水生植物组合后根际微生物及水净化研究

富营养化水体的净化多集中于用单一生态型的水生植物或通过水生植物配置进行,而把多种不同生态型的水生植物镶嵌组合使用还少见报道,水生植物与微生物的关系也有类似情况。实验选择了三种不同生态型的水生植物镶嵌组合(慈姑(Sagittaria sagittifolia),挺水植物;大薸(Pistia stratiote),漂浮植物;穗状狐尾藻(Myriophyllum spicatum),沉水植物)后对富营养化水体进行净化研究,结果表明:(1)水生植物镶嵌组合后对富营养化水体中的TN和TP去除效果明显,并且能够长期维持此净化效果;(2)植物根际细菌与TN的变化有良好的正相关关系,而真菌、放细菌与TN的去除关系不大;(3)TP的去除与微生物的相关性不高,TP的去除主要是水生植物的作用;(4)被净化水体中的细菌数量一直维持一个低水平状态,说明水质有很大改善。     

水生植物对富营养化水体净化效果的初步研究

通过室内水箱种植,设置S1(大薸)、S2(大薸+金鱼藻)和S3(狐尾藻+金鱼藻+大薸)3种水生植物组合在重度富营养水体中进行水培试验,并连续测定水体TN、TP、CODMn、电导率、DO和p H等指标。结果表明:S3对富营养化水体具有较强的净化能力,对TN、TP的吸收效果良好;对TN的去除率S1S2S3,对TP的去除率S2S3S1;S2、S3与S4(空白对照组)之间的差异都极显著;S1、S2与S4之间的COD_(Mn)降低率差异都极显著,在处理效果最佳时期,COD_(Mn)降低率S3S1S2;S1、S2与S4之间的DO差异都极显著。试验前水体浑浊,试验结束后,水体清澈见底。大薸、狐尾藻和金鱼藻3种水生植物可作为长江中下游地区,特别是浙江省"五水共治"工程中河道富营养化水体治理的优选水生植物材料。     

生态塘水生植物对受污染河水中氮磷的净化效果研究

通过生态塘1—人工湿地—生态塘2污水生态处理系统,研究生态塘中狐尾藻、水白菜对受污染河水中氮磷的净化效果。结果表明,狐尾藻在高浓度污水中的生长量要远远高于低浓度污水,水白菜在高浓度污水中的生长量则要低于低浓度污水。生态塘中狐尾藻与水白菜样本中N、P的质量分数总体上随着污水浓度的降低而降低。生态塘1和生态塘2中水生植物对TN、TP的去除量均较为接近,去除效果稳定,但不同生态塘水生植物对TN、TP的去除量占相应生态塘总去除量的比例差异较大,其中生态塘1和生态塘2水生植物对TN的去除量分别占系统总去除量的4.98%和8.88%,生态塘1和生态塘2水生植物对TP的去除量分别占系统总去除量的2.70%和7.40%。     

水生植物对封闭式景观水体净化性能研究

模拟封闭式景观水体环境,以总氮(TN)、总磷(TP)、化学需氧量(CODCr)含量为指标,对比研究5种水生植物对不同污染程度的景观水体净化效果。结果表明:5种水生植物均具有不同程度的净化水质能力;中华天胡荽对生活污水TN、TP、COD去除率分别为31%、84%、69%,对学院景观湖水TN、TP、COD去除率分别为52%、81%、83%;水葱对公园景观湖水TN、TP、COD去除率分别为75%、83%、78%;在TN和TP污染程度较高的水体中,中华天胡荽的净化效果好; TN和TP污染程度较低的水体中,水葱对其的净化效果好;在不同污染程度的水体中,中华天胡荽对COD指标均有较好的去除效果。     

复合人工湿地系统净化城市富营养水体的应用研究

采用复合人工湿地系统对紫阳湖富营养水体进行净化工程性研究,在水力负荷为1 m3(/m2·d)的条件下,研究了上层表面流人工湿地单元、下层水平潜流人工湿地单元对紫阳湖水体中高锰酸盐指数、TN、TP等水质指标的去除效果。结果表明:下层水平潜流人工湿地单元对高锰酸盐指数、TN、TP的去除率分别为24.5%、23.1%、23.3%,上层表面流人工湿地单元对高锰酸盐指数、TN、TP的去除率分别为23.5%、13.3%、14.2%,上层人工湿地单元对氮、磷的去除效果比上层人工湿地单元高50%和40%,对高锰酸盐指数的去除效果两者差不多。另外,复合人工湿地对紫阳湖水净化效果较好,对高锰酸盐指数、TN、TP的平均去除率达到42%、33.2%和34.2%,出水浓度分别为9.60、2.01和0.23 mg/L,出水稳定可以为后续水体生态修复措施创造有利条件。     

5种沉水植物的氮、磷吸收和水质净化能力比较

选取轮叶黑藻(Hydrilla verticillata)、苦草(Vallisneria natans)、金鱼藻(Ceratophyllum demersum)、穗状狐尾藻(Myriophyllum spicatum)、微齿眼子菜(Potamogeton maackianus)等5种乡土沉水植物为研究对象,在室内静水条件下对其氮、磷吸收和水质净化能力进行比较研究.结果表明,不同沉水植物试验前后的含水率差异较小,变化范围为89.8%~92.0%,但净增生物量差异较大且均存在显著性差异,变化范围(干重计)为1.52~12.92 g·m-2,其中净增生物量最高的轮叶黑藻是最低的微齿眼子菜的8.5倍.不同沉水植物试验前后植株氮、磷含量变化范围分别为26.54~34.44 g·kg~(-1)和2.54~4.01g·kg~(-1),其中金鱼藻的植株氮、磷含量相对偏高.不同沉水植物处理的水质TN、TP去除率范围分别为63.8%~83.1%和49.2%~70.8%,均显著高于CK处理的39.9%和36.9%,去除率大小顺序均为:轮叶黑藻金鱼藻苦草穗状狐尾藻微齿眼子菜CK.不同沉水植物处理的水质TN、TP去除率与净增生物量存在较高相关性,相关性系数分别为0.994(P0.01)和0.996(P0.01).不同沉水植物氮、磷直接吸收贡献率范围分别为1.5%~13.3%和2.2%~13.2%,扣除水体自身自净能力后沉水植物的增效作用贡献率范围分别为22.5%~29.9%和10.1%~20.6%,表明水质净化氮、磷去除过程中沉水植物的增效作用要大于直接吸收作用.     

水生植物对富营养化水系统中氮、磷的富集与转移

基于人工模拟自然条件的方法,选取狐尾藻(Myriophyllum verticillatum L.)、水芹菜(Oenanthe javanica)及黑麦草(Lolium perenne)等3种水生植物,对滇池入湖河道污水进行净化试验研究.探讨了水生植物对富营养化水体中氮、磷在不同相中的富集与转移效果.结果表明,沉积物相中,3种植物对氮的富集率为狐尾藻(64.71%)水芹菜(19.12%)黑麦草(5.88%)空白(-7.84%),磷的富集率为水芹菜(187.2%)狐尾藻(144.6%)黑麦草(130.5%)空白(31.2%);生物相中,氮的富集率为狐尾藻(4.15%)水芹菜(0.5%)黑麦草(-14.6%),磷的富集率为狐尾藻(9.6%)水芹菜(3.8%)黑麦草(-6.5%);水相中氮的去除率为黑麦草(95.11%)水芹菜(83.08%)狐尾藻(71.42%)空白(58.10%),磷的去除率为黑麦草(88.17%)狐尾藻(79.58%)水芹菜(73.09%)空白(20.19%).     

三级绿狐尾藻表面流人工湿地对养殖废水处理效应研究

提高人工湿地对养殖废水的处理效果是当前人工湿地需要解决的重要问题。本文以绿狐尾藻（Myriophyllum aquaticum Gaudich）为湿地植物,在野外构建三级表面流人工湿地,以高污染养猪废水为处理对象,分析废水中铵态氮（NH₄⁺-N）、总氮（TN）、总磷（TP）和化学需氧量（COD）在人工湿地中的去除效应,并解析它们与水体温度、溶解氧（DO）、pH和氧化还原电位（Eh）等指标的关联性。结果表明,绿狐尾藻人工湿地对NH₄⁺-N、TN、TP和COD平均去除率分别为88.3%、86.4%、76.3%和82.3%,出水平均浓度分别为45、86、14和188 mg/L。人工湿地进水负荷与人工湿地去除负荷呈显著的正相关关系（R² ≥ 0.80,P< 0.01）,去除负荷随进水负荷增加而增加。根据Pearson相关分析,人工湿地对NH₄⁺-N、TN、TP的去除率与水体DO、Eh和温度有显著相关性（P<0.01）,而对COD的去除率仅与温度存在显著的相关关系（P < 0.05）,说明人工湿地对不同污染物的去除机制存在差异。主成分分析发现水体温度是人工湿地对NH₄⁺-N、TN、COD去除的主要影响因素,水体Eh对人工湿地去除TP的关联性最大。这对改善人工湿地对污染物的去除效应至关重要。     

5种植物沉床系统对富营养化水体修复效果研究

以狐尾藻、马来眼子菜、金鱼藻、伊乐藻和苦草5种沉水植物为试验材料,构建以沉水植物为核心的人工沉床,探讨富营养化水体中沉水植物的生长状况和沉水植物沉床系统对氮、磷和COD_(Mn)的净化效果。结果表明:5种沉水植物在富营养水体中生长良好,生物量明显增加,以金鱼藻生物量最大。5种沉水植物沉床系统对富营养化水体中的TP、TN和NH_4~+-N去除率较高,均值分别为70.16%、79.60%、79.82%,而对COD_(Mn)的去除率较低,平均为39.74%;其中金鱼藻沉床系统对富营养化水体中的TP、TN、氨氮、COD_(Mn)去除率均最高,分别为79.76%、85.23%、85.81%和46.16%。因此,金鱼藻沉床系统对富营养化水体修复效果最好,同时金鱼藻也是该沉床系统的优选植物。     

潜流型人工湿地冬季污水净化效果

冬季通过对人工湿地系统采取保温措施,可有效维持和提高湿地内的温度,改善湿地净化效果;比较了种植不同植物湿地在不同运行方式下的污染物去除率.结果表明,通过控制湿地运行方式,可增高湿地系统温度和提高溶氧(DO)水平,从而提高COD、TN和TP的去除率;当水力停留时间(HRT)为5d时,湿地出水的TN和TP去除率分别达到72.5%和58.2%.     

文蛤对环境中TN、TP的影响及其指示微生物活性指标的确定

为确定文蛤活动对海水及沉积物中TN、TP的影响并筛选指示文蛤活动对环境中总氮、TP影响的微生物活性指标,本研究进行了围塘埋栖文蛤的现场实验以及室内模拟实验。于2009年8月在双台子河口盘山海域的滩涂高潮线附近设置了投放文蛤的实验池塘和未投放文蛤的对照池塘。于2010年8月、10月、12月及2011年5月分别采集了实验池塘和对照池塘的海水及表层沉积物,并对其进行了主要微生物活性指标(微生物生物量碳、微生物基础呼吸、海水及沉积物中细菌总数、硝化细菌和反硝化细菌数量)以及TN、TP的测定,从而确定文蛤活动对海水及沉积物中TN、TP的影响。通过相关性分析,确定能指示文蛤活动对TN、TP影响的微生物活性指标。同时进行室内模拟实验测定上述指标。通过对现场和室内模拟实验结果的综合分析发现,投放文蛤之后,海水中的TN、TP含量下降,海水及沉积物中的细菌总数下降,说明文蛤的投放对海水富营养化起到缓解的作用。此外通过相关性分析发现海水中细菌总数、沉积物中细菌总数及微生物生物量碳这3个微生物指标与海水及沉积物中TN、TP之间均具有显著相关性,可用于反应文蛤扰动对环境中TN、TP的影响。     

达里湖表层水体浮游细菌群落结构的夏-冬季节差异

为探索寒旱区湖泊在夏季非冰封开放、冬季冰冻近封闭等状态差异下表水中典型理化指标和浮游细菌群落结构差异,利用2018年7月和2019年1月采集的内蒙古达里湖41个表水(冰)样品,基于16S rRNA高通量测序和典型理化指标含量分析,讨论了浮游细菌群落结构特征及其对氮(N)和磷(P)元素等理化指标的夏-冬季节差异的响应.首先,夏季表水(夏水)中N和P及电导率(EC)等指标参数相对含量明显高于冬季(包含冬季表水-冬水和湖冰-冰体),且Proteobacteria、Actinobacteria和Cyanobacteria等构成夏水、冬水和冰体中广泛存在的优势浮游细菌门类(相对丰度大于1％).不过,夏水中优势浮游细菌门类数量明显多于冬水和冰体,如Deinococcus-Thermus、Tenericutes和Firmicutes等仅在夏水中为优势菌门;其次,夏-冬季环境条件差异,特别是冬季"冰-水"内部状态改变,不仅引起表水富营养化程度明显差异,还导致优势细菌门类对N和P等营养元素及EC、溶解氧(DO)、冰厚(thickness)和化学需氧量(COD)等理化指标变化产生差异性响应.整体上,虽然聚类及分型结果将样品主要分为冰、水两种类别,且冰体中各理化指标参数对优势菌属相对丰度变化的影响最显著,但冰体优势菌属主要受到结冰过程引起的湖泊内部环境(如不同形态P元素迁移和冰厚等)变化的影响,而冬水和夏水优势菌属则受到外部环境[如水深(depth)和溶解性总固体(TDS)等]变化的影响较为明显.     

上海市供水管网中异养菌生长水平及相关指标变化

以上海市某水厂实际供水管网为研究对象,对其管网水中异养菌生长水平和其它相关物理、化学指标的变化规律进行了检测分析.结果表明,在所研究供水管段中,悬浮水中所含细菌主要是以有机物为营养的异养菌;随着供水距离延长,悬浮水中BDOC逐渐增加,伴随异养菌数量和浊度呈增加趋势;在研究管段中,悬浮水中各形态氮的变化表明水中存在一定的亚硝化作用,而且亚硝酸盐含量同异养菌具有相同的升高变化趋势;管网水中总磷含量与异养菌数量也随供水距离延长同时增加.     

基于水质水动力模型的鱼洞水库水污染物总量控制研究

以CE-QUAL-W2为平台,对昭通市鱼洞水库的水质水动力进行了模拟,很好地再现了水库水质的变化趋势和幅度。根据环境标准的不同解译方式计算了鱼洞水库在三种情景下的水环境容量：情景1以鱼洞水库表层全年的逐日污染物浓度100%达标;情景2以鱼洞水库表层全年80%时间内污染物浓度达标;情景3以鱼洞水库表层全年50%时间内污染物浓度达标。情景1下,鱼洞水库TN、TP负荷需要在现有基础上分别削减50%、45%,该方案风险较低,但面临短期内经济与技术上的不可行,可作为流域环境管理的长期目标;情景2下,鱼洞水库TN、TP负荷需在现有基础上分别削减42%、15%;情景3下,洞水库TN负荷需在现有基础上削减20%,TP不需削减,该方案可作为流域环境管理的近期目标。     

再生水灌溉对土壤化学性质及可培养微生物的影响

通过室内土柱模拟实验,探讨再生水灌溉对土壤化学性质和可培养微生物的影响,从而为再生水回用评价提供数据支持.结果表明,在土壤化学性质方面,再生水灌溉可显著提高土壤有机质(OM)和全氮(TN)含量,而对土壤总磷(TP)、速效磷(AP)和pH值无显著影响.在微生物数量方面,再生水灌溉可显著提高表层0~20 cm细菌和放线菌数量,而对20~40 cm和40~60 cm土层三大微生物类群数量影响较小.在微生物种类方面,不动杆菌属(Acinetobacter)是再生水灌区的优势菌属,芽孢杆菌属(Bacillus)是自来水灌区的优势菌属;自来水灌区特有种属4个,再生水灌区特有种属6个;再生水灌溉对表层0~20cm土壤微生物群落Shannon多样性无影响,使土壤微生物群落Pielou均匀度降低,可提高土壤微生物群落Margalef丰富度.通过SPSS 17.0对土壤微生物数量和土壤化学性质进行相关性分析表明,土壤微生物数量与OM、TN、TP和AP含量呈正相关,与土壤pH值、含水量(SWC)呈负相关;通过CANOCO 4.5对土壤微生物种类与土壤化学性质进行DCA去趋势分析和RDA冗余分析表明,AP含量与微生物群落相关性最强(P=0.002),TP和TN对链球菌属(Streptococcus)、气球菌属(Aerococcus)和奈瑟氏球菌属(Neisseria)的影响较大,OM和AP对气单胞菌属(Aeromonas)、动性球菌属(Planococcus)和盐杆菌属(Halobacterium)影响较大.     

富营养化水体中微囊藻、菌、病毒数量关系初步研究

通过测定铜绿微囊藻、菌、病毒的数量以及总磷、总氮的浓度变化,研究了富营养化水体中藻、菌、病毒之间的数量关系。结果表明:病毒和第二天的藻细胞数呈显著负相关(r=-0.655,P0.01),其显著水平高于与当天藻细胞数的相关性(r=-0.578,P0.05),菌和第二天的藻也具有显著负相关性(r=-0.500,P0.05),回归分析表明,病毒的波动能够解释51.9%的藻细胞数的变化,菌的波动能够解释46.4%的藻细胞数的变化,藻细胞数与菌数的回归方程的确定系数低于藻细胞数与病毒数的确定系数。此外,藻和总磷存在极显著负相关性(r=-0.747,P0.01),病毒和总磷之间存在极显著正相关(r=0.857,P0.01)。上述结果说明,浮游病毒和浮游细菌丰度是影响藻类数量的重要因子,且富营养化水体中的浮游病毒可以通过裂解宿主细胞而加速了磷元素的循环。     

混合型植物人工浮岛处理生活污水的试验研究

采用浮岛无土栽培的方法,以人工水桶为模拟场所,通过在桶内的生活污水水体表面混合种植各种植物,研究植物的吸收和吸附作用、微生物的协同作用以及水体中TN、TP、COD的降解等,结果表明混合型植物人工浮岛对TN、TP的去除效果比单一植物要好,COD的去除率也达到80%,对于生活污水的处理具有广阔的应用前景.     

优势复合菌剂处理黑臭河水的实验研究

初试条件下系统的考察了优势复合菌剂对西洋河黑臭河水水体的处理效果,实验结果表明:(1)优势复合菌剂能有效降低黑臭河水的COD、氨氮和总磷,去除率达到80%以上;(2)好氧条件下的处理效果要优于自然条件下的处理效果;(3)不同的接种量(V菌/V水)、温度、pH值及摇床转速对处理效果均有不同的影响,由正交试验得到的最佳降解条件为接种量10/10000、温度35℃、pH值9、转速100r/min。在优化条件下对COD、氨氮和总磷的去除率分别达到67.83%、70.29%、70.59%。     

云龙水库水环境污染成因分析与控制对策建议

云龙水库径流区污染物负荷的调查结果显示，云龙水库水污染特征以面源污染为主，入库水量TN占91．8％，TP占98．4％。根据云龙水库水环境污染成因提出了防治面源污染的控制对策建议。     

非点源污染河流的水环境容量估算和分配

通过河流相应集水区内氮磷的各污染源分析(包括农地、畜禽养殖和生活排污等),利用输出系数模型估算各非点源的氮磷投(排)放量和入河量;采用河段氮磷输入-输出平衡关系分析方法,估算河流对氮磷的每月自净量.以此为基础,参照水功能区划所要求的水质目标,提出了水质未超标河段相应集水区的氮磷剩余水环境容量按月估算模型,和水质超标河段相应集水区内氮磷投放削减量的按月估算模型,及其在各污染源之间的分配方案.结果表明,长乐江的总氮和总磷自净量分别达到775.9 t·a^-1和30.9 t·a^-1,自净率分别为28.8%和51.2%.河流对氮磷的自净量不仅受水文生态条件的影响而表现出较大的季节性变化,而且随着污染负荷量本身的增加而提高.按照水功能区划中Ⅲ类水的水质要求,长乐江总氮含量全年超标;各非点源的总氮投(排)放量均须不同程度的削减,削减总量应达到1 581.0　t;氮源削减量分配结果表明,化肥是应削减的最大氮源,要求在河流相应集水区内的化肥氮投放削减量为1 047.4 t·a^-1;而与各种氮源的投排放现状相比,要求削减比例最高的是畜禽养殖的氮排放量,达32.4%.长乐江流域尚有一定的总磷剩余水环境容量(2 335.7 t·a^-1).根据目标水质要求,平水期是各污染源总氮投放需要削减的量最大的时期,丰水期则是总磷剩余水环境容量最小的时期.