水位对复合基质垂直流人工湿地净化效果的影响

为了研究水位变化对垂直流人工湿地净化效果的影响,2个填充复合基质的湿地同步运行。湿地上层均为厚35cm、粒径5~10mm的炉渣;中层为厚度35cm的砾石,粒径分别为10~20(湿地1)和5~10mm(湿地2);底层均铺设厚15cm、粒径50~100mm的粗砾石作为支撑层;湿地表面种植黄花鸢尾。研究期间2个湿地均为连续进水,设置6个运行水位:85、66、51、36、19和2cm。结果表明,2个湿地系统对COD、NH_4~+-N、TN和TP的去除率分别为:50.5%~81.1%、34.1%~84.6%、29.1%~75.7%和49.1%~84.6%。统计分析表明,水位对污水中有机物及氮的去除有显著影响(P0.05),36cm水位时TN去除率最高,湿地1和湿地2分别达到68.8%和75.7%;85cm水位时NO_3~--N去除率最高,湿地1和湿地2分别为95.5%和96.6%;2cm水位时COD和NH_4~+-N的去除率最高,湿地1分别为75.9%和81.1%,湿地2分别达到79.4%和84.6%。以上结果表明,通过改变垂直流人工湿地的水位可以有效地改变污染物的去除效果。湿地2对磷的净化效果显著高于湿地1(P0.05)。     

海水人工湿地系统脱氮效果与基质酶活性的相关性

利用海水人工湿地系统处理海水养殖外排水,分析了人工湿地对不同形态氮的净化效果,探讨了人工湿地表层基质酶活性变化及其对系统脱氮效果的影响。选取互花米草作为人工湿地植物,煤渣、珊瑚石和细砂作为人工湿地基质,实验期间连续进水,系统运行稳定。研究结果表明:海水人工湿地系统对氨氮(NH4-N)、亚硝态氮(NO2-N)、硝态氮(NO3-N)、总氮(TN)和可溶性有机氮(DON)去除效果显著,去除率分别为(99.6±0.7)%、(99.9±0.0)%、(98.2±2.0)%、(92.6±1.5)%和(86.1±4.8)%。人工湿地表层基质下行池脱氢酶、硝酸还原酶和脲酶的酶活性均高于上行池,下行池对污染物的去除效果更好。脱氢酶活性与海水人工湿地系统氨氮的去除有关;硝酸还原酶活性影响着海水人工湿地硝态氮的去除;脲酶活性与人工湿地总氮和硝态氮的去除存在明显相关趋势。下行池硝酸还原酶和脲酶的酶活性间具有显著相关性(r=0.76, P0.05)。人工湿地微生物种类丰富,下行池微生物多样性高于上行池,植物根部微生物多样性最高,提高了系统脱氮的效率。上述研究结果将有助于阐明海水人工湿地系统中不同形态氮的迁移转化机理。     

明湖湿地表层底泥中氮、磷和有机质污染水平及分布

为了研究明湖湿地公园湖区内表层底泥中氮、磷营养盐和有机碳污染水平及分布现状,对明湖湿地5个区域26个采样点的表层(0～10 cm)底泥中总氮(TN)、总磷(TP)和总有机质(TOM)进行了测定、分析,结果表明:表层底泥TN含量介于285～4500 mg/kg间,均值为1779.6 mg/kg,分布趋势为西南(MS)区东南(ME)区东北湖响水河口(HK)湖中心(MC)区西北(MN)区;TOM含量介于17.13～189.30 g/kg间,均值为55.99 g/kg,空间分布与TN相似的格局;TP含量介于261～709 mg/kg间,均值为639 mg/kg,分布与TN、TOM有差异,最大值出现在HK区。TN与TOM二者间呈极显著正相关(r=0.951~*,p0.01),TP与TOM之间关联性不明显(r=0.627)。结合有机指数(OI)和综合污染指数(FF)评价结果知,研究区内表层底泥营养盐已达中度污染水平,其中TN超标率较高,是明湖湿地表层底泥富营养化的主控因子。且湿地南部底泥中氮、磷营养盐及有机质污染属严重级别,污染程度超过最低生态毒性效应级别,存在较高的生态风险。     

菹草和螺蛳对养殖池塘水体及底泥氮、磷等净化效果研究

通过将螺蛳与3个不同覆盖面积的菹草(10%、20%、30%)组合,研究了沉水植物菹草和底栖动物螺蛳构建的净化体系对养殖池塘水体及底泥间隙水氮、磷等污染物的净化效果。结果表明:螺蛳对养殖池塘水体及底泥具有一定的净化效果,菹草和螺蛳协同作用对养殖池塘水体及底泥氮磷等污染物的去除效果优于螺蛳单独作用;不同覆盖面积的菹草和螺蛳组合作用对养殖池塘水体及底泥总氮(TN)、总磷(TP)、化学耗氧量(COD)、铵态氮(NH_4~+-N)、硝态氮(NO_3~--N)、亚硝态氮(NO_2~--N)等的去除效果不同,覆盖面积30%的菹草和螺蛳组合对可大幅降低养殖池塘水体中TN、TP、NH_4~+-N以及NO_2~--N浓度。     

不同碳氮比对辽河口湿地总氮去除的影响

于2010年5月～10月采用现场模拟培养法探讨了辽河口芦苇湿地沉积物中的总氮去除效果,并分析了不同梯度C/N比(5∶1、10∶1、15∶1)对沉积物中总氮去除效果的影响。结果表明:在自然状态下,有植被芦苇湿地总氮去除率比无植被湿地高;当施加C/N因素后可以提高沉积物中总氮去除率,C/N比对裸滩湿地中氮的去除效果比芦苇湿地明显;在有植被芦苇湿地中C/N比为10时总氮去除率最高,而在无植被湿地中C/N比值为15时总氮去除率最高;8月份各实验组中总氮去除率最高。影响辽河口湿地沉积物脱氮效果主要环境因子还有温度、盐度、含水率和pH等。     

竹叶草浮床对采矿塌陷区养殖池塘水质修复效果的研究

通过在采矿塌陷形成的养殖池塘放置覆盖率分别为10%、20%、30%的竹叶草,研究了竹叶草对采矿塌陷养殖水域的水质修复作用。结果表明,放置了竹叶草浮床的池塘中总氮(TN)和总磷(TP)含量显著低于未放置竹叶草的对照组池塘,且浮床覆盖率越大,对水体中TN、TP、氨氮(NH_4~+-N)、亚硝氮(NO_2~--N)、COD净化效果越好。本研究表明,利用竹叶草浮床可有效去除采矿塌陷水体N、P等营养物质,并且竹叶草覆盖率为30%的效果更明显。     

黄河三角洲典型潮汐湿地碳、氮、磷生物地球化学特征

选择位于黄河三角洲的广饶潮汐湿地为研究对象,对比了在不同的植被覆盖和水文条件下潮汐湿地土壤碳、氮、磷元素的垂直分布及生态化学计量学特征。结果表明,在芦苇(Phragmites australis)覆盖下的GRA2区域沉积物总有机碳(TOC)和总氮(TN)含量明显高于碱蓬(Suaeda salsa)覆盖下的GRA1区域。GRA1柱样TOC含量均值为1.798 mg/g,而GRA2柱样则为3.109 mg/g。GRA1柱样的TN含量范围在0.108~0.213 mg/g,均值为0.165 mg/g,而GRA2柱样TN含量范围则为0.307~0.473 mg/g,均值为0.353 mg/g。总体上,总磷(TP)含量的变化水平相对于TOC和TN来说较大,其垂直变异系数较高。而与TOC和TN相反的是,GRA2柱样中TP含量均值为0.298 mg/g,低于GRA1的0.388 mg/g,这可能跟GRA2区域芦苇的生长比碱蓬需要吸收更多的P元素有一定关系。研究区域沉积物C、N、P元素生态化学计量学比值普遍较低。相对较高的C/N值,较低的C/P值和N/P则显示黄河三角洲潮汐湿地的生物地球化学过程可能更多地受营养元素N和P等的限制,而前者可能是主要限制因素。本研究可为滨海湿地对全球碳和氮的储存提供基础数据,为滨海湿地可持续发展的管理和保护提供科学依据。     

基于响应曲面法的垂直流人工湿地脱氮工艺优化

以新型间歇增氧垂直流人工湿地系统为研究对象,采用中心复合设计响应曲面法优化垂直流人工湿地脱氮处理过程中曝气工艺参数并预测其脱氮效能。以曝气量、曝停比、曝停周期为间歇曝气影响因素,分别以人工湿地氨氮去除率和总氮去除率为响应值建立垂直流人工湿地氨氮去除率和总氮去除率的二次回归模型,通过假设检验(F-test),模型均非常显著且具有较好的相关性。间歇增氧垂直流人工湿地脱氮处理中曝气量、曝停比为对氨氮去除影响极显著的曝气参数,通过影响因子主次分析,曝气量、曝停比、曝停周期对氨氮去除率的影响顺序是:曝停比>曝气量>曝停周期;曝停周期为对总氮去除具有极显著影响的曝气参数,通过影响因子主次分析,曝气量、曝停比、曝停周期对TN去除率的影响顺序是:曝停周期>曝气量>曝停比。模型预测氨氮与总氮去除率的最佳曝气参数分别为:曝气量2 m3/h、曝停比0.25、曝停周期12 h、曝气量2 m3/h、曝停比0.25、曝停周期6 h;氨氮、总氮去除率预测值分别为98.4%、83.2%,预测值与实测值吻合。响应曲面法用于优化曝气参数对人工湿地脱氮效能影响具有可行性,可实现间歇增氧人工湿地脱氮效能的准确预测。     

基于氮、磷收支的人工湿地-池塘循环水养殖系统净化效果评价

池塘循环水养殖与人工湿地相组合,是将养殖生产与净化养殖废水并举的新思路,研究该组合系统中氮、磷物质的源-汇作用,对系统工艺参数的设置具有指导意义。本文研究了在复合垂直潜流人工湿地-池塘循环水养殖系统中氮、磷生源要素的流向与收支,并通过氮、磷收支评价人工湿地对池塘尾水净化效果。研究表明:在5个月的试验周期内,饲料投入是该养殖系统氮、磷收入最主要的途径,分别占总收入的65.61%和81.44%,其次是水体中带入的氮、磷。在试验初期,由于养殖生物与湿地植物的生物量较小,因此其对系统的氮、磷收入部分贡献较小。沉积物蓄积是氮、磷最主要的支出途径,占总支出氮、磷的比例为28.60%和42.23%;其次为养殖生物的收获,占总支出氮、磷的26.05%和30.77%;人工湿地植物与基质蓄积的氮、磷占总支出的15.81%和16.11%;通过池塘底泥渗漏损失的氮、磷较少。人工湿地对氨氮、总氮、总磷的去除率分别为33.72%~66.32%、36.35%~72.40%、44.69%~57.32%,且氨氮与总氮的去除率受温度影响显著。研究结果表明:人工湿地对池塘尾水有显著的净化效果,可通过植物收割、基质移除等方式去除系统内未被有效利用的氮、磷,减少池塘内源性氮、磷的蓄积。人工湿地-池塘循环水养殖模式具有良好的生态效益,是一种绿色、可持续的养殖模式。     

盐胁迫对间歇增氧垂直流人工湿地脱氮性能及微生物群落影响

利用新型间歇增氧垂直流人工湿地,揭示了不同进水N H4+-N浓度下盐度提升对湿地脱氮性能及微生物群落的影响.试验结果表明:间歇增氧垂直流人工湿地在盐胁迫下的脱氮性能明显优于传统垂直流人工湿地,高盐(2.0％ 盐度)对TN去除性能影响较大,对COD去除性能影响相对较小.进水NH4+-N浓度为40 mg/L时,当盐度由0％...     

湖泊水、沉积物氮磷的空间分析及其耦合特征研究——以大通湖为例

大通湖是湖南省面积最大的淡水养殖湖泊,冬季作为捕鱼的旺季并且水位较低,水体和表面沉积物中氮、磷容易受到渔业生产的影响。本文从地统计学出发,通过研究冬季大通湖水体和沉积物中有机质(OM)、氮(N)和磷(P)的空间结构特征及其耦合关系,探讨大通湖富营养化程度及其影响因素,为可持续水产养殖和生态修复提供科学依据。结果表明:冬季大通湖水体中总氮(TN)、总磷(TP)浓度较高,平均值分别达到了3.78mg/L和0.29mg/L,为劣Ⅴ类。水体中NH_4~+含量相对较低,平均为0.17mg/L,属于地表水Ⅱ类。与2011年数据比较,沉积物中TP浓度较高,平均升高到了1469mg/kg;而沉积物TN基本持平,平均为1224mg/kg;沉积物TP和水NO_3~-的"块金值/基台值"分别为43.4%和34.5%,表现为中等空间相关性(spatial dependence),其他N、P指标的"块金值/基台值"均低于25%,表现为强烈空间相关性。冬季大通湖沉积物OM、TN和TP在空间上呈现出有规律的带状分布,而水体N、P大体上呈现出"品"字形的斑块分布;水体中的氮磷比平均为13.03,比较适合浮游植物生长;沉积物OM只与沉积物TN和TP呈极显著正相关(P0.01),而积物中TN和TP与水体中的TN和TP相关性不显著。因此,大通湖水体修复在控制外源输入的情况下,还应考虑综合的生态系统工程措施。     

复合潜流-潮汐流人工湿地基质对微污染水体的净化性能研究

为强化组合人工湿地对微污染水体的修复,构建了两级复合潜流-潮汐流组合人工湿地(IVCW-TFCW1)和一个单独运行的潮汐流人工湿地(TFCW2)。连续运行结果表明：在进水中,COD、NH₃-N、TN、TP的平均浓度分别为106.69、9.36、14.36和1.03 mg·L^-1的条件下,IVCW-TFCW1能够有效地净化微污染河水,其对COD、NH₃-N、TN、TP的平均去除率分别为93.79%、98.62%、77.24%、18.16%。其中,IVCW对COD、NH₃-N的去除率达到87.38%和97.29%,二级TFCW1在此基础上进一步净化,使其出水浓度降至6.60和0.13 mg·L^-1,达到了国家地表水环境质量标准(GB3838-2002)Ⅰ类标准。通过对实验结果的比较,发现不同湿地单元对COD、NH₃-N、TN的净化效果均表现为：IVCW-TFCW1>IVCW>TFCW2;对于TP的净化效果：TFCW1>IVCW>IVCW...     

龙门口水库滨岸带硝化作用研究

以龙门口水库滨岸带湿地为研究对象,以农业径流中氮元素为主要的农业面源污染物,2012年7~9月通过设置植被类型和氮浓度不同的3个采样区进行对比试验,对滨岸带土壤中氮含量、硝化细菌数量及其硝化速率进行了研究。结果表明,表层土壤硝化速率和硝化细菌数量水平分布特征为有农田径流且有水草区有农田径流且无水草区无农田径流且无水草区,且均随着土壤深度的增加明显降低。从月份变化来看氨氧化细菌(Ammonia-Oxidizing Bacteria,AOB)的数量分布表现为7月8月9月,与氨氮含量变化趋势基本一致,硝化速率也呈现出夏季大于秋季的特点。对滨岸带土壤硝化作用有显著影响的因子为AOB的数量、氨氮、总氮、总磷含量、含水率和温度,从而进一步证实了氨氧化是硝化作用的限制性步骤。     

苏北海岸带盐沼植物分布与土壤理化性质的关系

以盐城国家珍禽自然保护区盐沼湿地为例,运用典范对应分析法对盐沼植物生物量与土壤理化性质的关系进行了研究.分析结果表明:全氮(TN)、全磷(TP)和有机质(OM)含量的高低与植物的生物量之间关系密切,植物生物量的变化对土壤因子含量具有较大的影响;可溶性盐含量对植物的分布起决定性的作用,但是对不同植物的影响不同,盐度对芦苇...     

浙江近岸海域表层沉积物中氮的存在形态及其含量的分布特征

运用分相浸取法分析了浙江近岸海域60个站位的表层沉积物(0～2 cm)中各形态氮的含量和分布.研究结果表明,表层沉积物中总氮(TN)含量为214.66～861.44 mg/kg,均值为580.52mg/kg,位于浅水区的长江口、杭州湾和浙江沿岸的TN含量低于东部远岸海域;可转化态氮(TTN)含量只占总氮的3.06%～37.24%,有机态和硫化物结合态氮(OSF-N)是沉积物中可转化态氮的主要赋存形态,非转化态氮(NTN)是浙江近岸海域表层沉积物中的优势形态.各站位沉积物中氮在不同提取相中的含量差异较大,与沉积物的陆源输入、沉积物重金属含量、粒径分布及沉积海域的水动力条件等因素有关.     

东海典型港湾表层沉积物中主要生源要素分布及污染状况分析

分别于2016年11月、2018年4月、2016年7月、2014年11月采集了福建东山湾、福宁湾、浙江象山港以及江苏大丰港52个表层沉积物样品,分析了表层沉积物中总有机碳(TOC)、总氮(TN)、总磷(TP)、生物硅(BSi)、有机质(OM)及含水率(MC)的含量。TOC、TN、TP、BSi、OM及MC含量分别为:0.35%～1.52%,0.08%～0.32%,0.020%～0.074%,0.28%～1.89%,1.86%～9.53%,19.55%～52.55%。福宁湾TN和BSi含量较高,东山湾TP含量较高,而象山港TOC含量较高。从元素之间的摩尔比来看,本研究中各港湾沉积物中的TOC均主要来自浮游植物等水生生物,而TOC的分解和再生速率应远高于BSi的溶解速率。根据主要生源要素污染评价标准,东山湾海域污染较严重,TN、TP、TOC均达到Ⅱ级污染标准。福宁湾及象山港TN、TOC均为Ⅱ级污染。而大丰湾海域总体污染较轻,只有TN超过Ⅱ级标准。     

北部湾茅岭江化学需氧量、总氮和总磷的入海通量

基于2014—2020年茅岭江入海口断面径流量及化学需氧量(COD)、总氮(TN)和总磷(TP)数据,通过LOADEST模型优化计算了COD、TN和TP的入海通量。结果表明：(1)LOADEST模型建立的茅岭江COD、TN和TP的入海通量回归方程,模拟计算的入海通量与实测值具有很好的一致性。(2)模拟计算的COD、TN和TP多年平均入海通量分别为34 537 t/a、3 302 t/a和235 t/a,月平均入海通量分别为2 878 t/月、275 t/月和19.58 t/月;雨季COD、TN和TP的入海通量分别占年入海通量的77%、80%和71%;COD、TN和TP的年入海通量中分别有21 059～25 271 t/a、1 775～2 130 t/a和70～84 t/a来自于非点源,COD和TN主要受非点源控制,TP不仅受非点源控制,也受点源控制。(3)对比分析钦江和茅岭江COD、TN和TP的多年平均入海通量可知,钦江COD、TN和TP的多年平均入海通量分别约为茅岭江的1.16、2.15和2.37倍,入海通量不同主要受沿岸居住的人口数量影响。     

循环水养殖系统中好氧反硝化细菌的分离和应用

为了分离好氧反硝化细菌,探究其好氧反硝化过程。利用BTB培养基,从珍珠龙胆(♀Epinephelus fuscoguttatus×♂Epinephelus lanceolatu)循环水养殖系统的生物滤池中筛选出具有硝酸盐去除能力的细菌,并选择脱氮效果良好的菌株进行好氧反硝化反应器的构建,开展反硝化应用研究。本研究共分离出8株具有去除硝酸盐能力的菌株,经反硝化性能测定,都可大幅去除硝酸盐,同时也存在不同程度的氨氮和亚硝酸盐的积累;选择Z1、Z8两株脱氮效果较好的菌株进行好氧反硝化反应器的混合接种试验,结果显示反应器挂膜迅速、高效,接种2周后即达到相对稳定的水处理状态,硝酸盐去除率超过98.8%(约0.827g NO-3-N/(m2·d)),总氮去除率超过71.8%(约0.687g TN/(m2·d)),亚硝酸盐和氨氮的积累不明显,脱氮效果良好。     

红树林人工湿地硝化和反硝化作用研究

以占地近400 m2的红树林人工湿地中试系统为研究对象,阐述了人工湿地表层基质(0～5 cm)中硝化和反硝化作用在不同植物、不同水平距离问的分布变化规律.结果表明,红树林人工湿地可同时进行硝化和反硝化作用.桐花树湿地带的硝化和反硝化作用强度显著高于其它两种红树植物湿地带(P<0.05);硝化作用和反硝化作用强度均是随着水流方向减少(海桑带除外).相关性分析表明,硝化/反硝化作用强度与盐度和电导率呈显著正相关(P<0.05),与有机质、硝化/反硝化茵数量呈不显著正相关(P>0.05).     

北太平洋中低纬度海区水体中营养盐的分布特征

探讨了北太平洋中低纬度海区的总有机磷(TOP)、总有机氮(TON)以及无机溶解营养盐的分布规律.分析结果表明,表层水体中TOP和TON含量占TP和TN的大部分,TOP和TON的平均含量分别占TP和TN的57.5%～94.2%和75.0%～98.4%,高值出现在表层,而低值出现在深层水体中.空间分布上,表层海水中的TOP...