旁路多级人工湿地对巢湖流域南淝河水的净化效果

为了削减南淝河输入巢湖的污染物,建成南淝河旁路多级人工湿地水质净化示范工程,包括预处理系统、垂直潜流湿地系统和水平潜流湿地系统3个工艺单元.2014年3月至2015年2月对人工湿地各净化单元出水进行周年监测,分析各净化单元对污染物的去除效果,并探讨季节变化对去除效果的影响.结果显示,旁路多级人工湿地体现较高的去除效果.对高锰酸盐指数(COD_(Mn))、总氮(TN)、铵态氮(NH_4~+-N)和总磷(TP)的总去除率分别为70.9%、43.7%、43.5%和76.6%.COD_(Mn)和TP的平均出水浓度均优于《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)中的Ⅳ类水标准,而NH_4~+-N的平均出水浓度优于《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)一级A类标准.各净化单元对污染物的去除差异显著,COD_(Mn)的去除主要发生在预处理单元,其对COD_(Mn)削减的净化率为65.1%;TN、NH_4~+-N和TP的去除主要发生在垂直潜流湿地单元,其对TN、NH_4~+-N和TP削减的净化率分别为23.2%、27.1%和51.1%.不同季节,旁路多级人工湿地对污染物去除具有一定差异,对COD_(Mn)和TP的去除率均表现为夏季秋季春季冬季,对TN的去除率表现为秋季春季夏季冬季,对NH_4~+-N的去除率表现为秋季夏季春季冬季.最后,建议通过增加碳源和增大水力停留时间来进一步优化该工艺,以有效提高脱氮效果.     

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.     

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.     

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.     

三峡水库典型支流上游区和回水区营养状态分析

2006年3、5、8月,对三峡水库成库后5条支流的上游区和回水区水质参数及营养因子分布进行了初步研究.研究结果表明,支流高锰酸盐指数范围在1.00-2.50mg/L、COD范围为6.00-26.5mg/L,上游区与回水区有机物含量差异不大,支流目前未受到有机物污染影响.NH_4~+-N范围为0.039-0.367mg/L,各支流含量均为丰水期最大.TN范围在0.58-1.67mg/L,TP范围在0.005-0.133mg/L,支流回水区TN和TP含量均远高于水体发生富营养化的最低限制值,水体存在发生富营养化的风险.大多支流N/P比值处于适宜藻类生长范围.Chl.a浓度范围为0.94-28.9mg/m~3,各支流回水区Chl.a浓度均为5月最大河流回水区Chl.a浓度高于上游区,上游区、回水区Chl.a含量有显著差异.选用修正的Carlson营养状态指数(Trophic State Index)TSI_M法,评价了支流水体营养状态,TSI_M指数范围在36.0-64.2,上游区除龙河、澎溪河5月达到富营养水平外,其余支流均为贫-中营养水平.回水区各支流均达到中-富营养水平.支流回水区营养状态指数均高于上游区,但各支流增加幅度不同.支流回水区水体营养状态明显受三峡水库蓄水水体流速减缓的影响.Chl.a与COD(n=15,P0.01)呈极显著正相关,与其它营养因子无明显相关关系.三峡水库完工后,支流回水区水体流速减缓,富营养化趋势可能加重.     

伊乐藻,轮叶黑藻净化养鱼污水效果试验

在实验室条件下.对伊乐藻及轮叶黑藻净化养鱼污水的能力进行了比较研究。结果表明:(1)伊乐藻和轮叶黑藻对养鱼污水中的N、P等物质有较好的净化效果。在96h内,它们对TN、TP、PO_4~(3-)-P、NH_4~+-N、NO_3~--N、COD_(Mn)的平均净化率分别为:60.7％,53.6％.74.4％.59.7％,75.1％,63.2％;61.8％,54.2％.85.3％,81.8％,31.4％,33.5％。(2)水生植物在净化过程中,其效率受温度、光照、及水体中营养盐浓度等外界条件的制约。(3)微生物在水生植物净化养鱼污水的过程中起着重要的作用。     

基于洱海水生态特征的流域最大日负荷总量控制

基于洱海水生态历史数据及现状资料,采用概率密度分布曲线法及水生生物基准相结合的方式计算洱海总氮(TN)、总磷(TP)、高锰酸盐指数(COD_(Mn))和氨氮(NH_3-N)的控制目标,目标值分别为0.36、0.026、4和0.28 mg/L.再根据该水质目标,得到洱海的最大日负荷(TMDL)总量.TMDL总量采用线性规划法计算,其中污染物响应系数矩阵通过MIKE 21二维水质模型计算所得.安全容余(MOS)则通过一阶误差分析法确定.经过一系列的计算,最终确定洱海的TMDL总量控制计划.计算结果表明,洱海TN、TP、COD_(Mn)和NH_3-N的TMDL总量分别为2005.989、149.671、19258.844和1348.119 kg/d,其MOS所占比例分别为6.152%、5.570%、4.380%和5.021%,表明洱海农业面源污染为该流域主要的污染形式,其允许最大排放量约占全部允许排放量的90%左右.     

改性当地土壤技术修复富营养化水体综合效果研究:Ⅰ.水质改善的应急与长期效果与机制

2010年10月-2011年9月在太湖梅梁湾围隔内研究了改性当地土壤絮凝除藻及其对水质改善的应急和长期效果,并结合室内实验研究了该技术防控底泥再悬浮和减少底泥二次污染的长效机制.现场围隔实验结果表明,改性当地土壤除藻30 min后,TN、NO3--N、NH4+-N、TP、PO34--P和Chl.a的去除率分别为66%、57%、60%、93%、92%和98%;长期监测结果表明,与对照区域相比,围隔内的TN、NH4+-N、NO3--N、TP和PO34--P在处理后11个月内的平均值分别降低了39.83%、52.30%、48.53%、18.75%和60.00%.室内再悬浮实验结果表明,改性土壤和沙子抗再悬浮能力较未改性土壤分别提高了3和5倍.室内柱培养结果表明改性土壤絮凝除藻和沙土覆盖相结合可有效提高表层沉积物-水界面的氧化还原电位和溶解氧,使沉积物向水体的TP和TN通量从源逆转成汇,PO34--P和NH4+-N通量大幅度降低.改性土壤技术在利用絮凝除藻快速改善水质后,可通过改性沙/土分层底泥调控分别达到对藻絮体再悬浮的物理控制和营养盐再释放的化学控制,通过将亚表层底泥中的藻细胞分解并被沉水植物根系吸收,可实现对底泥中水华蓝藻复苏和水体富营养化的长效生态控制.     

基于Aquatox模型的洱海营养物投入响应关系模拟

针对洱海富营养化加剧以及蓝藻水华问题,应用Aquatox模型对洱海水环境进行模拟,确立了一套适用于洱海生态系统的特征参数,并将模拟结果与实测数据进行验证.验证结果表明模型较好地模拟了常规水质和藻类演替变化,与实际水环境状况大体吻合.以此为基础选取TN、TP和Chl.a指标对洱海营养物与富营养化状态的投入响应关系进行模拟研究.结果表明,洱海对于外界营养物输入比较敏感,对氮磷输入增减反应明显;外界氮磷的削减都对Chl.a含量有降低作用,TN的作用更加明显;氮磷的增加对于Chl.a含量都略有提升;同时调控氮磷具有协同作用,对Chl.a含量影响效果最明显;当水体TN浓度在0.34 mg/L的阈值以下水平,即洱海外源TN输入量削减比例达到43.3%以上时,藻类优势种由蓝藻变为硅藻,水体Chl.a含量大幅降低,有效抑制富营养化进程.     

改良型生物稳定塘对滇池流域受污染河流净化效果

对滇池流域大清河生物稳定塘系统中的水质净化效果进行了分析,同时对各塘中的浮游藻类种类组成、细胞密度和多样性进行了调查。结果表明,当污水流经预处理塘、好氧塘、水生植物塘、养殖塘的过程中,pH、DO、叶绿素a浓度呈逐渐上升趋势,TN、TP、NH_4~+-N、BOD_5和COD浓度呈逐渐下降趋势,生物稳定塘系统对TN、TP、NH_4~+-N、BOD_5和COD的去除率分别达29.29%,48.68%,33.68%,68.14%和71.25%。叶绿素a浓度和pH(r=0.955,P0.05)、DO(r=0.992,P0.01)显著正相关,而和TN(r=-0.936,P0.05)、TP(r=-0.925,P0.05)以及NH_4~+-N(r=-0.927,P0.05)等显著负相关。在塘系统中,共出现浮游藻类53种,藻类种类数和生物多样性呈增加趋势,总细胞密度呈下降趋势;塘系统中共出现6种藻类优势种,其中绿色微囊藻和惠氏微囊藻细胞密度呈现出逐渐下降的趋势,梅尼小环藻、啮蚀隐藻、美丽网球藻和球囊藻细胞密度呈现出逐渐上升的趋势。     

秋冬季环境下固定化氮循环细菌净化湖泊水体氮污染动态模拟

本文依据太湖秋冬季水体氮污染的特点,应用辐射增殖氮循环细胞进行了净化湖水氮污染的动态模拟实验,研究结果表明,富营养化湖水经固定化氮循环净化后,总氮下降７２．４％,氨氮下降８５．６％,出水水质得到明显改善,固定化氮循环细茵在冬季低温（７℃）条件下仍保持了较高的降氮能力,总氮和氨氮去除率分别为５５．６％,５８．９％,降氮效果与湖水滞留时间有关,探讨了固定化氮循环细茵的降氮机理。     

Changes in the patterns of inorganic nitrogen and TN/TP ratio and the associated mechanism of biological regulation in the shallow lakes of the middle and lower reaches of the Yangtze River

The changes of NH3-N, NO3-N, NO2-N and TN/TP were studied during growth and non-growth season in 33 subtropical shallow lakes in the middle and lower reaches of the Yangtze River. There were significant positive correlations among all nutrient concentrations, and the correlations were better in growth season than in non-growth season. When TP>0.1 mgL-1, NH3-N increased sharply in non-growth season with increasing TP, and NO3-N increased in growth season but decreased in non-growth season with TP. These might be attributed to lower dissolved oxygen and low temperature in non-growth season of the hypereutrophic lakes, since nitrification is more sensitive to dissolved oxygen and temperature than antinitrification. When 0.1 mgL-1>TP>0.035 mgL-1, TN and all kinds of inorganic nitrogen were lower in growth season than in non-growth season, and phytoplank-ton might be the vital regulating factor. When TP<0.035 mgL-1, inorganic nitrogen concentrations were relatively low and NH3-N, NO2-N had significant correlations with phytoplankton, indicating that NH3-N and NO2-N might be limiting factors to phytoplankton. In addition, TN/TP went down with decline in TP concentration, and TN and inorganic nitrogen concentrations were obviously lower in growth season than in non-growth season, suggesting that decreasing nitrogen (especially NH3-N and NO3-N) was an important reason for the decreasing TN/TP in growth season. The ranges of TN/TP were closely related to trophic level in both growth and non-growth seasons, and it is apparent that in the eutrophic and hypertrophic state the TN/TP ratio was obviously lower in growth season than in non-growth season. The changes of the TN/TP ratio were closely correlated with trophic levels, and both declines of TN in the water column and TP release from the sediment were important factors for the decline of the TN/TP ratio in growth season.     

不同混养模式下中华鲟养殖池透明度变化及其影响因素

中华鲟与背角无齿蚌和鲢鳙混养的池水透明度(SD)对比试验表明,1#池(对照)、2#池(挂养背角无齿蚌)、3#池(混养鲢鳙)透明度平均值分别为11.92、16.45、17.45 cm,分别较试验本底值依次提高26.69%、56.67%、66.19%.2#、3#池的透明度显著大于1#池,最高可达1倍.3个池透明度与各水质指标关系的Panel Data模型分别为:SD1=-0.0072 TSS+0.8353 NH 4+-N-2.1711 TN+0.6195 TP-0.0405 COD+16.7815,SD2=0.0030 TSS+3.8864 NH 4+-N+0.1893 TN-12.4585 TP***-0.0104 COD+24.5306,SD3=0.0381 TSS*+3.7821 NH 4+-N+0.6003 TN-15.0444TP***-0.4078 COD**+34.2992(*、**、***分别表示显著、较显著、极显著相关).TP是影响中华鲟养殖池透明度的主要指标,NH 4+-N、TN、COD是影响透明度的间接指标,而TSS是影响透明度的直接指标.在悬浮物浓度较高、水体浑浊的中华鲟养殖池水体中,鲢鳙的放养对透明度的提高效果显著优于背角无齿蚌.     

改性粘土辅助沉水植物修复技术维持清水稳态的原位研究

在富营养湖泊治理实践中,修复沉水植被被认为是改善水质的长效措施,而壳聚糖改性粘土是短期快速改善水质的有效手段.本研究利用改性粘土辅助沉水植被修复,旨在探索改善水质的长效方案.2011年5-11月在太湖梅梁湾开展了四组不同处理(对照、水草、水草+粘土、粘土)围隔实验,在水草(盖度13.0%)和水草+粘土(盖度52.3%)围隔中不同程度重建了苦草群落.实验期内每3 d一次的水质监测表明,粘土处理可显著改善水质,水体总氮(TN)、总磷(TP)、正磷酸盐(PO34--P)和叶绿素a(Chl.a)含量分别比对照下降了20.7%、74.6%、31.0%和80.4%,透明度(SD)升高了90.4%;粘土辅助植被修复改善水质效果最长稳,水体TN、TP、PO34--P和Chl.a含量分别比对照下降了36.2%、64.0%、28.6%和71.1%,SD升高了76.4%;低盖度苦草群落单独处理对水质改善效果不显著.在三种处理中,粘土辅助植被修复改善底质效果最好,使间隙水的TN、TP、PO34--P、NH4+-N分别比实验前下降了15.6%、61.7%、55.8%和82.8%.本研究表明改性粘土辅助沉水植被修复可作为重富营养水体中水质改善的整合技术,但其长期生态效应仍需谨慎评估.     

太湖北部梅梁湾水域水质因子聚类

计算了沿梁溪河河口到太湖湖心断面上１０个监测点１７个水质因子９３组数据的Ｐｅａｒｓｏｎ相关系数和Ｋｅｎｄａｌｌ秩相关系数,进而运用最小距离法进行了因子聚类,正态分布检验和聚类结果表明,采用Ｋｅｎｄａｌｌ秩相关进行了聚类为宜,结果将诸因子聚为五大类：ＴＤＮ,ＴＮ,ＣＯＮ,ＮＯ２－Ｎ,ＮＨ４－Ｎ,ＯＨ和ＣＯＤＭｎ归为一类,ＴＤＰ,ＴＰ,ＰＯ＾３＋４和ｐＨ值归为一类;ＳＳ和ＳＤ归为一类,反映了该水域环境     

人工浮床运用于入湖河流原位净化模拟研究

2009年11月至次年7月,在太滆运河滆湖入运河段开展黑麦草与美人蕉、水芹菜分别搭配混种的人工浮床对河流水体原位净化动态模拟研究.结果表明该人工浮床能够持续净化流动水体.人工浮床对TN去除率为5％ - 35％,TP去除率为5％ -40％,CODMn去除率为5％-20％.在温度相对较高、浮床植物迅速生长的情况下浮床去除率...     

Changes in the patterns of inorganic nitrogen and TN/TP ratio and the associated mechanism of biological regulation in the shallow lakes of the middle and lower reaches of the Yangtze River

The changes of NH₃-N, NO₃-N, NO₂-N and TN/TP were studied during growth and non-growth season in 33 subtropical shallow lakes in the middle and lower reaches of the Yangtze River. There were significant positive correlations among all nutrient concentrations, and the correlations were better in growth season than in non-growth season. When TP>0.1 mgL^?1, NH₃-N increased sharply in non-growth season with increasing TP, and NO₃-N increased in growth season but decreased in non-growth season with TP. These might be attributed to lower dissolved oxygen and low temperature in non-growth season of the hypereutrophic lakes, since nitrification is more sensitive to dissolved oxygen and temperature than antinitrification. When 0.1 mgL^?1>TP>0.035 mgL^?1, TN and all kinds of inorganic nitrogen were lower in growth season than in non-growth season, and phytoplankton might be the vital regulating factor. When TP<0.035 mgL^?1, inorganic nitrogen concentrations were relatively low and NH₃-N, NO₂-N had significant correlations with phytoplankton, indicating that NH₃-N and NO₂-N might be limiting factors to phytoplankton. In addition, TN/TP went down with decline in TP concentration, and TN and inorganic nitrogen concentrations were obviously lower in growth season than in non-growth season, suggesting that decreasing nitrogen (especially NH₃-N and NO₃-N) was an important reason for the decreasing TN/TP in growth season. The ranges of TN/TP were closely related to trophic level in both growth and non-growth seasons, and it is apparent that in the eutrophic and hypertrophic state the TN/TP ratio was obviously lower in growth season than in non-growth season. The changes of the TN/TP ratio were closely correlated with trophic levels, and both declines of TN in the water column and TP release from the sediment were important factors for the decline of the TN/TP ratio in growth season.