红色黏土对磷的吸附性能及其机理初探

研究了采自江西鹰潭和江苏宜兴2地荒地亚层(20～40 cm)11种红色黏土的理化性质,比较了其对2种不同质量浓度(35和50 mg.L-1)磷酸二氢钾溶液中磷的吸附性能。结果表明,11种红色黏土对35和50 mg.L-1磷标准溶液的磷吸附量分别为0.52～0.86和0.52～1.18 mg.g-1,其中采自江苏的S9土样对2种浓度磷标准溶液的磷去除率均达90%以上;红色黏土中的铁、铝氧化物是除磷的主要控制因素,溶液中的磷主要与红色黏土中铁、铝氧化物相结合形成难溶性Fe-P和Al-P,土壤氧化铝含量与除磷效果呈显著正相关。可以通过向红色黏土及其他吸附剂中加入适量的铁、铝氧化物以提高对磷的吸附性能。     

河湖相连水系水体污染控制技术与策略

太湖流域上游洮滆水系河湖相连,湖荡密布。以滆湖—太滆运河、漕桥河—太湖为例,分析了该区域水系特征、生态状况、水环境污染现状及存在的主要问题,提出河湖相连水系污染治理控制方案。通过加强流域污染物的源头控制,削减污染负荷,控污与生态修复相结合,提高湖荡自然净化能力和生态系统自我修复能力,拦截并净化水系入湖污染物,为入湖河流提供清洁水源;对入湖河流集水区各类污染源进行治理,拦截和控制沿线污染物进入入湖河流,建成清水河道,提高入湖河流自然净化能力,使污染物在入湖河流运移过程中进一步削减,在河湖连结处等关键水域构建强化净化污染物的生态拦截工程,再次削减入湖污染物,并对水系各污染控制要素进行系统调控和优化配置,在上游地区构建太湖污染防控和水环境保护的安全屏护体系。     

常州平原河网水动力模型构建

针对平原河网水动力状况的特点,利用MIKE11软件包建立了常州市河网水动力模型,并利用常州市13个水文站点1997、1999和2009年实测水位和流量资料对模型参数进行率定与验证.结果表明,河道糙率值在0.020～0.035之间,模型计算值和实测值吻合良好,能够反映河道的主要水动力特征.     

基于核磁共振技术的滆湖沉积物有机磷垂直分布特征

选取滆湖湖区3处生态类型不同的代表性沉积物柱状样,采用液相31P核磁共振技术(31P NMR)研究不同形态有机磷的垂直分布,并研究有机质的垂直分布。结果表明,滆湖沉积物有机质含量明显呈由表层至底层逐渐降低的趋势,不同生态类型湖区有机质含量从大到小依次为渔业养殖区、入湖河口区和草型湖区。沉积物可提取有机磷形态含量大小依次为残渣态磷、钙结合态有机磷(HCl-Po)、铁铝结合态有机磷(Na OH-Po)和弱吸附态有机磷(Na HCO3-Po),Na HCO3-Po和Na OH-Po表现出表层富集现象,有机质与有机磷存在显著相关性(P0. 05),表明绝大部分有机磷来源于有机质组分。31P-NMR分析表明,沉积物中以正磷酸盐为主,磷酸单酯在有机磷中占比最大,磷酸二酯含量随不同生态类型湖区变化显著。     

河口前置库系统在滆湖富营养化控制中的应用研究

通过对建立在滆湖西北部夏溪河与扁担河汇合进入滆湖湖口处的前置库系统进行研究,结果表明前置库系统对入湖河流中氮、磷和藻类的去除作用明显。在稳定运行期内,可将劣Ⅴ类进水水质提高至Ⅲ～Ⅳ类,ρ(TN)和ρ(TP)也分别由1.21～3.09和0.05～0.24 mg.L-1降至0.62～1.26和0.03～0.09 mg.L-1,平均去除率均约为60%;对藻类,ρ(Chl-a)则由15.10～126.07降至4.32～42.95 mg.m-3,平均去除率为(67.55±3.06)%,最高可达82.82%。此外,在前置库系统的不同分区,调蓄缓冲区对TN、TP和Chl-a的去除作用均比较明显,与其他分区之间差异显著(P0.05);在同一分区,对于不同水质指标,仅有生态稳定区对Chl-a的去除作用明显,且与对TN、TP的去除作用之间存在显著差异(P0.05)。     

凹凸棒黏土覆盖对沉积物磷赋存形态的影响

通过实验室模拟实验,研究了800℃热处理凹凸棒黏土覆盖对沉积物中磷的赋存形态影响,采用连续化学提取法和31P核磁共振(31P NMR)分析了覆盖过程中磷的形态变化,并借助扫描电镜能谱仪(SEM-EDS)对磷的形态转化机理进行初步探讨.结果表明,热处理凹凸棒黏土覆盖使沉积物表层中的活性磷平均含量从308.6mg/kg降低到241.1mg/kg,钙磷的平均含量从204.9mg/kg 增加到257.3mg/kg. 31P NMR分析发现,黏土覆盖使有机磷中的DNA-P、焦磷酸盐和单脂磷的含量分别减少47.0%、36.8%和31.3%.扫描电镜能谱分析发现,沉积物表层附着的白色絮状物质主要为钙结合态磷.以上分析初步表明,磷形态转化机制是由于材料中具有较高的活性钙含量,竞争吸附沉积物中的活性磷,材料覆盖沉积物表层后改变了沉积物界面环境,促进了表层沉积物的活性磷向钙结合态磷(Ca-P)转化.     

环巢湖流域表层沉积物重金属赋存特征及潜在生态风险评价

以环巢湖流域表层沉积物为对象,对8种重金属(Cd、Cr、Cu、Zn、Ni、Pb、As和Hg)总量及形态进行分析并运用潜在风险指数法对重金属的生态风险进行了评价.结果表明,环巢湖流域表层沉积物中重金属元素Cd、Cr、Ni、Cu、Zn、Pb、As和Hg的总量总体呈现为南淝河-十五里河水系含量高,其次是裕溪河及支流,其他5条水系的重金属含量相对较低. BCR形态分析表明,重金属元素Hg、Cr、Ni和Cu主要以残渣态存在(分别占总量的77.56%、64.83%、56.52%和48.93%),Cd的可提取态含量比例最高(89.22%),其次为Zn、Pb和As(70.35%,69.50%和63.70%). 潜在生态风险危害指数(RI)表明,Cu、Zn、Pb、Cr、Ni和As均为低污染等级,Cd为较重污染等级,Hg为重污染等级,7个水系的重金属潜在生态风险指数排序为:南淝河-十五里河>裕溪河>柘皋河>杭埠河-丰乐河>派河>白石山河>兆河,重潜在风险和严重潜在风险的区域主要分布在南淝河-十五里河水系以及裕溪河水系,因此,今后对巢湖流域进行重金属整治时可着重考虑针对这两条水系的Cd和Hg元素的重点治理.     

太湖藻源性颗粒物降解过程中营养盐转化及其生态效应

以太湖水体中藻源性颗粒有机物作为切入点,研究了不同环境条件下(有光,无光)藻源性颗粒有机物降解过程中C,N,P等营养元素的形态变化过程,分析了藻源性颗粒有机物对水体营养盐循环和浮游植物生长中的作用.实验结果显示,蓝藻水华过程中,藻源性颗粒有机物最高可占水体总C,N,P比例的81.51%,94.60%,97.47%,是水体营养元素的重要组成部分;有光组颗粒物APA显著高于无光组,说明有光组中颗粒态P降解和转化速率显著高于无光组,但有光组水体中SRP浓度低于无光组,Chl-a浓度高于无光组,说明有光组中藻源性颗粒物降解的同时伴随着藻类的生长,颗粒物释放的SRP被浮游植物吸收并转化为生物量;光照对C,N,P的降解过程有明显影响,无光组颗粒物中C,N,P降解速率是有光组的2倍,可降解比例是有光组的(2.5±0.1)倍;实验中还发现前7d各元素的降解速率要高于之后的降解速率.综上,藻源性颗粒物营养盐总量大,生物可利用性高,降解迅速,且降解产物可被浮游植物吸收,是藻类生长和水华发生重要的营养盐来源.     

湖泊水动力对蓝藻生长的影响

对铜绿微囊藻的水动力模拟实验研究表明,流速和温度以及营养盐浓度对藻类生长有着密切影响,且可能存在一定的临界流速.不同营养状态,临界值不同,在N:P为4.5:1情况下推测临界流速为0.50m/s;在N:P为2.7:1情况下推测临界流速为0.30m/s.经太湖湖泊水动力过程的野外实地观测,风速在2.0～4.0m/s时,与水中叶绿素a浓度呈负相关;当风速≥5.0m/s时,叶绿素a浓度降幅最大,并一直维持在该水平.风力导致的水动力条件变化,影响藻类的生长和聚集状态.水动力因素对蓝藻的生长及聚集有着较大影响.