达到最大值7．748％。在硝氮浓度为0．915mmol/L，氨氮浓度为1．92mmol/L，磷酸盐浓度为0．072mmol/L时，EPA产量达到最大值9．999mg/L。     

海马齿浮床对富营养化海湾营养盐削减的模型评价：以东山湾八尺门养殖海域为例

Many coastal seas are severely eutrophic and required to reduce nutrient concentrations to meet a certain water quality standard. We proposed a method for nutrient removal by planting Sesuvium portulacastrum at the water surface using the floating beds in the aquaculture area of the Dongshan Bay as an example, which is an important net-cage culture base in China and where dissolved inorganic nitrogen(DIN) and dissolved inorganic phosphate(DIP) reach 0.75 mg/L and 0.097 mg/L, respectively far exceeding China's Grade IV water quality standards.Numerical simulations were taken using the ecological model, field observations and field plantation experimental results to assess the environmental restoration effects of planting S. portulacastrum at some certain spatial scales. Our field experiments suggested that the herbs can absorb 377 g/m~2 nitrogen and 22.9 g/m~2 phosphorus in eight months with an inserting density of ～60 shoot/m~2. The numerical experiments show that the greater the plantation area is, the more nutrient removal. Plantation in ～12% of the study area could lower nutrients to the required Grade II standards, i.e., 0.2 mg/LDIN≤0.3 mg/L and 0.015 mg/LDIP≤0.03 mg/L.Here the phytoremediation method and results provide helpful references for environmental restoration in other eutrophic seas.     

基于改进模糊综合-指数平滑法的地下水水质评价和预测

地下水水质评价是进行地下水资源开发、管理的基础,地下水水质预测是对未来的地下水水质变化趋势进行预报,可为地下水污染防治提供科学的依据。在模糊综合评价中,分别采用聚类权法、加权平均算子和级别特征值法,对传统方法的权重确定、算子选择和结果向量分析等关键环节进行改进;在指数平滑预测中,根据拟合结果确定指数平滑的类型,采用试算法选取权系数,并应用于大沽河地下水源地水质评价和预测。评价结果表明,改进的模糊综合评价可解决传统方法的不适性问题,可根据级别特征值比较评价等级相等的水质,更具实用性和合理性;预测结果表明,李戈庄采区和仁兆-朴木采区未来十年水质将持续恶化,且通过卡方检验分析2016-2017年预测的误差,验证了预测方法的有效性。     

The effect of submarine groundwater discharge on nutrient and salinity regimes in a coastal lagoon off Perth, Western Australia

Submarine groundwater discharge (SGD) into a coastal lagoon off Perth, Western Australia, contains nitrate and silicate in concentrations two orders of magnitude higher than those of the receiving waters. This discharge delivers enough nitrate to replace that dissolved in the lagoon water mass about every eight days and enough silicate to replace the lagoon silicate in about 48 days. The delivery rate of nitrate nitrogen by SGD is equal to about 48% of that required for observed growth rates of lagoon macrophytes. Surface salinity is lower close to the shore as a result of SGD. During calm conditions a salinity front was observed in the lagoon, with a nearshore pool of nutrient-enriched water floating above the more saline ocean water.     

无机胶体和铁、铜离子对中肋骨条藻生长的影响

选择无机胶体粒子Fe(OH) 3 胶体、伊利石胶体及其与金属铁和铜 ,对中肋骨条藻进行了培养实验。结果表明 :在培养介质中加入Fe(OH) 3 胶体后 ,在低添加量时可通过Fe(OH) 3 胶体提供满足微藻的生长所需的铁 ,从而提高其生长速度。但在较高添加量时 (>0 .5mg/L) ,由于胶体物质的吸附特性 ,微藻的生长受到抑制。Fe(OH) 3 对中肋骨条藻的最佳的添加量在 0 .2 5～ 0 .5 0mg/L之间。中肋骨条藻在加入伊利石胶体液时 ,微藻的生长均产生明显的抑制作用。通过伊利石胶体对培养介质中铁离子和铜离子浓度的调节控制作用 ,可直接影响到中肋骨条藻的生长。     

赤潮发生机理研究──海洋原甲藻的氮营养生理特征

于１９９１年１月－１９９１年１２月，以不同浓度的硝态氮（２０，６０，２００，６００μｍｏｌ／Ｌ）研究对赤潮生物海洋原甲藻的生长和生化组成的影响，及其营养生理特性，结果表明，在氮浓度为２００和６００μｍｏｌ／Ｌ时，表现光合作用强，细胞生长快，指数生长期长，叶绿素含量高，提示了由原甲藻爆发引起的赤潮与海洋富营养化有直接关系，结果还表明，海洋原甲藻可以累积蛋白质和碳水化合物，当外界氮源不能满足生长需要时