博斯腾湖西岸表面流人工湿地对水体中重金属离子的去除效果

2019年4~10月,以博斯腾湖西岸表面流人工湿地为研究对象,测定该人工湿地的进水口、出水口采样点水体中的重金属离子含量,利用进水口和出水口水体中Mn、Fe、Cu、Zn、Cd、Ni、As和Cd离子含量,计算人工湿地对这些水体中重金属离子的去除率。研究结果表明,博斯腾湖西岸表面流人工湿地对水体中Fe离子、Mn离子、Cu离子、Zn离子、Ni离子、Cr离子、As离子和Cd离子的去除率分别为84.63%、57.24%、52.82%、47.44%、44.74%、42.42%、41.94%和33.33%;夏季人工湿地对水体中重金属离子的去除率大于春季和秋季。     

北京市杨镇一中人工湿地设计及污水处理效果

针对北京市农村地区居民居住相对分散、生活污水集中处理难度大的状况,在北京市杨镇一中,建立了经济且简便易行的用于处理污水的人工湿地。该人工湿地由地埋式一体化预处理、多级复合式人工湿地系统、景观湿地系统三部分组成。通过单元实验,对人工湿地的填料结构、植物选择、布水设计、水位调节、湿地防堵系统设计、预处理系统设计进行了创新,研究了1d、2d和3d水力停留时间对污水中有机物处理效应的影响,并开展了人工湿地基质堵塞实验、冬季保温措施研究以及人工湿地脱氮除磷效果研究。结果表明,比较而言,1d和3d的水力停留时间不利于有机物的去除,2d的水力停留时间有利于有机物的去除;人工湿地0～10m的水平距离内,0～5cm、30～35cm、60～65cm深度的基质的堵塞差异显著(n=10,p<0.05),从水平上看,在0m、2m、4m处基质的堵塞最为明显,因此,在更换人工湿地基质时,只需更换0～4m内的基质;棚膜+蒲席覆盖系统去除污水中总氮的效果要优于结冰盖系统,更适宜于北方使用;预处理系统、人工湿地系统、景观湿地系统三部分共同处理污水,优势互补,能使处理后的出水符合北京市水污染排放标准一级B限值。     

东北屯人工湿地污水处理系统的设计与应用

从人工湿地规划设计的角度出发,依据地表水环境质量标准,以现有废弃渠道、坑塘为基础,通过开挖回填、调坡整治、基础压实等措施,建立了衡水市故城县郑口镇东北屯人工湿地污水处理系统。该系统包括前池、沉淀池、垂直流湿地、生态塘湿地、表面流湿地和蓄水池。探讨了人工湿地渗滤处理系统的主要设计参数;采用Freundlich公式、Kikuth公式和有关经验公式,分析了渗滤系统对污水生化需氧量、总氮、总磷的处理效果;研究了处理系统中垂直流、生态塘渗流和表面流的污染物去除率;针对水质、水量和环境温度3个主要因素进行了敏感性分析,给出了渗滤系统敏感性分析结果,并与湿地去污实验结果进行了比较,变化趋势基本一致。研究结果表明:①人工湿地规划设计应进行敏感性分析,以便更好地制定系统的控制运行预案;②湿地出水口高度应能够调节,以便控制湿地床体的"饱和"状态,充分发挥湿地渗滤、微生物的作用;③北方人工湿地的去污效果,受季节性影响较大,应采取塑料大棚或秸秆覆盖进行保温,在冬季,塑料大棚能够使湿地温度维持在13.3℃以上,日照时间基本不减少,湿地植物可正常生长;④当进水的生化需氧量浓度超过75mg/L时,应减小进水负荷,控制污染物总量在湿地高效处理范围内;⑤当日污水处理量超过3000m3/d时,应提高集污渠、前池、沉淀池的临时蓄存水位。     

Effect of Different Factors on Nitrogen Removal Rate in Constructed Wetlands

Factors affecting total nitrogen (TN) removal rates in constructed wetland were investigated by intermittent operation in the subsurface flow (SSF) constructed wetland system.The results demonstrated that removal rates of TN increased with the rising of TN pollution load (1.40-12.40 g/m2) when the retention time was determined by 60% TN Phragmites australis-soil-slag system.TN removal rates were affected by total phosphorus load in case of higher TN load.TN removal rates in SSF Phragmites australis wetlands were greater than that in SSF Calamagrostis angnstifolia wetlands at the same experimental cycle.Effect of wetland substrates on TN removal rates varied with the pollutants loading in SSF constructed wetland system,plant species and plant-growing period.     

不同气水比对两种人工湿地除污效果的影响

为比较不同气水比下各类型人工湿地的除污效果,选取火山石、炉渣和牡蛎壳作为人工湿地构建基质,研究两种人工湿地(表面流和潜流人工湿地)在不同气水比(0,2,4,6,8)下对污水的净化效果。结果表明:潜流型人工湿地对COD、NH_4~+-N及TP的去除率均高于表面流人工湿地;尤其是在COD的去除过程中,当气水比≥4时,潜流式湿地对污染物的去除效果显著高于表面流人工湿地。此外,适当曝气可显著提高人工湿地对COD、NH_4~+-N及TP的去除率,气水比为4时,表面流和潜流人工湿地对COD及TP的去除率显著高于气水比为0和2时的去除率。对NH_4~+-N而言,表面流和潜流人工湿地分别在气水比为8和6时达到最大去除率。气水比和人工湿地类型的交互作用对污染物的去除率影响不显著,在实际工程中可以忽略组合效应,致力于确定湿地类型及气水比各自对湿地除污效果的最优条件。     

稳定氮同位素示踪技术在湿地脱氮研究中的应用进展

稳定同位素示踪技术广泛应用于现代环境科学研究中。其中,15^N作为氮循环过程唯一适用的示踪剂,在有关氮循环引发的环境污染问题的研究中发挥了极其重要的作用。湿地脱氮是湿地水质净化功能的重要体现,此过程有助于有效地减少受纳水体的外源氮负荷。在概述稳定氮同位素示踪原理和湿地脱氮过程的基础上,从湿地脱氮驱动机制、关键限制因素分析、脱氮定量研究3方面阐述15^N示踪技术在湿地脱氮研究中的应用,并展望了该技术在湿地脱氮研究中的应用前景。     

雨水净化湿地的设计初探——以天目湖旅游度假区沙河湿地设计为例

雨水净化湿地属于人造湿地系统,其设计的目的是最大限度地去掉雨水径流中的污染物质。天目湖旅游度假区沙河水库上游存在多种水体污染来源,这些污染物质可通过雨水径流进入库区。沙河水库作为饮用水源保护地,有必要在上游湖泊滩地内建造雨水湿地,保护库区的水质。通过分析雨水湿地的设计因素及标准,提出适合基地条件的雨水湿地类型及其设计方法。     

人工湿地脱氮除磷的效果与机理研究进展

人工湿地作为一种低耗高效的污水处理系统正在被广泛应用于各种类型的污水处理,不仅对有机污染物有较强的降解能力,而且对传统的二级处理难以去除的氮磷也有较好的去除效果。人工湿地污水处理系统是一个复合生态工程系统,其对污染的去除机理是一个错综复杂的过程,基质、水生植物和微生物共同发挥着重要作用。综述了人工湿地脱氮除磷的效果与机理,讨论了基质、水生植物、微生物及其他外界因素对系统处理效果的影响及氮磷去除的预测模型,提出了当前人工湿地研究中存在的问题和提高人工湿地脱氮除磷能力的对策。     

长江口滨岸湿地无机氮界面交换通量量算

基于3年长江口滨岸湿地沉积物－水界面无机氮季节性交换通量连续实测数据,建立无机氮界面交换通量空间插值模型与量算模型,对无机氮界面交换通量季节性空间分布特征、滨岸湿地不同岸段无机氮季节性界面交换总通量量算等研究。结果表明：修正GIDS插值模型在无机氮界面交换通量空间插值预测过程中精度明显优于IDS方法,而略优于普通Kriging方法;长江口滨岸湿地沉积物－水界面无机氮交换通量空间分布在不同季节表现出复杂的空间分异特征;利用修正GIDS插值模型对长江口滨岸湿地无机氮交换通量进行空间插值过程中,为提高通量量算模型精度,应采用1.2'×1.2'的空间尺度为最佳;长江口滨岸湿地无机氮界面交换总通量量算表明,长江口滨岸湿地在春季向水体释放无机氮,是水体无机氮的释放源,释放量为1.33×10⁴ t,夏季、秋季和冬季表现为净化水体中无机氮,是水体无机氮的吸收汇,分别净化无机氮量为4.36×10⁴ t、6.81×10⁴ t和2.24×10⁴ t,全年总体表现为净化水体中无机氮,净化量为12.1×10⁴ t;长江口多年水体中无机氮通量多项式拟合分析得出,2002~2004年3年长江口水体中无机氮通量平均值为52.6×10⁴ t,滨岸湿地对长江口水体中无机氮的年均净化率达23.0%。     

7种水生植物对富营养化水体中氮磷去除效果的比较研究

通过室外盆栽试验研究了7种水生植物对富营养化水体中氮磷的去除能力.试验结果表明:所选7种水生植物在富营养化水体中生长良好并表现出较好的氮磷去除效果.在SRP、TP进水浓度分别为0.5~1.25 mg/L和0.6~1.3 mg/L时,各种植物SRP和TP去除率随进水浓度变化趋势保持一致且SRP去除率高于TP去除率.7种植物中,千屈菜(Lythrumsali-cariaLinn)的磷去除性能最好,与无植物空白相比,其SRP和TP平均去除率分别提高12.15%和14.36%;芦苇(Phragmites communis)最差,仅使SRP和TP平均去除率提高8.61%和6.73%.7种植物TN去除性能差异显著,与无植物空白相比,水葱(Scirpus vali-dusVahl)、香蒲(Typha angustifoliaLinn)、芦苇、美人蕉(Canna generalis)、石菖蒲(AcorustatarinowiiSchott)、黄花鸢尾(Iris wilsoniiWright)和千屈菜分别使TN平均去除率提高18.19%、17.84%、16.0%、14.85%、12.6%、7.93%和7.56%.植物氮磷去除能力和实际生长情况表明,水葱、香蒲和芦苇可作为有效去除氮磷的北方人工湿地备选植物.     

3种人工湿地基质吸附污水中氨氮的性能与基质筛选研究

通过等温热力学吸附实验,比较人工湿地的基质高钙废渣、改性赤泥和火山石对污水中氨氮的去除效果。结果表明,3种基质的氨氮吸附过程都可以用Langmuir吸附等温方程进行拟合;高钙废渣、改性赤泥和火山石对氨氮的最大吸附量分别为26.27mg/g、6.15mg/g和0.98mg/g;经高钙废渣处理的污水,出水最清澈;高钙废渣对氨氮的吸附效果最好。用吸附效果最好的高钙废渣进行了模拟人工湿地吸附氨氮的基质柱实验,以高钙废渣为基质的模拟人工湿地对生活污水中氨氮的去除率为20%～42%。     

浙江省重要湿地生态状况评价

以浙江省80个重要湿地为研究对象,综合考虑景观、生物多样性及社会发展等多种因素,构建湿地生态状况评价指标体系。采用层次分析法(AHP)和德尔菲法,对13个评价指标进行分级和赋值,计算每处重要湿地生态状况的综合得分,定量表征湿地的生态状况。结果表明:浙江省生态状况评级为“好”的湿地有20个,评级为“中”的湿地有36个,评级为“差”的湿地有24个,分别占浙江省重要湿地总数的25%、45%和30%。浙江省重要湿地生态状况总体良好,但部分湿地存在水质污染、富营养化和外来物种入侵等问题。     

南京城市湖泊湿地的水质动态及其评价

选取南京市玄武湖、莫愁湖、内秦淮河湿地为对象,通过定点、定时采样和水质分析等方法,对城市湖泊湿地水质的季节动态、水质影响因素及其富营养化评价等进行了研究。结果表明,TN、TP、BOD和COD是反映城市湖泊水体污染度的重要指标,TP含量过高是造成城市河湖湿地水体富营养化的主要原因。水体污染程度随季节动态表现为:夏季>春季>秋季>冬季。相对封闭的莫愁湖湿地水质的季节变化较小,但水质较差,各个季节均表现出重富营养化—严重富营养化状态;受工业或生活污水影响较大的内秦淮河湿地,水体受污染严重,全年均属严重富营养—异常富营养化;玄武湖湿地的水体,在春季和秋季均已达到富营养化水平,夏季相对较好,TN、TP为富营养化水平,其余指标为中—富营养水平。     

Cutting of Phragmites australis as a lake restoration technique: Productivity calculation and nutrient removal in Wuliangsuhai Lake, northern China

Reed is one of the most frequent and dominant species in wetlands all over the world, with common reed (Phragmites australis (Cav.) Trin. ex Steud.) as the most widely distributed species. In many wetlands, P. australis plays a highly ambivalent role. On the one hand, in many wetlands it purifies wastewater, provides habitat for numerous species, and is a potentially valuable raw material, while on the other hand it is an invasive species which expands aggressively, prevents fishing, blocks ditches and waterways, and builds monospecies stands. This paper uses the eutrophic reed-swamp of Wuliangsuhai Lake in Inner Mongolia, northern China, as a case to present the multiple benefits of regular reed cutting. The reed area and aboveground biomass production are calculated based on field data. Combined with data about water and reed nutrient content, the impact of reed cutting on the lake nutrient budget (N and P) is investigated. Currently, at this lake around 100,000 tons of reed are harvested in winter annually, removing 16% and 8% of the total nitrogen and phosphorus influx, respectively. Harvesting all available winter reed could increase the nutrient removal rates to 48% and 24%, respectively. We also consider the effects of summer harvesting, in which reed biomass removal could overcompensate for the nutrient influx but could potentially reduce reed regrowth.     

钢渣在人工湿地净化污水中的应用

将钢渣作为基质应用到人工湿地中,可以提高人工湿地对污水中污染物的去除效率.钢渣可以分为碱性氧气炉钢渣、电弧炉钢渣、高炉钢渣和改性钢渣.以碱性氧气炉钢渣、电弧炉钢渣和高炉钢渣作为基质的人工湿地对污水中总磷的去除率都较高,对模拟污水中总磷的去除率大于对实际污水中总磷的去除率,以高炉钢渣作为基质的人工湿地对污水中总氮的去除率...     

The Design of Treatment Wetlands in the United Kingdom: Successes, Failures, and Alternative Approaches

Constructed wetland was first introduced into the United Kingdom in the middle of 1980s,following a visit by a group of scientist to Western Germany.In the past 2 decades,the applications of constructed wetlands in this country have expanded substantially,due to the demand for green technologies and rising cost of fossil fuel energies.This paper reported a statistical investigation of the performances of 78 horizontal flow wetlands,representatives of such system in the United Kingdom.Alternative design equations,based on organic matter removal efficiency,have been developed from Monod kinetics,and the accuracy and reliability of current and alternative design approaches have been examined.     

内陆湿地保护的水环境控制模式研究

水是湿地生态的基本因子，对湿地的形成、演化、保护及发挥其功能具有决定性的控制作用，保护湿地的重要措施之一是保护湿地的水环境。根据水对湿地的决定性作用，在湿地水量均衡和水质均衡模型的基础上，提出湿地保护的水环境控制模式及措施。内陆湿地必须通过补水并适当排水才能控制湿地的水质、水量，达到保护湿地的目的。以吉林省查干湖湿地为例应用所建立的数学模型进行分析计算，确定该湿地保护所需的补水量及排水量、出流系数及水体更新周期。     

提高生态浮床系统脱氮除磷效率研究进展

生态浮床系统处理技术因具有投资少、易操作、无二次污染兼具良好景观性等优点而被广泛应用于各种类型污染水体的治理。生态浮床系统是一个复合生态工程系统,其对污染的去除机理是一个错综复杂的过程,填料、水生植物、水生动物和微生物共同发挥着重要作用。主要概述生态浮床系统的发展状况、脱氮除磷机理、限制因素及存在问题;重点概述以细菌固定化技术和曝气等方式的外在法和以改进生态浮床系统构造形式、筛选优势浮床植物等方式的内在法,来提高生态浮床系统脱氮除磷效率;展望了生态浮床污水处理系统未来的研究与应用前景。     

1999～2007年天津湿地景观格局及水鸟生境变化

天津市湿地是亚洲东部候鸟南北迁徙的重要驿站,有大量属国家一、二级保护的鸟类。近几十年来,受人类活动和自然因素变化影响,天津市湿地景观结构发生巨大变化,对湿地鸟类栖息地环境和鸟类迁徙、繁殖产生了不利影响。在遥感和地理信息系统技术的支持下,以天津市1999年、2003年和2007年3期TM影像为数据源,采用目视解译分类方法,并结合其他非遥感以及高清晰影像作为辅助资料,获得了天津市湿地基本信息;在此基础上,将天津市湿地分成2大类12小类;利用ArcMap软件,分析了3个时期湿地面积的变化;利用Frag-stats3.0软件和Excel软件,得到天津市湿地景观格局的动态变化。研究结果表明,天津市湿地总面积从1999年的312088.73hm2增加到2007年的328133.61hm2,面积增加了4.89%;湿地面积增加的主要原因是人工湿地盐田面积大幅增加,人工湿地8年间共增加了24043hm2,其中,盐田面积增加了25699.57hm2,但天然湿地面积减少了7.38%。天津市湿地景观的破碎化程度在一直加剧,斑块类型更加多样化,湿地景观中没有明显的优势类型,且各斑块类型在景观中均匀分布。湿地类型转化的基本规律表现为天然湿地向人工湿地、人工湿地向农林用地、农用地向建设用地转换,人类的开发活动已经转向一些人为干扰较少的潮间带、滩涂区以及河流河口水域、浅海水域、湖泊和沼泽等地区。将各种驱动因素加以组合,归纳为2大类和20个变量指标,建立湿地景观变化驱动因素指标体系。分析表明,人口和经济因素对湿地景观格局变化有显著影响。随着经济发展水平的提高,天津市产业结构并未得到改善,尤其是第二产业仍然占较大比重;城市人口急剧增长,快速城市化导致的城市实体扩张占用大量农田和湿地;在农业因子中,粮食产量的提高与通过占用湿地来扩大种植面积有直接关系。1999～2007年间,天津湿地水鸟生境发生了明显变化,深积水区面积和斑块数量逐年增加;无隐蔽物的湿地面积和人工建筑物的面积大幅增加,重干扰区的面积增加;水鸟的水生动物性食物增多,谷物草籽等植物性食物减少。人类活动已对天津湿地水鸟生存环境构成严重威胁。总体上,天津湿地水鸟生境质量在下降。     

温州三垟湿地底泥氮、磷含量及其对水质的影响

为探讨温州三垟湿地底泥中氮、磷营养盐含量及其对水质的影响,测定了三垟湿地水体、底泥中的氮、磷含量。结果表明,三垟湿地底泥中富含氮、磷等营养盐,当氧化还原环境发生变化时,底泥可成为水体的主要污染源;底泥中的全氮、全磷若有1％释放,则会使水体中的总氮增加0．63—3．10mg／L,总磷增加0．94—4．70mg／L;若一次释放,则会使水体中的总氮增加62．50～310．00mg／L,总磷增加94．13～470．00mg/L;因此在当前情况下,即便切断外源污染,三垟湿地水体仍将长期处于富营养化状态。