我国海水养殖业氮、磷产出量的初步评估

为了解我国海水养殖业的自身污染状况,本文利用2014年全国海水养殖产量及主要养殖生物产污系数等数据对我国海水养殖活动氮、磷的产出量进行了初步评估。结果显示,全国海水增养殖区氮、磷年产出量分别达到29.3万t和9.7万t。其中,投饵性养殖生物（鱼类、甲壳类等）总氮、总磷产出量分别达到3.9万t和0.6万t,非投饵性养殖生物（滤食性贝类）总氮、总磷产出量分别达到25.4万t和9.1万t。与全国陆源污染物排海量相比,海水养殖总氮、总磷产出量分别约占江河总氮、总磷排海量的10.0%和36.1%;同时,海水养殖总氮、总磷产出量已分别超过排污口氨氮、总磷的排海量,分别约为二者的5.6倍和7.2倍。因此,海水养殖自身污染已成为我国近岸海域重要污染源之一,应引起相关部门的足够重视。     

基于陆海统筹的渤海山东省近岸海域总氮总量控制研究

总氮为山东省渤海近岸海域总量控制的主要污染物,本文利用输出系数法评估了陆源污染物入海总量,研究了总氮陆源入海时空分布格局。结合山东省渤海近岸海水水质目标,运用入海负荷最优化法,本研究得到12条主要河流的总氮允许入海量为86,184 t/a,为达成渤海综合治理攻坚战的水质目标,总氮需减排60,505 t/a。基于陆海统筹考虑,本文分配了研究范围内各地市总氮削减量。本研究对有效改善山东省渤海近岸海域环境质量具有重要参考价值。     

青岛近海及黄渤海大气气溶胶中不同形态氮磷质量浓度及组成特征

于2016年6~7月采集了青岛近岸以及黄渤海大气气溶胶样品,并于8月6~15日连续采集了青岛近岸气溶胶昼夜样品,分别测定了不同形态的氮磷(溶解无机氮、溶解无机磷、溶解态总氮、溶解态总磷、总氮和总磷)质量浓度,并分析了气溶胶中这些不同形态氮磷的组成特征.结果表明,青岛近岸大气气溶胶中不同形态氮磷的浓度明显高于同时期黄渤海气溶胶中氮磷浓度.青岛近岸气溶胶总氮中溶解态占比为56%,溶解态与不溶态差别不大;黄渤海气溶胶总氮中溶解态为主要部分,所占比例达72%.青岛以及黄渤海气溶胶中,无机氮是溶解态总氮的主要贡献者,分别占溶解总氮的67%和75%.青岛以及黄渤海气溶胶总磷中,溶解态与不溶态磷的贡献相近,溶解态分别占总磷的49%和58%;气溶胶溶解总磷中无机磷的贡献略高于有机磷,青岛以及黄渤海占比分别为56%和59%.气团来源对青岛以及黄渤海气溶胶中不同形态氮磷的浓度和组成特征有一定程度的影响,南方气团来源气溶胶中溶解无机氮(DIN)、溶解有机氮(DON)、总氮(TN)、溶解无机磷(DIP)和溶解有机磷(DOP)的浓度均高于北方和海上气团来源.青岛近岸气溶胶中溶解有机氮浓度昼夜差别不大,而溶解无机氮和总氮浓度则白天相对较高.白天和夜间气溶胶总氮中溶解态氮占主要部分,所占比例达到79%,且无昼夜变化;无机氮是溶解总氮的主要贡献者,且晚上无机氮所占比例(61%)较白天(70%)略有降低.青岛近岸气溶胶中的溶解无机磷和有机磷昼夜浓度差别不大,而总磷浓度则白天明显高于晚上.昼夜气溶胶样品中不溶态磷是总磷的主要组成部分,占比分别为83%、62%,夜间气溶胶中溶解态磷的贡献远高于白天;不论昼夜,无机磷均是溶解总磷的主要部分,所占比例在71%~77%.     

昆山水质区域变化特征研究

本文选择昆山5个区域地表水监测点,分别于2016.06-2017.05每个月上旬进行水质监测分析,筛选出了高锰酸盐指数、氨氮、总磷、总氮、挥发酚、化学需氧量、五日生化需氧量、粪大肠菌群、氟化物、砷10个监测项目。对监测结果进行了年均值、相关性及主成分分析,结果表明C监测点处水质污染最为严重,高锰酸盐指数、氨氮、总磷、总氮、化学需氧量分别比最好的水质高出了15.6%、180%、70%、76%、23%,具有明显的受氮、磷污染的水质特征,其余监测点处水质都处于Ⅲ类水及以下,D、E处最好;各区域监测点位第一主成分各不相同,有的受氮、磷影响,有的受氮、磷、有机物等综合因素影响,部分区域的水质状态也受到了人类活动污染。     

武汉市沙湖港富营养化状况分析与评价

根据2007年6月～2008年6月对武汉市沙湖港的水质监测,探讨了沙湖港水质变化特征和富营养化水平。结果表明:沙湖港DO一般在0～2.5mg/L范围内,为缺氧性环境。除硝酸盐氮未超标,氨氮、总氮和总磷均超标。根据地表水环境质量标准(GB3838-2002)中Ⅳ类标准,在各监测点的超标率,总磷均为100%,氨氮分别为86%、95%、100%、100%,总氮分别为90%、95%、95%、95%。总磷平均浓度大于0.660mg/L,为极富营养状态;总氮平均浓度大于4.60mg/L,为极富营养状态。丰水期流量大,氨氮、硝酸盐氮、总磷浓度低于枯水期和平水期。汇入沙湖港的东湖港对氨氮、总磷贡献较大,氨氮浓度偏高,最高达18.30mg/L。总氮是主要污染物,污染指数范围9.49～1.39。氮是沙湖港水体富营养化的限制因素,建议重点控制氮的含量。     

二龙山水库水质富营养化趋势及削减规划研究

选用C_N,C_P(水库中氮、磷的平均质量浓度)2项指标作为契入点,以狄龙模型为基础,结合二龙山水库水质污染的具体特点,设计了一套适合于预测二龙山水库水质富养化的C_N,C_P模型,运用其预测了水库水质营养状态变化趋势并对水质富营养化进行了预评价.结果表明:2001-2050年二龙山水库水质总氮和总磷的质量浓度同步增长,但总磷的增长幅度远远大于总氮,水库水质富营养化逐渐加剧.最后,根据系统诊断模型计算了水库氮、磷营养盐的环境容量,并结合该地的实际情况提出了氮、磷污染物的削减规划方案.      

巢湖周围池塘氮、磷和有机质研究

巢湖周围池塘众多,根据池塘位置和地表径流补给差异,池塘可以分为村庄内池塘、毗邻村庄池塘和农田区域池塘(远离村庄的池塘).本研究采集了巢湖周围136口池塘上覆水和沉积物样品,调查巢湖周围池塘中氮、磷以及有机质污染现状.结果表明,池塘上覆水中总氮、氨氮、硝态氮、亚硝态氮、总磷、溶解态磷和COD平均含量分别为2.53、0.65、0.18、0.02、0.97、0.38和51.58mg·L-1;池塘沉积物中总氮、氨氮、硝态氮、亚硝态氮、总磷、无机磷、有机磷和烧失量平均含量分别为1575.36、35.73、13.30、2.88、933.19、490.14、414.75mg·kg-1和5.44%;90%以上的池塘总氮、总磷含量达到或超过富营养化水平.位于村庄内的池塘上覆水和沉积物中总氮和氨氮的含量显著高于位于农田区域的池塘.上覆水和沉积物中无机氮表现为:氨氮硝态氮亚硝态氮.池塘上覆水和沉积物中有机质与总氮、总磷之间存在显著的正相关性.池塘中氮、磷和有机物质主要为陆源性输入,池塘位置和径流补给方式明显影响其中的氮、磷和有机质含量.通过截留径流中的氮、磷和有机质,池塘能够有效减少进入巢湖的营养盐含量.     

滇池典型湖湾沉积物氮磷化学特性及疏浚层推算

以滇池围湖试验区海东湾和马村湾的沉积物为研究对象,对沉积物柱状样按每3cm分层,测试有机质、总磷及赋存形态磷(包括不稳定性磷、铁铝结合态磷、钙结合态磷、残渣磷)、总氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮和氨氮等指标.结果表明:近些年来,2湾遭受的氮、磷内源负荷比以前大;铁铝结合态磷在磷的各形态中含量最高,氨氮所占总氮的比例较其它湖泊偏低;也发现海东湾和马村湾这2个湖湾在9～12cm层总磷、总氮呈现污染减轻的趋势,同时在24～39cm的深度上,总磷、总氮指标再次出现转折,考虑可行性和经济制约,24～39cm处可作为疏浚层厚度.     

溶解氧和光照对狐尾藻衰亡释放氮磷碳的影响

将杀青后的狐尾藻(Myriophyllum spicatum)切成0.5～1cm段浸泡于添加氯仿(抑制微生物活性)的装水烧杯中,置于人工气候箱(温度为5℃),考察光照和溶解氧对因植物组织溶解而导致的氮磷碳释放的影响。研究结果表明曝气组总氮释放量平均3.33mg/L,比不曝气组高6.39%。总磷释放量平均15.07mg/L,比不曝气组低50%以上。COD平均释放量66.83mg/L,为不曝气组2倍以上。(1)曝气抑制了硝氮释放。在搅拌作用下,植物残体和水溶液充分碰撞与接触,加速植物残体中氮和碳向水中转化,导致曝气组总氮、氨氮、有机氮和COD升高。曝气组植物残体破碎导致表面积增加对磷吸收的促进程度强于对附着作用的降低以及植物残体磷释放作用的增加,综合作用下导致水中磷浓度降低。曝气抑制了硝氮、总磷、溶解性总磷和溶解性无机磷释放。(2)有光照组总氮、总磷和COD平均浓度分别为3.13,30.53和32.51mg/L,分别为无光照组的1.24,3.28和2.46倍。光照促进狐尾藻总氮、氨氮、硝氮、总磷、溶解性总磷、溶解性无机磷及碳的释放,但抑制有机氮释放。     

反硝化聚磷菌在低碳源城市污水脱氮除磷处理中的应用

采用反硝化聚磷菌,解决传统脱氮除磷工艺矛盾,使模拟的低碳源城市污水经济高效地达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)一级A标准,进行脱氮除磷新工艺试验研究。采用向序批式反应器中投加前期筛选得到的反硝化聚磷菌,通过培养驯化污泥、优化运行模式、过程中补充碳源等手段,处理对象为COD≥450 mg/L、氨氮≥60 mg/L、总氮≥65 mg/L和总磷≥12 mg/L的模拟城市污水。研究结果表明:经过130个周期的运行优化,使投加菌株的污泥具有良好的脱氮除磷性能,反应器平均出水COD、氨氮、总氮和总磷浓度分别为46.94、0.41、14.53、2.53 mg/L,相应去除率分别为90.22%、99.32%、78.31%、81.42%,后期添加15 mg/L Ca(OH)2溶液混凝沉淀后,出水COD、氨氮、总氮和总磷浓度均达到一级A标准。     

渤海海域富营养化评价及风险预测

根据2006~2013年渤海海域水质监测数据资料,采用富营养化指数法对渤海海域富营养化状况的变化趋势实施评价,并通过回归分析法对未来5 a内富营养化风险概率进行预测。结果表明,渤海海域富营养化高风险区主要分布在普兰店湾、辽东湾、永定新河口、海河口、马颊河口、莱州湾底等区域,主要贡献因子是DIN、PO4-P、COD。建议对主要贡献因子采取总量控制措施,以期避免富营养化的发生或降低其发生概率。     

渤海直排海污染源排放特征及管理对策研究

本文根据2011－2020年渤海直排海污染源监测数据,分析了渤海直排海污染源污染物排放特征及变化趋势,总结了2017年以来特别是渤海综合治理攻坚战实施后直排海污染源治理成效,并提出相应的管理对策。研究结果表明:2011－2020年,渤海直排海污染源污水排放量与黄海、东海和南海海区相比一直处于低位,化学需氧量、氨氮、总磷等污染物排放量总体呈先增加后减少的趋势;从2018年渤海综合治理攻坚战实施开始,直排海污染源入海污水总量呈明显上升趋势,但化学需氧量、总磷、总氮等主要污染物总量和浓度比明显下降,直排海污染源达标率呈逐年上升趋势;空间分布上,山东省、辽宁省属于直排海污染源排放量和排放强度高的省份;时间分布上,2018－2020年第四季度化学需氧量、总氮、总磷、氨氮等主要污染物排放量呈明显上升趋势。结合渤海直排海污染源排放特征,建议应健全渤海直排海污染源管控体系,分类推进渤海直排海污染源精准整治,提升渤海直排海污染源监测能力,为深入开展渤海直排海污染源污染治理提供支撑。     

北黄海与渤海沉积物中磷形态的分布特征

对1998年9月和1999年5月渤海航次和1999年8月北黄海航次所采集的柱状沉积物和表层沉积物样品进行了P形态的六步连续提取分析，分析了各种形态P在表层及垂直方向上的分布特征。并通过对沉积物充空气和N2条件下培养前后各步形态P的测定，认识各步形态P培养前后的变化以及不同的氧化还原环境对各步形态P的影响。结果表明：从渤海到并黄海总P的含量逐步降低。碎屑磷灰石的含量在六步中含量最高，约占50%左右，其次是非活性有机磷，约占20%，其他几步含量较小；充N2培养沉积物样品中碎屑磷灰石的含量要比充空气的低，其他形态的P较充空气培养的略高或相关不大。     

自净作用下渤海海域COD环境容量研究

为测算自净作用下我国渤海COD环境容量,按地理特征将渤海水域划分为莱州湾、渤海湾、辽东湾以及渤海中部4个分区,从水动力交换扩散和化学降解两个方面入手,一方面利用各分区水半交换周期分别求得COD的扩散能力,另一方面利用COD衰减规律得到其降解能力,综合后得到各分区在不同水质标准下COD的环境容量.研究表明,渤海各湾水域COD浓度和环境容量各不相同,其中,莱州湾水质属于较清洁,在此区间内还有26%的环境余量;渤海湾水质属于轻度污染,在此区间内还有5%的环境余量,辽东湾水质属于较清洁,在此区间内还有88%的环境余量.     

Managing agricultural phosphorus for water quality: Lessons from the USA and China

The accelerated eutrophication of freshwaters and to a lesser extent some coastal waters is primarily driven by phosphorus （P） inputs. While efforts to identify and limit point source inputs of P to surface waters have seen some success, nonpoint sources remain difficult to identify, target, and remediate. As further improvements in wastewater treatment technologies becomes increasingly costly, attention has focused more on nonpoint source reduction, particularly the role of agriculture. This attention was heightened over the last 10 to 20 years by a number of highly visible cases of nutrient-related water quality degradation; including the Lake Taihu, Baltic Sea, Chesapeake Bay, and Gulf of Mexico. Thus, there has been a shift to targeted management of critical sources of P loss. In both the U.S. and China, there has been an intensification of agricultural production systems in certain areas concentrate large amounts of nutrients in excess of local crop and forage needs, which has increased the potential for P loss from these areas. To address this, innovative technologies are emerging that recycle water P back to land as fertilizer. For example, in the watershed of Lake Taihu, China one of the largest surface fresh waters for drinking water supply in China, local governments have encouraged innovation and various technical trials to harvest harmful algal blooms and use them for bio-gas, agricultural fertilizers, and biofuel production. In any country, however, the economics of remediation will remain a key limitation to substantial changes in agricultural production.     

黄渤海氮磷营养盐的分布、收支与生态环境效应

基于在黄渤海的综合调查结果,分析了水体和沉积物间隙水中溶解无机氮（DIN）和溶解无机磷（DIP）的分布;结合历史数据构建了黄渤海DIN和DIP的收支模型,并分析了陆源输入变化对研究区域生态环境的影响.结果表明,黄渤海DIN和DIP的含量受季节、河流输入和沉积物界面扩散作用的影响,具有秋季高于春季和近岸高于离岸的时空分布特征.收支模型计算结果表明,底界面扩散是黄渤海水体DIN的主要来源,其次是大气、周边河流、地下水和东海的输入;黄渤海水体DIN的支出主要是通过沉积埋藏和反硝化.黄渤海水体DIP的来源主要是磷酸盐吸附解吸,占91%,底界面扩散和大气输入为其次,河流和地下水的输入贡献较小.DIP的支出主要是通过沉积埋藏和向东海的输出.黄渤海每年有11Gmol的氮在水体积累,并导致其浓度提高约0.6μmol/（L·a）.近些年来陆地向黄渤海输入氮的持续增加,加剧了氮营养盐的积累,导致非硅藻类浮游植物比例以及赤潮发生频率和面积显著增加,同时还提高了水体初级生产力和海洋磷的埋藏量以及加剧了磷限制的趋势,并可能威胁生态系统的稳定.     

莱州湾海洋生态环境状况与污染防治策略初探

本文基于2015年以来莱州湾海洋环境公开数据,系统地分析了莱州湾海域水质、富营养化分布特征及变化情况,并针对海湾环境污染问题提出建议。结果表明,2020年莱州湾海域水环境和富营养化状况有所改善,主要污染物无机氮的含量大幅降低,富营养化面积显著减少,渤海综合治理攻坚战环境综合治理工作取得阶段性成效;但小清河和黄河入海口附近污染依然严重,海湾水环境质量较2001年有所退化,主要表现为平均pH和溶解氧浓度小幅降低以及氮磷比失衡加剧;海湾生态系统处于亚健康状态,主要限制因素为生物密度波动较大,互花米草入侵亦对海湾生态环境健康状况造成负面影响。建议按照“陆海统筹、河海兼顾、协同共治”的治理思路,强化对污染物采取“源头控制、过程监管、末端治理”的综合防控措施,建立莱州湾污染物总量控制制度,科学核算总氮、氨氮等重点污染物的允许排放量,采用“削减排放”和“增加容量”相结合的方式,实现重点污染物有效防治,推动莱州湾区域生态环境质量持续改善。     

云南昭通地表水水质分析与评价

为研究云南昭通市地表水质污染程度,对其8个区县分别进行了布点采样,依据国家地表水环境质量标准,对这些地区的水质情况加以分析和评价。结果表明,本次研究的水样中总氮浓度超过V类标准的占56%,总磷浓度超过V类标准的占13.8%,昭通市地表水受到总氮（主要为硝态氮）污染非常严重,总磷污染则相对较轻。说明该市地表水受到严重污染。     

西藏拉鲁湿地不同时期水质现状及污染评价

采用现场调查和室内分析相结合的方法,于2018年12月（枯水期）与2019年5月（丰水期）分别分析了拉鲁湿地的水质,并采用改进的内梅罗污染指数法对2个时期的水质现状进行了评价。结果表明:在枯水期,TN、TP和NH₃-N分别为0.157~26.797,0.003~4.259,0.197~24.084 mg/L;pH、电导率和溶解氧分别为6.99~9.55,72.85~583.50μS/cm和1.83~12.84 mg/L。在丰水期,TN、TP和NH₃-N分别为0.077~3.104,0.004~0.228,0.005~0.094 mg/L;pH、电导率和溶解氧分别为6.94~9.27,129.90~512.87μS/cm和1.12~12.18 mg/L。拉鲁湿地枯水期水体的电导率平均值低于丰水期,但枯水期的溶解氧、pH、TN、TP、NH₃-N和COD的平均值高于丰水期;电导率与pH呈极显著负相关（P<0.01）,与NH₃-N和TP呈极显著正相关（P<0.01）。改进的内梅罗污染指数法表明拉鲁湿地枯水期水质大部分为Ⅴ类,其受污染区域主要分布在东北部,丰水期水质主要为Ⅰ和Ⅲ类,其水质污染区域主要分布在中南部。