蜘蛛兰去除不同程度富营养水体中氮磷及抑藻效应

研究了蜘蛛兰在不同程度富营养化水体中对氮、磷的去除和对藻类的抑制效应。结果表明，蜘蛛兰在3种不同程度富营养化水体中均能正常生长，且对富营养水体中的氮、磷和叶绿素a浓度均表现出良好的净化去除效果。在45d的实验中，3种不同程度富营养水体的TN、N03-N、NH4-N和TP浓度分别由初始的3．69～25．65、2．79～21．14、0．75～3．57和0．14—1．23mg／L降至1．25～18．99、1．08～16．03、0．18～1．39和0．06～0．77mg／L，在3种不同程度富营养水体中植物的平均生物量累积增长率分别为40．98％、64．41％和95．08％。实验各处理组富营养化水体中的叶绿素a浓度及荧光参数短期内都显著下降，而各对照组中则较稳定或略有下降。蜘蛛兰不仅可以净化富营养水体中营养元素，且对水体中藻类的生长有明显的抑制作用，其在水体生态修复工程中具有良好的应用前景。     

固载型TiO2光催化反应器对富营养水体杀藻作用研究

以泡沫镍作为载体，利用电沉积技术将纳米TiO₂负载在泡沫镍上，制成固载型TiO₂光催化反应器。研究表明，经过光催化反应器处理的富营养水体，30 h内叶绿素a由96.2 mg/m³降至2.2mg/m³，下降率达97.6％，而未负载纳米TiO₂普通泡沫镍材料，在同样光强的紫外灯照射下，叶绿素a下降率为74.3％，表明紫外光照射虽然也具有一定的杀藻功能，但是光催化反应才是藻类被杀灭的主要原因。利用9.54 m³景观喷水池进行杀藻中试，光催化反应器也同样表现出优异的杀藻性能，12 d内叶绿素a由18.7 mg/m³降至1.9mg/m³，下降率达到89.8％，水体由浓绿变为清澈见底，这表明光催化反应器具有很强的杀藻能力，通过有效杀灭富营养水体中藻类、控制藻类基数，对应急处理城市景观水、湖泊等富营养水体和突发性藻华，提高生物-生态法处理效率，改善城市水环境具有十分重要的意义。     

复合沸石滤床修复北方景观水体的实验研究

以天然矿物质沸石、细砂及煤渣取代传统滤料构建复合基质生态床，表面种植景观植物，采用下向流-上向流运行方式修复北方景观水体。分别进行静态实验及不同循环速率下的动态实验，考察对水体污染物去除过程。结果表明，2种运行方式下对水体NH⁺₄-N去除率都在85%以上，其中以1 h为循环周期的运行方式去除率达97%，较静态提高12.8%；TN去除率最高为84%；TP去除不稳定，过程缓慢。煤渣层对NH⁺₄-N的去除效果差，硝化作用不彻底与反硝化作用的加强使下层出水NH⁺₄-N 、NO^-₂-N及NO^-₃-N浓度均高于上层。提高循环速率有利于对氮的去除。     

临江河回水区营养盐及富营养化特征分析

以2008年3～9月对库区次级河流临江河回水区水质的调查为依据，分析了临江河回水区氮、磷营养盐的污染分布及富营养化特征。结果表明，临江河回水区氨氮(NH₃-N)、总氮(TN)的浓度在7月中旬达到最小值，分别为1.963和5.128 mg/L, 之后在9月初出现峰值，而磷酸盐(PO^3-₄-P)和总磷(TP)的浓度却呈现出先增加后下降的变化规律；氮主要来自点源污染，而磷受面源污染影响较大；溶解性无机氮(DIN)和PO^3-₄-P是TN与TP的主要存在形态，平均分别占TN和TP的85.3%和77.8%,而DIN又以NH₃-N为主。营养盐浓度呈现出回水区中游最高，回水末端次之，河口处最低的空间分布特征。叶绿素a（Chl-a）的浓度在4月和9月出现峰值，其空间分布特征与营养盐的类似。研究表明，临江河回水区在重度污染的情况下，即便是河流型水体也可能发生富营养化；流速对Chl-a浓度的显著影响呈指数关系。     

4种固定化藻类对污水中氮的净化能力研究

取培养至对数末期的藻，采用海藻酸钙凝胶包埋固定，对人工污水进行静态模拟净化试验，研究了蛋白核小球藻、鱼腥藻、双对栅藻和突变衣藻4种藻在固定和悬浮状态下，对污水中的氨氮和硝酸氮的净化效率以及藻类的生长特性。结果表明：固定化藻细胞比悬浮态藻细胞具有生长更趋于稳定、藻类的活性保持时间更长的优势。4种藻类中，小球藻和鱼腥藻在污水中的生长状况更好，较适宜采用海藻酸钙凝胶包埋固定化技术。实验第5 d时，固定化小球藻、鱼腥藻、双对栅藻和衣藻对NH₃-N去除率分别为91.9%、84.8%、68.3%和51.2%；对NO^-₃-N的去除率分别为85.1%、100%、96.9%和65.9%。固定化小球藻对NH₃-N的去除效果最好，而固定化鱼腥藻对NO^-₃-N的去除效果最好。因此，小球藻和鱼腥藻更适用于去除污水中的氮，具有很好的应用前景。     

利用城市生态河道深度净化污水处理厂出水的工程技术研究

提出了城市生态河道工程构建的技术方法，并研究了示范工程对城市污水处理厂出水的深度净化规律。实验结果表明，在保证生态景观功能的前提下，将生态河道技术工艺用于污水处理厂出水的深度净化，能够高效、稳定地去除氮磷等营养物，河道出水可以满足城市景观水体补充水源的水质要求，出水TP、PO^3-₄、TN、NH₃-N和NO₃-N平均值分别达到0.263、0.116、2.570、0.752和2.438 mg/L，去除率分别达到85.4%、92.8%、60.8%、39.7%和77.2%。     

低温条件下BAF+SPD组合工艺对滇池入湖河水的脱氮效果

为缓解湖泊富营养化问题，需进一步降低入湖河流氮的含量。针对滇池流域新运粮河的低C/N水质特征，研究了冬季低温条件下的微曝气生物滤池（BAF）及固相反硝化（SPD）组合异位脱氮工艺。结果表明，BAF+SPD组合工艺启动挂膜阶段，约3周后，NH₄⁺-N的去除率达80%以上，而反硝化细菌增殖相对缓慢，约5周后，NO₃^--N的去除率达80%以上；稳定运行的低温阶段，除降雨时间外，NH₄⁺-N平均去除率达80%，出水NH₄⁺-N浓度<1 mg/L；NO₃^--N平均去除率达到85%以上，出水NO₃^--N浓度<1 mg/L；TN平均去除率达80%以上，出水TN浓度<2 mg/L，主要水质指标达到国家地表水Ⅴ类标准。     

附加回流的生物接触氧化工艺净化滇池大清河水质的示范工程研究

针对滇池流域污染最为严重的大清河，采用附加回流生物接触氧化工艺（IBCOP）开展河道水体的旁路处理示范工程研究。IBCOP示范工程的设计规模为1 000 m³/d，HRT为4.75 h，在2007年11月至2008年4月冬旱季期间，根据气候和进水水质条件调节回流比，示范工程运行了3种工况。研究结果表明：示范工程对COD和NH⁺₄-N具有较高的去除效果，平均去除率为46.8%和48.8%，高回流比有利于去除NH⁺₄-N；受到低温、低碳源、高进水DO和生物膜生长不佳等因素影响，示范工程对TN去除效果较低，平均去除率为10.2%，调节回流比不能显著改善碳源不足的情况；水绵的吸收和底泥的沉积是示范工程除磷的主要机理，TP平均去除率为17.9%，低TP浓度进水、生物膜的脱落以及高回流比不利于除磷。     

不同生育期美人蕉-微生物修复富营养化水体

生物修复水体富营养化，尤其是植物和微生物联合修复为目前水体富营养化治理方面的研究热点。不同生育期植物和微生物联合修复鲜见报道。研究不同生育期美人蕉和固定化微生物对富营养化水体的联合修复作用。结果表明，营养生长期和开花期美人蕉-微生物组处理前3天，富营养化水体中不同形态氮和磷浓度快速下降，用于美人蕉生长发育。从富营养化水体氮去除效果来看，营养生长期美人蕉-微生物联合处理去除效果略好于开花期，对磷的去除效果相反。美人蕉吸收氮元素为营养器官利用，其营养器官全氮增长量与生殖器官（花）形成显著差异（P<0.05）。花是美人蕉全磷含量最高、全磷增长量最高的器官，其全磷含量和全磷增长量与营养器官均形成显著差异（P<0.05）。实验结果表明，不同生育期美人蕉-微生物联合处理对氮和磷的吸收利用存在差异。     

红萍净化水产养殖水体的研究

利用红萍(Azolla)对富营养化水产养殖水体进行净化研究。结果表明，红萍能显著增加水体中的DO，增氧幅度随流量在16.88%～70.46%之间变化，随着养殖水体流经的层数增多或者处理的时间延长，红萍对水体的增氧量加大，水中DO最终趋向一个常数值K；同时，红萍对水体中的NH₃-N和TP都有明显的去除效果，NH₃-N去除率随流量在9.86%～38.90%间波动，TP的去除率则随流量的变化在5.80%～38.43%之间波动。可见，红萍是净化水质的良好材料，能有效改善水产养殖水环境。利用红萍净化水体将为解决高密度集约化水产养殖的瓶颈提供新途径，实现水产养殖用水的封闭循环利用。     

Phytoremediation to remove nutrients and improve eutrophic stormwaters using water lettuce (<Emphasis Type="Italic">Pistia stratiotes</Emphasis> L.)

Background, aim, and scope  

Water quality impairment by nutrient enrichment from agricultural activities has been a concern worldwide. Phytoremediation technology using aquatic plants in constructed wetlands and stormwater detention ponds is increasingly applied to remediate eutrophic waters. The objectives of this study were to evaluate the effectiveness and potential of water lettuce (Pistia stratiotes L.) in removing nutrients including nitrogen (N) and phosphorus (P) from stormwater in the constructed water detention systems before it is discharged into the St. Lucie Estuary, an important surface water system in Florida, using phytoremediation technologies.     

5种水培植物对富营养化水体的净化能力

为了研究水培植物对富营养化水体的净化能力,将莴笋(Lactuca sativa var.angustata)、空心菜(Ipomoeaaquatica)、番茄(Lycopersicon esculentum)、生菜(Lactuca sativa var.ramosa)和黄瓜(Cucumis sativus)5种蔬菜放置于富营养化水体中培养,定期测定水体中总氮和总磷含量的变化。实验结果表明,水培莴笋、空心菜、番茄、生菜和黄瓜对富营养化水体中总氮的去除率分别为66.45%、91.28%、93.74%、93.04%和90.11%;对总磷的去除率分别为96.44%、97.48%、85.62%、88.08%和90.97%。比较5种水培蔬菜单位鲜重的总氮和总磷去除能力,结果表明,生菜的总氮和总磷去除能力最强,分别为0.69 mg/(L.g FW)和0.06 mg/(L.g FW),可作为净化富营养化水体优先选择的植物物种。     

菖蒲和空心菜在处理微污染河水潜流人工湿地中的应用

为了探讨修复微污染河水的潜流湿地中植物对污染物去除效果的影响及其生长变化,在野外条件下构建2座分别栽种菖蒲和空心菜的水平潜流人工湿地,并以未栽种植物的湿地作空白。分析了湿地中污染物的去除效果,考察了湿地中植物的生物量、根系活力和氮磷含量的变化。植物湿地中污染物净化效果优于空白湿地,菖蒲和空心菜湿地对氨氮(NH+4-N)、总氮(TN)、总磷(TP)和高锰酸盐指数(CODMn)的平均去除率分别为61.1%和57.5%,31.5%和39.7%,24.7%和25.5%,20.4%和20.7%。实验结果表明,湿地中菖蒲的根系鲜重是空心菜的4.2倍,但其根系活力低于空心菜。2种植物均可在湿地中正常生长,但受湿地中营养盐浓度的限制性影响,移栽后的植物组织氮磷含量与移栽前相比下降了11.8%~20.3%。植物在净化微污染河水的潜流人工湿地中对N、P的去除起重要作用。     

增蓝剂停留时间及对水质和浮游植物影响分析

水体遮光剂能干扰水下光照,抑制藻类生长。为了探讨水体遮光剂-增蓝剂在自然水体的作用情况,对围隔内增蓝剂的停留时间及水质、浮游藻类和沉水植物的变化特征进行分析。结果表明,当围隔水体中增蓝剂浓度为1 mg/L时,5周内其降解超过50%,9周后降解超过95%。与对照组相比,增蓝剂对围隔内总氮、总磷浓度无明显影响,易氧化成分的存在导致CODMn浓度升高至8.60 mg/L,但CODMn浓度随增蓝剂的降解逐步降至7.81 mg/L。在增蓝剂作用下水下光照度衰减明显,水深0.2 m处仅占水表面光强的21.16%,光衰减系数(k)为0.7 m-1。增蓝剂对藻类生长抑制作用明显,抑制率高达56.24%,但对金鱼藻生长无显著影响。     

3种浮床植物系统对富营养化水体净化效果研究

研究了风车草(Cyperus alternifolius)、菖蒲(Acorus calamus)和富贵竹(Dracaena sanderiana)3种浮床植物系统对富营养化水体净化效果,试验共持续35 d。结果表明,在水温24～30℃条件下,风车草和菖蒲生长良好,生物量大,而富贵竹生长较差,生物量增加少;3种植物对NH_4~+-N的去除率分别为76.8%、85.5%和53.6%,对TN的去除率分别为69.1%、66.2%和54.4%,对TP的去除率分别为76.9%、84.6%和61.5%,对PO_4~(3-)-的去除率分别为91.7%、91.7%和75%,对真实色度有明显的去除效果;3种植物对氮磷和真实色度去除效果与对照之间均达到显著差异(P0.05),自然沉淀是浊度去除的主要原因,植物吸收同化作用是NH_4~+-N去除的主要途径,植物吸收是溶解性磷去除的主要途径。试验表明,风车草和菖蒲对富营养化水体中氮磷和真实色度有较好的去除效果,可作为富营养化水体治理的优良物种而推广使用。     

Lake eutrophication at the urban fringe,Seattle region,USA

Nutrient pollution and associated eutrophication of freshwaters threaten the ecological integrity and the services provided to humans by lakes. We examined how human residential development influenced the level of lake eutrophication in the Seattle, WA, USA, region. We surveyed 30 lakes and measured 3 indicators of eutrophication: concentrations of chlorophyll-a and phosphorus, and the proportion of algae that are inedible to zooplankton. We classified lakes based on the waste-treatment method for shoreline homes: septic, sewer, and undeveloped lakes. Septic lakes occurred along the urban-rural fringe while sewer lakes occurred near urban centers. Septic lakes were more eutrophic than sewer lakes and undeveloped lakes, as indicated by higher levels of phosphorus and chlorophyll-a. These results suggest that septic systems contribute to the high levels of eutrophication in lakes at the urban-rural fringe. Lakes at the urban-rural fringe represent an opportunity for proactive management of urban expansion to minimize lake eutrophication.     

凤眼莲-固定化氮循环细菌联合作用对富营养化水体原位修复的研究

应用生态工程技术和原理，在夏季利用凤眼莲（Eichhornia crassipes Mart.）结合固定化氮循环菌对富营养化水体进行原位修复研究。试验结果表明，凤眼莲+固定化氮循环细菌联合作用和单独的凤眼莲处理对富营养化水体总氮和铵态氮去除之间存在显著的差异，凤眼莲+固定化氮循环细菌联合作用对富营养化水体中总氮和铵态氮的去除率分别达77.2%和49.2%；而凤眼莲处理则分别达73.7%和32.3%；但两者对富营养化水体中硝态氮的去除没有显著差异。接种固定化氮循环微生物有利于水体中Chla、COD_Mn的降低和水体透明度的提高，但两者没有明显的差异。当凤眼莲处理系统接种固定化氮循环细菌时，除了氨化细菌变化不明显外，亚硝化菌，硝化菌，反硝化菌群数量比单独凤眼莲处理系统增加1～1.5个数量级，且接种固定化氮循环细菌还有利于凤眼莲生物量及其体内氮积累量的增加。     

水葫芦对滇池底泥氮磷营养盐释放的影响

为了探讨水葫芦对富营养湖泊底泥氮磷营养盐释放的影响，通过原位采集滇池柱状底泥，以蒸馏水为上覆水，进行了25d的室内静态模拟实验。实验比较了水葫芦处理组和空白对照组底泥氨氮（NH4-N）、硝态氮（NO3^-N）、溶解性总氮（DTN）、正磷酸盐（PO4^3--P）等的释放特征。结果表明，与对照组相比，水葫芦处理组上覆水溶解氧、pH显著性降低，而PO4^3-P浓度显著性升高；在实验前2d，水葫芦处理组上覆水NH4^＋N和DTN浓度显著性高于对照组，而在5～25d时，其显著性低于对照组。根据上覆水营养盐浓度、水葫芦植株吸收营养盐总量，推算底泥氮磷营养盐释放的平均速率，表明水葫芦加速了滇池底泥氮、磷营养盐的释放速率，处理组氮、磷释放速率分别为对照组的5．3～170．2和1．5～21．6倍。