氮磷前体物质对磷酸盐还原系统产气效能的影响

实验用泥取自污水处理厂,经培养驯化为具有磷酸盐还原功能的厌氧活性污泥,通过调整不同磷源（大豆卵磷脂、骨粉、六偏磷酸钠、磷酸氢二钾、次磷酸钠、亚磷酸钠）、氮源（氯化铵、蛋白胨）及氮磷配比,考察磷化氢产气效能及磷酸盐去除率。结果显示:所选的磷源及氮源均能使磷酸盐还原系统产生磷化氢气体,说明磷酸盐还原系统对各种形态氮磷化合物的适应能力较强,其中单种磷源产气量最大的为无机磷次磷酸钠,以大豆卵磷脂为代表的有机磷产气量最小,添加骨粉和次磷酸钠对磷酸盐还原系统的产气量增加有促进作用,无机氮源氯化铵为氮源的产气量较大,最佳氮磷比为4:1,以蛋白胨为氮源时的最佳氮磷比为4:1,这2种氮源的混合对磷化氢气体产生具有促进作用。     

近15 a来昌黎保护区氮磷时空变化特征及潜在富营养化评估

根据1999~2013年昌黎黄金海岸国家级自然保护区近岸海域水质调查结果,分析并讨论了保护区氮磷营养盐含量的年际和季节变化、营养结构特征以及影响因素,并对该海域潜在性富营养化状况进行评价。结果表明,保护区海域氮磷营养盐含量的年际变化总体呈下降趋势,近期波动显著;季节变化特点为夏季高,春秋季低;其时空分布特征与浮游生物生长繁殖规律以及陆源径流的季节变化基本吻合;营养水平总体为贫营养状态,个别年度呈现富营养化现象,营养盐结构偏向磷限制。     

洱海水华高风险期水体氮磷变化及其指示意义

为揭示水华高风险期水体氮磷变化对洱海的指示意义,结合洱海2009年、2013年和2018年采样检测数据及三维荧光、紫外光谱技术,研究了洱海上覆水氮磷组成和结构变化及影响因素.结果表明:①ρ(TN)和ρ(TP)均先降后升,由2009年氮磷以DON(0.231 mg/L,占36.90%)和DOP(0.016 mg/L,占42.05%)为主,转变为2018年以NH₄+-N(0.197 mg/L,占32.89%)和PP(0.033 mg/L,占70.00%)为主,NH₄+-N和溶解性有机氮磷质量浓度变化是引起氮磷变化的主要因子.各形态氮磷质量浓度空间变化差异较大,北部和中部湖区ρ(TN)、ρ(TP)及其增幅均大于南部湖区;ρ(DON)在北部和南部湖区总体呈下降的趋势,中部湖区ρ(DON)先降后升,增幅为3.32%;ρ(DOP)在北部和中部呈递减,南部湖区则先升后降,总体增加了70.21%;ρ(NH₄+-N)在中部和南部湖区显著增加,北部湖区先降后升.②上覆水氮磷质量浓度及形态时空变化受外源负荷、内源释放和藻类生长共同影响,其中入湖河流是影响氮磷质量浓度变化的主因,且农村生活污染和农田面源污染影响也较大;有机氮磷变化主要受外源输入和湖泊微生物代谢影响,而ρ(NH₄+-N)变化则主要受沉积物释放和藻类生长影响.③洱海水华高风险期上覆水腐殖化程度明显降低,有机氮磷分子量减小,而活性增加,一定程度上可促进藻类生长.研究显示,近10年洱海氮磷质量浓度有增加趋势,有机氮磷质量浓度虽有所下降,但其活性较高,藻类水华风险并未降低,除进一步加强外源负荷控制,关注TN和TP的同时,洱海保护治理还应关注有机氮磷输入以及中部和南部湖区沉积物氮磷释放的水质影响.      

蠡湖水体氮、磷时空变化及差异性分析

蠡湖是一个典型处于从浊水藻型向清水草型转换过渡时期的浅水湖泊.根据2012~2013年周年的现场调查资料和历史监测资料,分析了水体氮、磷的空间分布、变化规律及主要影响因素,并探讨了水体氮、磷形态的时空差异及其相应的控制对策.结果表明,蠡湖仍然没有从根本上解决水体的富营养化问题,水体中氮、磷浓度仍处于一种不稳定的状态,各采样点总氮(TN)浓度在0.74~4.93mg/L之间,平均值为1.35mg/L;总磷(TP)浓度在0.03~0.31mg/L之间,平均值为0.073mg/L.空间上,TN和TP浓度自东向西依次递减,呈现东蠡湖高于西蠡湖,沿岸区高于湖心区的趋势;季节上,TN、TP浓度呈现夏季、秋季较高,而冬季、春季低的特点;水体中氮主要以溶解态为主,DTN占TN的比例在35%~99%之间,平均为77.98%;而磷主要是以颗粒态的形态占优势,颗粒态磷占TP的比例在11%~90%之间,平均值为59%.多元统计表明,TN与DTN和总悬浮物(TSS)之间呈正相关关系,但与TSS的相关性系数较小,而TP与DTP和TSS都呈显著正相关.因此,要降低水体中氮磷浓度,可以从减少通过干湿沉降进入湖泊水体的氮磷或者降低沉积物再悬浮、抑制底泥氮磷释放两个方面入手.     

白塔堡河上覆水与沉积物间隙水N、P分布特征

为研究河流沉积物与间隙水间营养盐的迁移规律,采集白塔堡河干流平水期上覆水和沉积物间隙水样品,分析N、P分布特征,计算沉积物-水界面N、P扩散通量,并对上覆水与间隙水中营养盐含量进行回归分析. 结果表明:上覆水和间隙水中ρ(TN)、ρ(NH₃-N)和ρ(TP)均为农村带河段最低,城镇带和城市带河段较高. N、P的主要来源,农村带河段为农村灰水和面源污染,城镇带河段为生活污水和工业园排水,城市带河段为城市生活污水和工业废水. 间隙水中各营养盐质量浓度基本上都高于上覆水,空间分布趋势相似. NH₃-N、NO₂--N、NO₃--N和PO₄3--P在沉积物-水界面的平均扩散通量分别为0.429、0.134、0.080和0.143μmol/(m2·d),表明沉积物是上覆水重要的N、P源. 表层沉积物间隙水与上覆水中的ρ(NH₃-N)(R2=0.874,P=0.0002)和ρ(PO₄3--P)(R2=0.704,P=0.0005)均呈极显著相关,ρ(NO₂--N)呈显著相关(R2=0.501,P=0.0020),ρ(NO₃--N)的相关性(R2=0.353,P=0.0150)不显著,说明白塔堡河沉积物间隙水中的N主要以NH₃-N形态向上覆水中扩散;而间隙水中的P主要以PO₄3--P形态向上覆水中扩散.      

巢湖流域氮磷面源污染与水华空间分布遥感解析

基于遥感监测手段,分别应用DPeRS模型和MODIS水华提取方法对巢湖流域氮磷面源污染特征和巢湖水体水华爆发规律进行遥感像元尺度解析,结果表明: 2010年巢湖流域总氮产生量为1900.3t,入河量为846.5t;总磷为244.1t,入河量为76t.巢湖流域农业面源污染对氮素污染贡献最大,而水土流失则对磷面源污染贡献最大;综合巢湖流域氮磷面源污染和水华爆发的时空特征分析,明确氮磷面源污染与巢湖水华具有相关性,并且时间上水华爆发频率较氮磷面源污染具有先滞后后同步的特征,且面源污染负荷与水华爆发面积的相关系数为0.45;在空间上,面源污染负荷较大区域与水华爆发频度较高区域也有较好的匹配性;基于这种相关性,应用DPeRS模型对巢湖流域进行氮磷减排情景分析,结果表明在施肥量减少30%,农村生活垃圾处理率提高到60%,畜禽粪便处理率和城市垃圾处理率提高到80%的情况下,氮磷面源污染平均削减率可以达到50%.     

城市雨水管道沉积物氮磷污染溶出特性试验研究

针对城市雨水管道沉积物氮磷溶出特性不清楚的问题,以南京江北新区3种不同功能区（文教区、交通区及商业区）分流制雨水管道为研究对象,考察了管道沉积物中氮磷溶出随时间的变化关系,分析了不同pH、盐度等环境因素下氮磷溶出特征,并探讨了不同氮磷浓度的来流对出流中氮磷的影响.结果表明:①各功能区管道沉积物中溶出ρ（NH₃-N）、ρ（NO₃-N）、ρ（TP）随淋溶时间先增大后趋于稳定,且达到峰值的先后顺序均表现为交通区>文教区>商业区.②各功能区管道沉积物中NH₃-N和TP在pH影响下溶出趋势基本一致,均表现为酸性条件>碱性条件>中性条件,而NO₃-N溶出均在pH=7附近（中性条件）达到峰值（交通区溶出率最大,为35.21%）.③各功能区管道沉积物中NH₃-N和NO₃-N的溶出均随盐度增加而逐渐增加,而TP的溶出却在盐度超过1%后呈不同程度的波动.④NO₃-N溶出率最小且TP溶出率最大的交通区雨水管道出流受来流影响最明显,相关系数均超过0.97.研究显示,与文教区、商业区相比,pH、盐度等环境因素对交通区雨水管道沉积物氮磷溶出影响最大,在雨水管道径流氮磷输出负荷的定量评估过程中应被重点关注.      

植物吸收在人工湿地脱氮除磷中的贡献

通过研究人工湿地植物对氮、磷的吸收能力,评价植物吸收在人工湿地脱氮除磷方面的贡献. 结果表明,不同湿地植物其组织中w(TN)和w(TP)差异极显著,湿地植物对TN和TP的吸收量分别为6.1～94.0和0.5～9.0 g/(m2·a). 按全年衡算,湿地植物对TN和TP的吸收量分别占人工湿地TN和TP去除量的0.6%～17.3%和1.4%～41.2%. 但由于湿地植物吸收的TN和TP中有相当一部分是储存在湿地植物的地下部,通过收获植物地上部的TN和TP吸收量仅占人工湿地TN和TP去除量的0.3%～14.1%和0.8%～19.6%. 由此可见,湿地植物的直接吸收在人工湿地系统氮、磷去除中不占重要地位,人工湿地植物的选择和利用应该更注重其间接生态效应的发挥.      

米氏凯伦藻对氮源的吸收利用特征

对不同氮源的吸收利用特征在一定程度上决定了藻类的生长策略和种群生物量,采用单因子实验,以NaH2PO4作为唯一磷源,固定初始磷浓度为0.65 μmol·L-1,选用硝酸钠、亚硝酸钠、氯化铵和尿素分别作为氮源进行批次培养,对比研究米氏凯伦藻(Karenia mikimotoi)在不同氮源不同氮磷浓度比(cN/cP)条件下的吸收利用特征.结果表明:当cN/cP为80时,米氏凯伦藻细胞数量增长明显,对硝酸钠、亚硝酸钠、氯化铵和尿素的吸收量分别为51.64 μmol·L-1、29.28 μmol·L-1、42.17μmol·L-1、41.42 μmol·L-1.4种氮源对米氏凯伦藻的营养价值存在差别,其由大至小的排列顺序依次为:硝酸钠,尿素,亚硝酸钠,氯化铵.     

北固山湿地土壤氮磷的空间分布特征

镇江北固山湿地是一以芦苇(Phragmites australis)和虉草(Phalaris arundinacea L.)为优势植物的滨江湿地,土壤中氮磷空间分布对了解湿地水体的富营养化具有重要意义.在北固山湿地的典型区域内布点采样,对土壤中氮磷进行分析,研究了湿地土壤氮磷水平变异性及氮磷在不同植被区土壤中的空间分布规律.结果表明:北固山湿地全氮主要分布在0～60 cm土壤层,表层土壤中全磷质量分数显著高于下层土壤.土壤各层次全磷的水平变异性普遍高于全氮,尤其在20～40 cm土壤层全磷的变异系数达到52.34%,说明氮素在各层次分布相对均匀.植被类型对土壤中氮磷的空间分布有较大影响,虉草区各土壤层全氮、全磷质量分数均高于芦苇区,其0～20 cm和20～40 cm土壤层全磷质量分数亦高于空地.受污水排放、内江水冲洗等作用,污染空地及三个排污口全氮、全磷质量分数分别呈现不同的空间变化规律.研究结果为湿地生态恢复和生态清淤提供参考.