人工湿地处理富营养化水体的效果研究

通过在北京市野生动物救护中心构建表流湿地与潜流湿地相结合的复合人工湿地处理富营养化水体,研究该复合人工湿地对总氮（TN）、总磷（TP）及水体浊度的去除效果。结果表明：人工湿地对TP的去除效果好于对TN的去除效果,经过人工湿地处理的富营养化水体,表流湿地、潜流湿地和复合人工湿地对TP的平均去除率可分别达42%、55%、60%,对TN的平均去除率分别为27%、30%、34%,对水体浊度的平均去除率分别达43%、55%、75%。复合人工湿地对TP、TN以及浊度的去除效果受水体温度和溶解氧（DO）的影响,通过相关性分析发现,TP、TN和浊度的去除量与水体中的DO水平之间存在显著的负相关性,而与水体温度有正相关性,在显著性水平为0.05的条件下,相关系数分别为-0.829、-0.767、-0.765和0.674、0.757、0.774。复合人工湿地对TP、TN及浊度的去除率高于表流湿地和潜流湿地,表明复合人工湿地具有优于表流湿地和潜流湿地的整体性功能,能有效提高人工湿地对TN、TP以及浊度的去除率。     

紫云英还田对江西早稻季田面水氮磷动态的影响

稻田氮磷养分流失引发的农业面源污染问题已引起越来越多的关注。江西双季稻区受亚热带季风气候的影响,降雨集中于每年的4—7月,因此,早稻季成为稻田氮磷流失的关键时期。供试土壤类型为河流冲积物形成的水稻土,采用大田试验,设置了不施肥(CK)、常规施肥(CF)和紫云英还田配合化肥减量(CMV)3个处理,监测了江西双季稻区早稻季不同施肥时期田面水不同形态氮磷浓度的动态变化特征和紫云英配合减量施肥对早稻季田面水中氮磷浓度的削减效应。结果表明:无论是基肥期还是分蘖肥期,田面水中总氮(TN)和NH_4~+-N的浓度均在施肥后第1天即达到最大值,随后逐渐降低。基肥和分蘖肥施肥后第9天、穗肥施入后的第10天,田面水中总氮(TN)和NH_4~+–N的浓度降至较低水平。不同处理NO_3~--N的质量浓度在整个监测时期均维持较低水平(0.15—1.83 mg·L~(-1))。施磷肥后田面水中总磷(TP)和可溶性总磷(DTP)的浓度也均在施肥后第1天达到峰值,在分蘖肥施入后的第5天降至与不施肥处理相当的水平。与CF处理相比,CMV处理能在施肥后5—7天内显著降低田面水中TN和NH_4~+-N的浓度,但对田面水中TP浓度的削减效果仅体现在基肥期。模拟数据的结果表明,CMV处理在基肥、分蘖肥和穗肥期能分别减少21.90%、27.47%和20.02%的TN流失量,减少基肥期16.25%的TP流失量。由此可见,该研究区域氮流失的管控关键时期为施肥后9—10 d,磷流失的管控关键时期为施入后9 d。紫云英还田配合减量施肥能显著降低南方双季稻区早稻季稻田氮流失风险。     

淀山湖区域茭白种植模式氮、磷流失规律及负荷特征

在常规施肥条件下,通过大田小区径流试验研究了淀山湖区域特有的茭白-水稻轮作和茭白单作种植模式的氮、磷流失规律及污染负荷特征.结果表明,研究区氮、磷面源污染物排放主要集中在6-9月,排水TN平均质量浓度最高可达130.0 mg·L-1,以NH+4-N流失为主,主要来源于化肥施用;茭白生长期内,排水TP平均质量浓度为0.104～0.777 mg·L-1,以颗粒态磷为主,约占TP总量的73.5%～90.3%(除8月外).茭白-水稻轮作和茭白单作模式TN污染负荷分别为134.8和88.6 kg·hm-2·a-1,均高于太湖流域其他几种种植模式;而TP污染负荷则分别为1.52和1.06 kg·hm-2·a-1,低于太湖流域常见种植模式的平均水平.氮肥施用及氮素流失控制应作为淀山湖区域农业面源污染控制的重点.     

表流湿地土壤因素对微污染水净化作用

为了研究人工湿地土壤在处理微污染原水的作用,在济南玉清湖水库建立土壤空白床进行实验研究.结果表明,在排除了植物因子的前提下,人工湿地的土壤-微生物系统对微污染原水中COD平均去除率达到46.67%、对TN的平均去除率为34.86%、对NH4 -N的平均去除率分别达到39.83、对TP的平均去除率达到45.12%.系统不同单位区段对微污染原水中的COD、TN、NH4 -N、TP去除率存在差异,在第一个单位区段的处理效率最高,分别为21.5%、18.32%、19.85%和16.64%,远大于第二、三、四区段.另外,土壤吸收附磷的过程中存在着积累现象.而且,系统处理效率受温度影响显著,随着温度的降低,污染物去除率也下降.     

碱蓬(Suaeda glauca)对不同程度富营养化养殖海水的净化效果

针对目前沿海滩涂规模化水产养殖引起的水体富营养化问题,根据江苏滩涂水产养殖的尾水特征,利用室内模拟方法和水培实验,研究碱蓬(Suaeda glauca)在不同程度富营养化养殖海水中的生长特性及其对水体氮、磷的去除效果。结果表明,实验期间,碱蓬在高富营养化水体(TN和TP浓度分别为2.4和0.05 mmol·L-1)中的干、鲜重增量最大,与生长在中富营养化(TN和TP浓度分别为1.6和0.03 mmol·L-1)、低富营养化(TN和TP浓度分别为0.8和0.01 mmol·L-1)水体中的碱蓬生物量差异显著(P0.05)。碱蓬对滩涂水产养殖尾水的氮、磷去除率随水体氮、磷浓度的增加而降低,氮、磷去除率分别达73.2%和74.4%以上。对不同程度富营养化养殖海水中碱蓬各器官的生物量,氮、磷含量与积累量进行分析,结果表明,碱蓬作为在滨海盐渍化土壤中生长的一年生优势物种,具有对滩涂养殖尾水进行生物改良的潜力。     

人工湿地与土壤净化槽处理农村生活污水的对比

针对我国生活污水处理现状及要求,对比研究了普遍推广的人工湿地技术与新兴的土壤净化槽技术,发现在进水水质、环境条件均相同的情况下,上行流人工湿地处理效果优于下行流人工湿地;基质按照不同需氧层铺设不同粒径填料的土壤净化槽处理效果优于基质直接分层铺设填料的土壤净化槽;土壤净化槽和人工湿地出水水质都很好,出水CODCr、TN、TP、氨氮分别达到了二级、一级A、一级B、一级A标准;土壤净化槽装置占地面积小,为人工湿地的2/3.土壤净化槽技术是适合我国国情的有发展前景的生活污水处理技术.     

人工湿地组合生态工艺对规模化猪场养殖废水的净化效果研究

研究了表面流、水平潜流和垂直潜流人工湿地以及地下渗滤系统组合生态工艺对模拟和实际猪场养殖废水的净化效果。结果表明,在进水ρ（COD）=709.2 mg.L-1,ρ（TN）=597.1 mg.L-1,ρ（NH4＋-N）=560.4 mg.L-1和ρ（TP）=42.5 mg.L-1的质量浓度条件下组合生态系统对于COD、TN、NH4＋-N和TP的去除率分别可以达到87%、95%、97%和95%,其中COD的去除主要在第一级表面流人工湿地,NH4＋-N和TN去除主要是在水平潜流和垂直潜流人工湿地,水平潜流和垂直潜流人工湿地对溶解性磷酸盐去除效果明显,地下渗滤起到进一步稳定出水水质的作用。水平潜流和垂直潜流人工湿地的运行结果对比表明,后者对污染物的去除率均高于前者。     

滇池湖泊生态系统水动力学模拟

针对滇池富营养化状况,依据滇池生态环境建设规划,在以前研究工作的基础上,综合考虑湿地植物、底泥、水域条件变化,根据水动力学原理建立了垂向平均的二维生态系统水动力学模型,模拟了滇池现有水体、拆除防浪堤水域扩展后水体和滇池湿地建成后总水体3种情况的流场和浓度场,以及入滇河道达标排放后的水质浓度场,分析了湿地植物和水域扩展对滇池流场的影响,以及水域扩展、湿地植物、入湖河流达标排放对滇池水质的影响。结果表明,水域拓展对滇池流场的影响是局部的,湿地植物对滇池流场的影响主要发生在湿地区域。水域拓展对滇池水质具有一定影响,TN、TP平均质量浓度由2.08和0.19 mg.L-1(现有水体)降至1.69和0.16 mg.L-1;人工湿地建设对滇池水体TN、TP浓度影响较大,湿地建成后平均质量浓度降至0.76和0.05 mg.L-1,基本达到GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅲ类水质标准;人工湿地建设完成并且入滇池河流达标排放后,TN、TP平均质量浓度分别降至0.17和0.01 mg.L-1,水质明显改善。因此,人工湿地建设及入滇池河流的达标排放对滇池生态环境的改善具有重要作用。     

人工湿地系统对含沼液畜禽废水净化效果试验研究

为了考察人工湿地处理含沼液畜禽废水的可行性,采用水平潜流人工湿地对含沼液畜禽废水进行处理实验。试验结果表明：在进水流量1.5 m3.d-1,水平潜流人工湿地系统对含沼液畜禽废水具有较好的处理效果。废水中COD、TP、TN和NH4＋-N浊度平均去除率分别为59.21%、53.80%、55.09%和55.57%.另外,通过对人工湿地沿程的污染物变化试验分析表明,人工湿地系统对污染物的降解是沿人工湿地水流方向逐渐降低的。     

两种人工湿地长期运行效果研究

通过对栽种有芦苇和美人蕉的水平潜流人工湿地进行两年多的试验研究,分析人工湿地去除效果随运行时间变化的规律,探讨不同季节和温度对COD、TN和TP去除率的影响。试验结果表明,在最佳运行条件下,COD、TN和TP去除率可分别达到90%、65%和55%以上;从两年多的运行情况来看,COD和TN的去除效果变化不大,TP去除率下降显著。     

普者黑岩溶湿地沉积物氮、磷、有机质分布及污染风险评价

为探究典型岩溶湿地沉积物营养物质的污染状况及其富营养化风险,以典型岩溶流域普者黑为研究区,通过对流域内湖泊湿地、沼泽湿地、库塘湿地和河流湿地的表层沉积物进行采样,采用国家标准方法对沉积物中总氮(TN)、总磷(TP)及有机质(OM)的含量进行测定,并运用综合污染指数法和有机污染指数法对普者黑岩溶流域不同类型湿地沉积物的污染程度进行评价,以期为岩溶湿地水-沉积物污染的控制与治理提供参考和依据。普者黑表层沉积物TN的质量分数范围为893.57-4 841.85 mg·kg~(-1),平均值为1 949.09 mg·kg~(-1),TP的质量分数范围为235.81-1 439.58 mg·kg~(-1),平均值646.06 mg·kg~(-1),OM的质量分数范围为1.10%-6.27%,平均值为2.58%,空间分布上均表现为流域中游流域下游流域上游。Pearson相关性分析表明,库塘湿地的TN、TP和OM相关性最显著(P0.01),河流湿地的TN、TP和OM相关性次显著(P0.01),湖泊湿地的TN和OM相关性显著(P0.05),沼泽湿地的TN、TP和OM无显著相关性(P0.05)。流域综合污染指数整体上呈中度-重度污染,沼泽湿地污染比河流湿地、湖泊湿地及库塘湿地严重,而有机污染指数整体上呈中度污染。普者黑岩溶流域不同类型湿地表层沉积物TN、TP和OM的含量均处于中等偏高水平,污染水平呈中度-重度污染,其内源负荷不容忽视。     

宜兴滆湖地区河蟹生态养殖池塘对水环境的影响

为研究宜兴滆湖地区河蟹生态养殖池塘对水环境的影响,于2017年5—10月对江苏省宜兴市高塍镇滆湖渔场3个河蟹生态养殖池塘和水源进行水质监测,并采用灰色关联分析法对水质进行评价,结果表明,整个养殖期间池塘T、DO和pH与水源差异较小,TN、NH_3-N、NO~-_2-N和NO~-_3-N总体低于水源,TP、PO■-P和COD_(Mn)总体高于水源,池塘对水体的净化效果主要体现在对各种形式含氮化合物的吸收转化.池塘和水源水质等级在Ⅲ类以上的频率分别为76.7%和50%,主要超标指标均为TN、TP和COD_(Mn).池塘和水源的水质排序结果表明,养殖前中期池塘水质大体优于水源,后期及起捕后劣于水源,若将养殖尾水不经处理直接排放到水源,最终汇入滆湖,会对滆湖水体造成污染.高温季节及时割去伊乐藻冠层和适当降低放养密度,可能是优化宜兴滆湖地区河蟹生态养殖模式、提高生态效益的两个方向.     

垂直潜流人工湿地净化北方微污染水体试验研究

为研究垂直潜流人工湿地对北方微污染水体中COD、氮和磷的去除效果及去除机理,在室内选用混合土(由炉渣与种植土按比例混合而成)、石英砂和陶粒作为填料,以天津当地常见植物黄花鸢尾为植被构建了垂直潜流人工湿地处理微污染景观湖水和雨季的初期雨水;除冬季冰封期暂停运行外,通过对系统不同季节运行数据的分析,考察了不同季节环境条件下垂直潜流人工湿地对我国北方城市微污染水体的净化效果及影响因素。结果表明:不同季节条件下,该系统对污染物均有着良好的去除效果和抗冲击负荷能力。微污染景观水和雨季初期雨水经垂直潜流人工湿地系统处理后,出水COD、NH4+-N及TP的质量浓度可分别优于GB 3838—2002《地表水环境质量标准》的IV类、III类和II类水质标准(研究阶段进水TP≤0.80 mg·L-1),COD、NH4+-N和TP的阶段平均去除率最高可分别达80%、91%和82%;TN的去除效果受季节变化波动较大,阶段平均去除率在32%~78%,温度较低季节或原水水质较差时有待处理水回流或辅加其他技术手段以提高脱氮效果。垂直潜流人工湿地对北方微污染水体有着较好的净化效果,能够有效地预防地表水体富营养化的发生,有利于城市水环境质量的改善和水资源的循环利用,具有良好的发展应用前景。     

不同施肥水平下菜地径流氮磷流失特征

研究施肥对菜地径流氮、磷流失的影响,对控制水体富营养化有重要意义。采用田间小区监测的方法,研究常规施肥、减量施肥1和减量施肥2等三种施肥水平对菜地径流氮磷流失的影响。结果表明,（1）不同施肥水平的径流氮、磷流失浓度均较高,径流TN、NH4＋-N、NO3--N的平均流失质量浓度分别在20.5~34、2.2~2.4、6.3~9.5 mg L-1之间,径流TP、DP的平均流失质量浓度分别在7.7~11.1、2.1~2.4 mg L-1之间,菜地土壤径流氮、磷流失风险较大。（2）减量施肥可明显降低径流TN和NO3--N的流失浓度,与当地常规施肥相比,减施肥料20%和30%可分别降低径流TN流失浓度的40%、32%和NO3--N流失浓度的23%、35%,而减量施肥对径流TP、DP的流失浓度影响不大。（3）不同施肥水平的径流TN、NO3--N流失负荷分别在5.8~7.6、1.6~2.3 kg hm-2之间,与常规施肥相比,减施肥料20%和30%可分别减少TN、NO3--N流失负荷的24%、19%和11%、29%。不同施肥水平的径流TP、DP流失负荷分别在1.7~2.9、2.5~2.7 kg hm-2之间,减量施肥并不能减少径流TP、DP的流失负荷。     

不同施肥水平下菜地耕层土壤中氮磷淋溶损失特征

采用负压式土壤溶液取样器采集不同施肥水平(常规、减量20%和减量30%施肥处理,即N1、N2和N3)下城郊菜地耕层土壤(10、20和30 cm)的淋溶液,分析了总氮(TN)、硝态氮(NO_3~-)、铵态氮(NH_4~+)、总磷(TP)和溶解态磷(DP)浓度,旨在研究不同施肥水平下菜地不同耕层土壤中氮素与磷素的淋溶损失特征。研究结果:(1)不同施肥水平下,菜地耕层土壤TN、NO_3~-、NH_4~+、TP和DP淋溶质量浓度范围分别为5.24~292、3.47~271、0.16~9.47、1.66~20.6和1.63~17.7mg·L~(-1),平均质量浓度分别为38.9~113、36.0~105、1.01~2.13、3.75~12.7和3.55~11.8 mg·L~(-1);(2)氮素主要以NO3-形式发生淋溶损失,作物生长初期是菜地耕层土壤氮素淋溶损失的主要时期;减量施肥30%能有效降低耕层土壤氮素的淋溶损失,其TN和NO_3~-的淋溶质量浓度较常规施肥处理分别显著降低了58.4%和59.0%(P0.05);不同深度耕层土壤中TN和NO3-淋溶质量浓度没有显著性差异(P0.05);(3)磷素主要以DP形式发生淋溶损失,耕层土壤中TP和DP的淋溶质量浓度为20 cm10 cm30 cm(P0.05);减量20%和减量30%施肥均能有效降低耕层土壤中磷素的淋溶损失,减量20%施肥处理TP和DP的淋溶质量浓度分别显著下降了27.8%和27.6%(P0.05),而减量20%施肥处理TP和DP的淋溶质量浓度分别显著降低了44.6%和43.8%(P0.05)。结果表明,城郊菜地耕层土壤中氮素和磷素养分存在一定的淋失风险,减量施肥措施能有效降低菜地耕层土壤中氮素与磷素的淋溶损失,是降低耕层土壤氮磷淋失风险的有效措施。     

复合型人工湿地模型对污水厂尾水的深度净化效果

采用由一级垂直流湿地、连续的4级沉水植物氧化塘和二级垂直流湿地组成的复合型人工湿地处理小城镇污水处理厂尾水。结果表明,在0.13 m3.m-2.d-1水力负荷条件下,模型出水仅ρ(CODCr)和ρ(氨氮)(以NH4+-N计)达到地表Ⅲ类水标准(GB 3838—2002);但当进水ρ(TP)达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)一级B标准时,出水ρ(TP)亦达到地表Ⅲ类水标准。当二级垂直流湿地水力负荷调整为0.06 m3.m-2.d-1时,出水ρ(TP)和ρ(TN)最终都达到地表Ⅲ类水标准。认为水体中TN主要通过一级垂直流湿地的过滤吸附和二级垂直流湿地的反硝化作用去除,而TP则主要以一级垂直流湿地中石灰石的吸附沉降方式来去除。     

不同污染负荷对废砖垂直流人工湿地处理农村生活污水的影响

废砖垂直流人工湿地是采用农村废弃建筑垃圾和秸秆为填料的一种新型"以废治废、变废为宝"的人工湿地。农村生活污水水质波动大,污染负荷变化大,为了摸清在不同污染负荷变化情况下,废砖垂直流人工湿地系统的处理效果如何,以常规石灰石人工湿地为对照,选择不同污染负荷的农村生活污水为供试污水,研究废砖垂直流人工湿地在不同污染负荷下对污染物的处理效果。结果显示,不同污染负荷下,废砖人工湿地系统对污染物的去除存在显著差异(P0.05),在污染负荷1 [ρ(TN)=10 mg·L~(-1),ρ(TP)=1 mg·L~(-1),ρ(COD_(Cr))=10 mg·L~(-1)]和污染负荷2 [ρ(TN)=20 mg·L~(-1),ρ(TP)=3 mg·L~(-1),ρ(COD_(Cr))=200mg·L~(-1)]情况下,系统显示较好的污染物去除效果,出水TN和NH_4~+-N质量浓度满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)一级B类水质标准。废砖人工湿地系统对污染物的去除效果要优于石灰石人工湿地。废砖人工湿地的TP去除率在4个不同污染负荷下分别可达到86%、74%、64%、61%;在污染负荷为3[ρ(TN)=40mg·L~(-1),ρ(TP)=7mg·L~(-1),ρ(COD_(Cr))=300 mg·L~(-1)]情况下,废砖人工湿地系统对COD_(Cr)的去除率可达到83%。污染负荷变化,会影响系统微环境指标的变化。不同污染负荷的变化对系统的净化效果具有显著影响。该研究结果可为废砖人工湿地系统实际运行和进一步优化提供重要实际参考价值。     

不同水生植物配置对河涌污水的净化效果

研究不同配置的挺水植物组合对河涌污水污染物的净化效果,为在河涌污水治理上构建有效的人工湿地植物处理系统提供依据。选择10种净化能力较强的挺水植物,组成6种不同配置的挺水植物组合,采用无土栽培的方式模拟人工湿地的环境进行静态培养试验,测定出不同水生植物组合及在不同污水的停留时间(HRT)下对河涌污水污染物的去除率。6种不同配置的水生植物组合在HRT为5 d时对NH4+-N、TN、TP、CODCr、BOD5的去除率(平均去除率分别为98.2%、81.2%、91.3%、71.8%、79.4%)均较高;以组合1:香根草Vetiveria zizanioides+风车草Cyperus alternifolius+美人蕉Canna indica+菖蒲Acorus calamus+再力花Thalia dealbata的处理效果为最佳。不同水生植物系统对污水的净化效率取决于HRT,当HRT从1～5 d时,NH4+-N、TN、TP去除率每天的增幅均逐渐增加,当HRT从5～7 d时,NH4+-N、TN、TP去除率每天的增幅却均迅速下降;说明3种不同配置的水生植物系统对河涌污水NH4+-N、TN、TP的净化效率均以HRT为5 d时...     

不同水生植物配置对河涌污水的净化效果

研究不同配置的挺水植物组合对河涌污水污染物的净化效果,为在河涌污水治理上构建有效的人工湿地植物处理系统提供依据。选择10种净化能力较强的挺水植物,组成6种不同配置的挺水植物组合,采用无土栽培的方式模拟人工湿地的环境进行静态培养试验,测定出不同水生植物组合及在不同污水的停留时间（HRT）下对河涌污水污染物的去除率。6种不同配置的水生植物组合在HRT为5 d时对NH4＋-N、TN、TP、CODCr、BOD5的去除率（平均去除率分别为98.2%、81.2%、91.3%、71.8%、79.4%）均较高;以组合1：香根草Vetiveria zizanioides＋风车草Cyperus alternifolius＋美人蕉Canna indica＋菖蒲Acorus calamus＋再力花Thalia dealbata的处理效果为最佳。不同水生植物系统对污水的净化效率取决于HRT,当HRT从1～5 d时,NH4＋-N、TN、TP去除率每天的增幅均逐渐增加,当HRT从5～7 d时,NH4＋-N、TN、TP去除率每天的增幅却均迅速下降;说明3种不同配置的水生植物系统对河涌污水NH4＋-N、TN、TP的净化效率均以HRT为5 d时最高。     

空心菜浮床栽培对集约化养殖鱼塘水质的影响

以叶绿素a(Chla)、TN、NH4+-N、NO2-N、NO3-N、TP、PO43-P、CODMn等为主要水质指标研究浮床栽培空心菜对集约化养殖鱼塘的净化作用。结果表明,通过4次收获,空心菜产量可达69618.0～73161.6kg.hm-2;空心菜覆盖率为10%和20%处理组通过收获空心菜直接从1hm2养殖池塘中移出的TN分别为27.51、52.35kg,TP分别为2.83、5.39kg。在相同监测时间下,Chla、TN、NH4+-N、NO2-N、NO3-N、TP、PO43-P、CODMn等各项水质指标按对照组、10%处理组、20%处理组的顺序均呈逐渐降低趋势;其中20%处理组对Chla、TN、NH4+-N、NO2-N、NO3-N、TP、PO43-P、CODMn的去除率分别为15.16%～49.02%、9.04%～36.56%、19.23%～46.34%、22.76%～47.74%、13.33%～56.52%、33.33%～45.10%、27.27%～48.15%、3.13%～19.05%。与对照塘相比,处理塘鱼类成活率明显提高,说明在主养鱼为鲫鱼的苗种养殖池塘中采用浮床栽培空心菜能够促进水体物质循环,加强...