沙基和浮床培养方式种植水芹对人工湿地冬季水质净化能力的对比

针对人工湿地冬季净化能力不足以及不同湿地植物种植方式可能影响其净化效果的湿地构建问题,通过小试实验,研究了沙基法和浮床法种植水芹(Oenanthe javanica(Bl.)DC.)对冬季人工湿地净化富营养水体效果的影响.在整个冬季,4个实验周期中,处理期间总磷(TP)和总氮(TN)去除率表现出显著差异:对照组(CK)、沙基种植组和浮床种植组4个周期对TP的去除率平均值为20.17%±19.23%、59.60%±7.54%和45.44%±29.22%;对TN的去除率平均值依次为:29.83%±19.65%、64.89%±23.01%和60.50%±25.86%.与CK组相比,冬季种植水芹可显著提高湿地对TP和TN的去除率;与浮床种植方式相比,沙基种植方式的TP和TN去除率略有提高.而对于COD的去除率,沙基种植组周期间波动较大(-27.5%~52.92%),浮床种植组组周期间更为平稳(10.83%~40.42%),浮床种植组在全部4个周期的平均去除率(23.13%±14.41%)略高于沙基种植组(19.38%±35.38%).2种种植方式下,水芹均可安全适应冬季温带气候;与沙基种植法相比,浮床种植方式更有利于植物总生物量的增加,特别是根系生物量的增加;相对于浮床种植,传统的沙基种植法能使水芹根系在温带冬季大部分时间内保持较高的活力和泌氧能力.因此,考虑到建设成本,在浅水区域可优选传统的沙基(或底泥)种植方式;在深水区域,使用浮床种植的方式,也能保证耐寒水生植物安全度过冬季和保持较高的净化能力.     

组合型浮床生态系统的构建及其改善湖泊水源地水质的效果

研究开发了一种由水生植物、水生动物及微生物膜构建的组合型浮床生态系统.在野外条件下,考察了该浮床对富营养化湖泊水在静态条件下的净化效果.结果表明,20 d内TN、TP的去除率分别为83.7%和90.7%,透明度也有大幅提高.而且,组合型浮床系统对有机物尤其是难降解有机物的去除能力较强,在25 d内,对r-BHC、HE、DDE、DDD、DDT的去除率分别为25.2%、63.8%、42.1%、71.6%和27.6%,氯苯、阿特拉津的去除率达55.9%和72.1%.水生动物的代谢活动提高了有机物的生物可降解性和氮磷的植物可利用性.该新型浮床可用于水源地水质改善、污水净化生态工程、富营养水体的生态恢复等.     

原位围隔耐寒高羊茅浮床对苏州重污染河道水体的净化

过去采用美人蕉等浮床来净化水质报道较多,而采用原位围隔高羊茅草坪浮床来净化重污染河道水体,目前尚未见有报道.本文研究了不同高羊茅草坪浮床覆盖率对冬季重污染河道水体的净化能力,以期确定其最佳覆盖密度.试验结果表明,高羊茅浮床对富营养化水体中的氮、磷、COD等均具有极强的去除能力,并能有效提高水体透明度.这为冬季重污染河道水体水质改善的示范工程提供了可靠的科学依据.     

微曝气生态浮床净化入湖河口污染河水原位模型实验

针对污染河水黑臭缺氧、NH_4~+-N含量高等问题,研发了一种"漂浮载体悬挂弹性生物膜填料+水生植物并辅以人工微曝气系统"的微曝气生态浮床系统.通过原位模型实验,研究了其在大清河入湖河口对污染河水的净化效果,当水力负荷为1500mm/d时,对TN和NH_4~+-N的平均去除率分别为81.1%、91.3%,对TP的平均去除率为72.7%,对PO_4~(3-)-p的平均去除率为92.5%,对有机物亦有较强的去除能力;处理1m~3水需要的曝气费用约为0.007元.微曝气生态浮床系统整体运行稳定、去除效率高、能耗低,适合流水环境,可直接在污染河道和人湖河口区对污染河水进行自流净化.     

淤泥生态浮床的构建及其对富营养化水体净化效果

利用武汉月湖清淤底泥为主要原料,配以膨胀珍珠岩为轻质材料、灰渣胶凝材料为粘合剂制得淤泥生态浮床,并考察其对富营养化水体的改善效果.研究表明,湖泊淤泥、膨胀珍珠岩、灰渣胶凝材料掺量分别为60%、15%、25%时,浮床模块的密度、抗压强度、抗折强度、吸水率、软化系数达到797.2kg/m3、1.02MPa、0.21MPa、13.2%和85.5%,满足设计需要.在为期32d的净水试验中,淤泥生态浮床对富营养化水体净化效果较好,TN、TP、NH4+-N、PO34-P、CODMn、Chl.a的去除率最高分别可达31.1%、38.6%、37.2%、36.9%、39.7%和48.8%.淤泥生态浮床有效解决了湖泊清淤底泥的处置问题,并且可对富营养化水体取得较好的生态修复效果,适合推广使用.     

3种人工载体净化富营养化水体能力的比较

通过野外模拟实验,对比3种不同理化性状人工载体(立体填料、生物绳和尼龙纱网)净化太湖梅梁湾富营养化水体的能力,并探讨影响人工载体水质净化能力的生物与非生物因素.结果表明:(1)所选择的3种人工载体均能显著降低水体的浊度,其中尼龙纱网处理组中水体浊度下降了94.2％,其单位质量载体净化量最高(36.18NTU/g);(2)与对照组相比,各人工载体处理组中,水体中藻类的生长都受到极显著抑制;(3)3种人工载体对水体中TN、TP的去除效果差异极显著,其对TN累积去除率分别为25.55％、10.21％、51.54％,对TP累积去除率分别为38.93％、38.33％、62.98％;(4)载体理化性状、附着藻类与细菌的生物量和活性、挂载量以及载体上溶解态营养盐的释放是影响人工载体水质净化能力的重要因素.综上,尼龙纱网因具备单位质量附着生物的生物量与活性高、自身滞留溶解态营养盐少以及质量轻且价格经济等优势成为净化富营养化水体较为理想的人工载体.     

水生蔬菜对富营养化水体净化及资源化利用

通过采用水生蔬菜水芹和豆瓣菜作为生态浮床栽培材料,对其净化富营养化水体的效果及其处理后的品质等方面进行研究.结果表明,水生蔬菜不仅能在富营养化水体中正常生长,还对富营养化水体有较强净化能力,且净化能力随着处理时间的延长而提高.处理20d,水芹对富营养化水体中的TN、NH_4~+-N、TP、COD_(Mn)、Chl.a的去除率分别达到76.86%、69.39%、90.45%、95.03%和89.81%;豆瓣菜对富营养化水体中的TN、NH_4~+-N、TP、COD_(Mn)、Chl.a的去除率分别达到78.27%、67.95%、89.98%、95.38%和91.28%.水芹和豆瓣菜不仅能显著改善富营养化水体的水质,且没有产生硝酸盐及重金属富集,符合食用标准;还能产生一定的经济效益.     

利用不同物候期水生植物配置提高浮床人工湿地的除氮效果

为验证利用不同物候期水生植物配置提高碳氮比失衡湿地脱氮能力的可行性,设计了向水芹菜(Oenanthe javanica)浮床人工湿地系统中添加轮叶黑藻(Hydrilla verticillata)的实验,研究了在秋、冬季低温条件下,暖季型植物分解释碳对系统氮去除效果的影响.结果表明,添加轮叶黑藻显著提高了系统水体碳氮比,促进反硝化作用,提高总氮和硝态氮的去除率.在4个周期中,与对照组相比,物候期组合型浮床人工湿地系统的总氮去除率分别提升23.03%、10.90%、18.55%和22.93%,硝态氮去除率分别提升38.28%、20.74%、17.87%和17.06%.由此可见,利用暖季型和冷季型植物配置提高碳氮比失衡湿地氮去除率是可行的.     

生态型水源水体生态净化及其影响因素

水库水体污染控制及富营养化防治是保障城市原水供应安全的重要环节.本研究针对金泽水源水库太浦河来水氮、磷浓度较高的特点,自行设计建设了5个面积均为240 m~2的生态净化模拟试验池(A、B、C、D和对照)开展模拟试验,研究了不同水库形态、水生植物种植面积比例及种植方式对水体氮、磷污染物去除的影响.结果表明,通过模拟试验池的生态净化,原水中铵态氮(NH_4~+-N)、总磷(TP)和总氮(TN)的平均去除率分别为50.36%、53.73%和22.25%,C池TN和NH_4~+-N去除率最高分别达到了24.97%和54.61%,D池TP去除率最高,达到62.16%,水体溶解氧(DO)平均浓度提高了1.11 mg/L,平均透明度提高了27.6 cm,均显著高于对照池.水库形态结构、水生植物面积比例及种植方式对水体氮、磷污染物净化效果影响明显,增大水库浅水区面积能有效提高对水体氮、磷污染物的去除能力,增加水生植物种植面积能有效提高水体氮污染物去除和DO、透明度的提升能力,采用浮床种植方式能有效提高水体磷污染物去除和透明度提升能力.本研究结果能为金泽水源水库及其他类似水库的设计和建设提供科学依据.     

云南抚仙湖窑泥沟复合湿地的除氮效果

为了延缓抚仙湖局部湖湾水体富营养化趋势,在北岸建设了净化面积1hm2.的复合人工湿地.综合利用生物氧化塘、水平潜流湿地和表面流湿地治理技术,对入湖河道窑泥沟污水中氮的去除效果进行了试验研究.试验结果表明,湿地系统的除氮效果十分明显,水力负荷年平均为437mm／d,氮负荷年平均为3.315 g／(m2·d),湿地系统氮滞留量年平均为1.91g／(m2·d).其中,通过植物吸收同化作用除氮量为0.142g／(m2·d),占总氮滞留量的7.5％左右.湿地系统对污水中硝酸盐及亚硝酸盐氮(NOX-)、氨氮(NH4+)、有机氮(TON)和总氮(TN)的去除率年平均分别为62.7％、53.8％、62.4％和57.5％.在湿地系统各功能区中,表面流人工湿地除氮效果最佳,氮去除率年平均为39.4％,硝化和反硝化作用均较强;生物净化塘除氮效果次之,氮去除率年平均为18.5％;潜流人工湿地氮去除率年平均为10.6％;沉淀池中氮去除率年平均只有3.6％.     

密云水库东西库区的水质与浮游藻类分析

湖泊生态工程因其净化效果好、投资小、运行简单等优点,近十多年来在我国受到了广泛关注,并得到了越来越多的应用.本文介绍了云南洱海污染治理的工程技术之一--桃溪河口净化工程的设计思路.该工程基于暴雨径流输送污染物的特征,将水力工程、土石工程与生物工程有效结合,通过在桃溪河口建立溢流堰,将桃溪正常来水导截入由桃溪河口9个废弃鱼塘改造而成的净化池进行净化.工程运行的水质监测表明,该工程已发挥一定的净化效果,对TN的去除率达55.2%-86.9%,其中对NO3-N和NH4 -N的去除率都较高,对P的去除率达76.4%-88.2%,对悬浮物的去除率达29.4%-49.5%.     

Nitrate removal processes in the riverbed during a single-peak flood event

The effect of the interplay between unsteady flow and bedform in a flood event on nitrogen cycling in the hyporheic zone (HZ) remains poorly understood. In this study, a reactive transport groundwater model with different flood hydrographs was proposed to investigate the effect of modified hyporheic flow on nitrate dynamics in the HZ, including nitrate source-sink function, response to the single-peak flood event and removal efficiency. The results demonstrate that there exists an optimal range of river channel gradients that could enhance the biogeochemical reactions (respiration, nitrification and denitrification) in a flood event. The HZ acts as a nitrate sink especially after the flood event, and its source-sink function is independent of the unsteady discharge/stage conditions. The nitrate in the HZ has a hysteretic response to peak stage/discharge, and its removal efficiency is decreased by up to 70% compared to steady flow conditions. These findings not only provide a better understanding of nitrogen dynamics under the effect of unsteady channel flow, but also can be applied for river restoration to efficiently remove nitrate in the HZ by modifying river channel gradients.     

Influence of pit removal methods on river network position

Digital elevation models often contain depressions that result in areas described as having no drainage, referred to as sinks or pits. These depressions disrupt the drainage surface, which disrupt routing of flow over the surface. Most of the attributes that can be extracted from a digital elevation model rely on flow‐routing algorithms to calculate the upslope contributing area. There is little information on the influence of the various algorithms on the position and on the connectivity of the extracted networks. The aim of this study was to assess the effects of pit removal methods, data sources and flow‐routing algorithms on the position of river networks. The results show that all factors and methods have an impact on the position of the extracted networks. The pit removal method combining filling and carving extracted river networks closer to the reference, as well the elevation models with higher resolution. Single‐flow direction methods provided more accurate positioning of river network, in this test area where the drainage is generally well defined. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.     

2007年以来太湖总磷污染负荷质量平衡计算与分析

磷是太湖富营养化的关键性指标,为了解太湖总磷内、外源变化趋势及特征,从总磷污染负荷动态平衡角度分析太湖总磷主要来源与总磷浓度高位波动的原因,本研究基于2007年以来长时序水量水质监测资料和调查数据,开展了太湖进出各途径的总磷负荷质量平衡估算及分析。结果表明,2007—2020年入湖河道输入总磷负荷为1835～2799 t,占太湖总磷负荷的55%～73%,是外源输入最主要的途径;大气干湿沉降输入353～1380 t,占太湖总磷负荷量的12%～38%,是太湖总磷外源输入的第二大途径;太湖水体中总磷负荷量约占8%～15%。出湖河道输出总磷负荷量为516～906 t,占太湖总磷负荷量的13%～30%;水生动植物捕捞总磷负荷量为115～312 t,占太湖总磷负荷量的4%～12%,水厂输出占2%～3%左右;约41%～74%的总磷负荷量滞留于太湖湖体中,成为影响太湖总磷浓度的重要内源。同时,太湖地区气温升高、太湖水体流动速度加快一定程度上又加速了内源污染释放,使其成为总磷改善的限制性因素。     

泄洪对典型有机污染物迁移转化行为的影响——以丹江口水库为例

随着高坝水库的建设,大坝泄洪雾化对生态环境的影响已得到较多研究,而泄洪雾化对污染物迁移转化行为的影响尚未引起关注.本研究于2019年对丹江口大坝泄洪期间坝前和坝下多个断面进行了采样调查,分析了水体中16种多环芳烃(PAHs)和6种邻苯二甲酸酯(PAEs)的浓度.发现泄洪后坝下水体中检测出的8种PAHs和5种PAEs浓度...     

The flocculation of dissolved Fe,Mn, Al,Cu, Ni,Co and Cd during estuarine mixing

A laboratory experiment was carried out in which the flocculation products, formed from the mixing of filtered (0.4 μm) river water and seawater, were analysed. This study established that Fe, Mn, Al, Cu, Ni, Cd and Co have resolvable and well-defined estuarine chemistries. Copper, Ni, Mn and Co have salinity dependences of removal which are similar to those of dissolved Fe and humic acids. The amount of removal of the above trace metals increases between 0 and 15–18‰, after which little additional removal occurs. The extents of removal from river water are very different: Fe, 95%; Al, 20%; Cu, Ni, 40%; Co, 10%; Cd, 5% and Mn, 25–45%. The basic removal mechanism appears to be the estuarine flocculation of trace metals which exist, in part, in river water as colloids in association with colloidal humic acids and hydrous iron oxides. A qualitative model, based on this mechanism, supports the observations of this flocculation study.The results of this study give the most complete and consistent set of data presently available, from which to postulate the most important processes controlling the estuarine chemistry of trace metals. The generality of their behaviours still needs to be determined by future investigations.