污染河口区沉积物-水界面营养盐交换通量的实验研究

采集青岛市李村河口下游沉积物柱状样品,通过实验室培养实验,研究了溶解氧、温度、盐度、生物扰动等环境因素对沉积物-水界面营养盐交换通量的影响。结果表明,NO3-N、NH4-N、PO4-P在贫氧环境下的交换通量要高于富氧条件下,NO2-N受溶解氧含量的影响较小;随着温度的升高,NO3-N、NH4-N、PO4-P的交换通量增大,而NO2-N的交换通量减小;NO2-N和NH4-N的交换通量随盐度增大而增大,NO3-N减小,而PO4-P受盐度的影响较小;生物扰动对营养盐在沉积物-水界面的交换通量的影响显著。     

两种海洋硅藻对生源要素N、P浓度变化的响应

近年来大量废水排放导致生源要素N、P成为近海重要污染物之一,本文研究了两种海洋硅藻对培养液中生源要素N或P浓度变化的响应.结果发现:中肋骨条藻在NO3-N浓度为3.0～600 mg/L、三角褐指藻在NO3-N浓度为8.0～600 mg/L时,都能保持旺盛的生长;相比而言,中肋骨条藻在PO4-P浓度为0.6～20 mg/L的实验组生长较好,而三角褐指藻在0.6～10 mg/L的实验组生长较好.实验发现PO4-P浓度过高或过低都不利于两种海洋硅藻的种群增殖.本实验结果表明两种海洋硅藻都具很强的适应高浓度NO3-N的能力,与之相比,PO4-P浓度对控制硅藻种群的增殖起着非常重要的作用.本实验结果也表明:关于N、P对海洋硅藻生长的影响,除了考虑N/P比外,N、P浓度阈值也是一个不容忽视的问题.     

HgCl_2对网箱养殖海域营养盐在沉积物——水界面上交换速率的影响

在滴加HgCl2的状况下,应用实验室培养法研究了大亚湾大鹏澳网箱养殖海域各营养盐(NO2-N、NO3-N、NH4-N、PO4-P、SiO3-Si)在沉积物-海水界面上的交换通量;并根据改进的连续函数法计算了各营养盐在沉积物-海水界面上的交换速率.结果表明,在滴加HgCl2后,上述营养盐在沉积物-海水界面上的交换速率均明显下降,其减小幅度分别达到31.91%、52.27%、44.06%、48.05%和43.10%.加入HgCl2后,沉积物中微生物的分解作用和小型底栖生物的扰动作用受到抑制,有机物质向无机营养盐的转化能力和营养盐由沉积物向水体中的扩散能力减弱,各营养盐在沉积物-水界面上交换速率随之减小.     

Effects of nitrate concentration in interstitial water on the bioremediation of simulated oil-polluted shorelines

Nutrient addition has been proved to be an effective strategy to enhance oil biodegradation in marine shorelines.To determine the optimal range of nutrient concentrations in the bioremediation of oil-polluted beaches,nitrate was added to the simulated shoreline models in the initial concentration of 1,5 and 10 mg/L.Whenever the NO3-N concentration declined to 70% of its original value, additional nutrients were supplemented to maintain a certain range.Results showed adding nutrients increased the oil biodegradation level,the counts of petroleum degrading bacteria(PDB)and heterotrophic bacteria (HB),and the promoted efficiency varied depending on the concentration of nitrate.Oil degradation level in 5 mg/L(NO_3-N)group reached as much as 84.3% accompanied with the consistently highest counts of PDB;while in 1 mg/L group oil removal efficiency was only 35.2%,and the numbers of PDB and HB were relatively low compared to the other groups supplemented with nutrients.Although counts of HB in the 10 mg/L group were remarkable,lower counts of PDB resulted in poorer oil removal efficiency (70.5%) compared to 5 mg/L group.Furthermore,it would need more NO_3-N(0.371 mg)to degrade 1 mg diesel oil in the 10 mg/L group than in the 5 mg/L group(0.197 mg).In conclusion, Nitrate concentration in 5 mg/L is superior to 1 and 10 mg/L in the enhancement of diesel oil biodegradation in simulated shorelines.     

玉足海参和半叶马尾藻净化网箱养殖沉积物的初步研究

初步探讨了综合利用玉足海参(Holothuria Leucospilota)和半叶马尾藻(Sargassum hemiphyllum)的生态互补性净化网箱养殖沉积物中的氮、磷污染物的研究。结果表明:玉足海参的活动能增加海水中NH4-N、NO2-N、NO3-N、PO4-N、TN(总氮)、TP(总磷)和叶绿素a(Chl-a)的浓度;半叶马尾藻的生长活动能显著降低水体中的NH4-N、NO2-N、NO3-N和PO4-P的浓度,并抑制海水中浮游微藻和沉积物表面微型藻类的生长繁殖。综合利用前者的释放作用和后者的吸收作用可以使网箱养殖沉积物中TN和TP的浓度有略微的降低,并有利于维持小水体环境的pH值的稳定。     

东海春季赤潮前后沉积物-海水界面营养盐交换速率的研究

应用实验室培养法现场研究了3～5月东海硅藻赤潮发生前后10个站位的营养盐在沉积物-海水界面的交换,并应用连续函数拟合法计算了营养盐的界面交换速率.结果显示,NO^-₃-N在赤潮前向沉积物中汇聚［-1.33～－0.68 mmol/(m²·d)］,赤潮后却基本由沉积物向海水中释放［－0.69～0.82 mmol/(m²·d)］.NH⁺₄-N在赤潮前后大都从沉积物中释放［－0.65～1.46 mmol/(m²·d)］,赤潮后释放速率小于赤潮前.NO^-₂-N赤潮前后除Zc17站外都向沉积物中汇聚［－0.09～0.05 mmol/(m²·d)］,赤潮后汇聚速率稍高.SiO^2-₃-Si在所有站位都由沉积物向海水释放［0.85～9.23 mmol/(m²·d)］,其赤潮后速率高于赤潮前.PO^3-₄-P在赤潮前向沉积物中汇聚［－0.06～－0.01 mmol/(m²·d)］,在赤潮后却由沉积物向海水中释放［0～1.26 mmol/(m²·d)］.NO^-₃-N和PO^3-₄-P向东海近海沉积物的汇聚在春季不利于硅藻赤潮的暴发,但其在硅藻赤潮暴发后从沉积物的大量释放为后面紧接的大面积甲藻赤潮的暴发提供了重要的营养物质补充.     

浒苔绿潮与苏北近岸海域营养盐浓度的关系研究

根据2010年3～6月5个航次对苏北近岸浒苔绿潮暴发区海域进行的调查数据,研究了该海域营养盐的浓度变化和分布特征.结果表明,受陆地径流和苏北沿岸流的影响,调查海区为营养盐高值区,为绿潮暴发提供了一定基础.溶解性无机氮(DIN)、磷酸盐(PO34--P)和硅酸盐(SiO23--Si)最高浓度分别为23.04、0.55和15.85μmol.L-1,春季浮游植物生命活动旺盛和浒苔绿潮对营养盐的吸收导致从第一至第五航次硝酸盐(NO3--N)、磷酸盐(PO34--P)、硅酸盐(SiO23--Si)和溶解性无机氮(DIN)整体呈下降趋势.此外,水体中N/P与浮游生物体中N/P越接近越有利于浮游生物生长.第四和第五航次的N/P比值比较有利于浒苔的生长.各航次营养盐的分布特征均表现为近岸高,远岸低的趋势.     

MAP结晶法回收和去除尿液中的磷

以分解后的尿液为研究对象,采用MgCl₂·6H₂Ｏ 溶液作为MAP结晶剂,对MAP结晶同步回收尿液中的磷和部分氮的影响因素Mg/PO^３－₄-P摩尔比、反应pH、反应时间、沉淀时间和搅拌速度等进行小试试验.结果表明,Mg/PO^３－₄-P摩尔比是重要的运行参数,当其摩尔比超过1.3∶1时,磷的回收率超过95%,上清液剩余PO^３－₄-P浓度小于10 mg/Ｌ,而提高反应pH不能明显增加磷的回收率.该工艺的最佳运行条件为反应时间20 min,沉淀时间2.0 h,搅拌速度120 r/min,不需要pH调节控制.选择Mg/PO^３－₄-P摩尔比分别为1∶1、1.3∶1和1.5∶1,对在最佳条件下反应获得的3种产物采用SEM、XRD和ICP分析表明,3种产物都为比较纯净的MAP产品,其主要元素P、N、Mg的含量接近于MAP的理论含量（P=12.62%, N = 5.71%, Mg= 9.91%）,分别为13.54%, 5.34%,9.01% (Mg/PO^３－₄-P =1∶1)、13.78%,5.23%,9.36% (Mg/PO^３－₄-P =1.3∶1)和13.34%,5.12%,9.15% (Mg/PO^３－₄-P=1.5∶1),具有较高的回收利用价值.     

滇池福保湾底泥内源氮磷营养盐释放通量估算

在滇池福保湾采集柱状芯样,室内静态模拟沉积物NH4 -N和P3-4-P的释放.结果表明,底泥NH4 -N和PO3-4-P的释放速率分别为22.941～163.117 mg·(m2·d)-1和0.90～2.06 mg·(m2·d)-1,不同区域释放速率差异极大.相对较低的释放速率与湖湾接纳高浓度污水使上覆水与沉积物孔隙水间浓度势减弱有关.通过Peeper(原位渗析膜采样器)法获取间隙水-上覆水剖面样品分析,并根据Fick扩散定律计算出福保湾底泥NH4 -N和pO3--P的释放速率分别为2.85～81.96 mg·(m2·d)-1和0.118～0.265 mg·(m2·d)-1.比较2种方法,利用Fick定律计算出的界面氮磷释放通量明显小于柱样模拟方法.经面积加权,按静态释放计算出福保湾底泥NH4 -N和PO3-4-P的年释放通量分别为(49.9±8.8)t和(0.79±0.53)t.     

钦州湾秋季营养盐分布特征及营养状态分析研究

根据2010年9月对钦州湾海域的现场调查资料,分析了钦州湾表层海水中营养盐的分布特征及其富营养化。结果表明：该湾亚硝酸盐（N02-N）,硝酸盐（NO,-N）,铵盐（NH4-N）,磷酸盐（PO4-P）和活性硅（SiO3-Si）平均含量及范围分别为0．032（0．006-0．059）mg／L,0．262（0．018-0．663）mg／L,0．076（0．032-0．120）mg／L,0．009（0．001～0．02）mg／L和1．213（0．191-4．078）mg／L。在空间分布上,各营养盐含量均呈现出湾内高,湾外低的分布趋势,体现出秋季陆地径流的主导控制作用。相关性分析表明,秋季营养盐的补充均以陆源输入供应为主,对整个海湾的营养水平起到了主导控制作用。根据营养状态指数评价模式计算结果显示,秋季钦州湾调查海区总体表现为中度营养水平。     

莱州湾沿岸河流对邻近海域表层水体中Chl a浓度的影响

根据2012年9月底对莱州湾沿岸河流和邻近海域表层水体中Chl a和相关环境参数的调查,分析了Chl a在该区域的分布、影响因素、富营养化状况以及变化趋势。莱州湾沿岸河流Chl a浓度平均值为51.9 g/L,邻近海域为3.9 g/L。在沿岸河流,与Chl a呈显著正相关的仅有悬浮颗粒物(SPM),而在邻近海域,与Chl a呈显著正相关的有SPM、PO4-P、NH4-N、NO3-N。氮和磷都是莱州湾近岸海域Chl a的限制因子,其中氮的限制作用较大。莱州湾沿岸河流水体的富营养化程度主要表现为过度和高度富营养化,近岸海域水体的富营养化程度则主要表现为低度富营养化。沿岸河流高浓度的氮磷汇入,将会促进莱州湾近岸海域浮游植物生长,进而导致莱州湾近岸海域Chl a浓度增加并有可能使该区域的富营养化程度增加。     

磷酸铵镁同时脱氮除磷技术研究

探讨了pH值,物质摩尔配比,反应时间,反应温度,物质浓度,陈化时间,沉淀剂加入方式等因素对MAP同时脱氮除磷效果的影响。确定了各影响因素的较佳值,并对各因素的影响机理进行了探讨。在兼顾处理液的含盐量尽量低,以及满足处理液中的磷含量<10mg/L,氨氮含量在20mg/L左右的条件下,优化出了处理氨氮浓度为0.1mol/L(1400mg/L)及磷酸盐为相应浓度的废水的最佳pH为9.5,最佳摩尔配比为n(Mg):n(P):n(N)=1.2:1.03:1.0。     

2009年秋季旋沟藻赤潮爆发期间珠江口表层水体的环境特征

2009年秋季在珠江口海域爆发了一次大规模的双胞旋沟藻赤潮,影响面积高达300 km2。赤潮爆发期间,我们对珠江口水域的环境因子特征进行了调查。结果表明,调查期间珠江口西侧受径流的影响程度远高于东部,营养盐一般呈西高东低的水平分布格局,其中以NO3-N、DIN和SiO3-Si的差异最为明显。表层水体的DIN、PO4-P和SiO3-Si的平均浓度分别为31.64μmol/L、0.71μmol/L和46.3μmol/L。SiO3-Si和PO4-P的高值区主要位于洪奇门及以下的珠海沿岸,PO4-P的高值区主要位于洪奇门以上的水域,虎门附近S1站位的PO4-P浓度高达6.23μmol/L。高的营养盐输入、低的降雨量和严重的咸潮入侵应该是导致这次双胞旋沟藻赤潮爆发的重要诱因。     

GFH用于提高再生水回用景观水水质研究

研究了再生水回用于景观水体过程中,GFH(granulated ferric hydroxide)对磷、DOM和氮等污染物的吸附去除机制.结果表明,GFH对磷的去除效果最显著,TP浓度为0.059～0.725mg/L、PO34--P浓度为0.004～0.684mg/L的进水,GFH出水能够实现TP0.05mg/L(去除率91.1%)、PO43--P0.023mg/L(去除率95.4%);GFH优先去除DOM中大分子的腐殖酸,实现对DOM28.5%的去除率,同时提高DOM的芳香性;由于GFH和臭氧的强氧化性,再生水中NH4+-N和NO2--N可发生硝化反应,NH4+-N平均去除率达37.3%,NO2--N平均去除率达59%.     

黄土高原淤地坝土壤性质剖面变化规律及其功能探讨

为分析淤地坝土壤性质的剖面变化规律及其在非点源污染工程治理方面的可能性,采用经典统计学方法研究了黄土高原典型淤地坝土壤性质在5.20 m剖面上的变化规律,并探讨了淤地坝作为碳储存库以及养分富集库的独特功能.结果表明,①坝前土壤剖面容重、砂粒含量低于坝尾,而土壤含水率、有机碳、粘粒、粉粒、速效磷、硝态氮以及铵态氮均大于坝尾;容重随剖面的变异情况为弱变异性,其余指标为中等变异性;除坝前砂粒含量和坝尾土壤含水率外,其余指标均呈正态分布;②坝前和坝尾剖面土壤含水率随土层深度的增加均呈锯齿型变化趋势,在剖面上的分布表现为波动型;土壤有机碳、速效磷、铵态氮随剖面的变化规律与土壤水分的趋势相同;③除坝尾容重与硝态氮、铵态氮及速效磷与铵态氮的相关性未达到显著水平外,土壤含水率、有机碳、容重、粘粒、粉粒、砂粒、速效磷、硝态氮以及铵态氮之间的相关性均达到了显著水平(p＜0.05),并且坝前与坝尾剖面土壤各个性质之间所表现的正相关性或负相关性是一致的;④淤地坝作为黄土高原的一个重要碳储存库,坝前有机碳储量高于坝尾,且坝前在400～520 cm储量最高,坝尾在0～100 cm储量最高;⑤淤地坝对速效养分具有富集效应,坝前储量大于坝尾,且2个剖面上的储量大小顺序均为:铵态氮＞速效磷＞硝态氮;淤地坝对铵态氮、硝态氮的富集系数分别为1.132和1.956;⑥淤地坝作为土壤养分的富集库,对区域碳平衡以及小流域非点源污染工程措施有效治理具有重要的理论意义,对黄土高原坝系建设及其生态功能的深入认识具有一定的参考价值.     

微囊藻毒素含量与自然水体环境影响因子的相关性

研究了太湖流域湖州段、杭州市贴沙河和某水华池塘等自然水体的微囊藻毒素水平,利用相关性分析、主成分分析、聚类分析等统计方法,探讨了自然水体中微囊藻毒素MCLR和MCRR与环境影响因子的相关性.结果表明,3处水体的微囊藻毒素MCLR水平为0.049～12.30μg/L,MCRR为0.032～7.90μg/L,底层水中微囊藻毒素的含量显著高于表层水;水体中MCLR的平均浓度与TN、NH₄⁺-N、NO₂^--N和TP呈显著正相关(p<0.01),与水温、DO和氮磷比呈显著负相关(p<0.01),MCRR的平均浓度与NO₃^--N和氮磷比呈显著正相关(p<0.01),与pH、DOC、高锰酸盐指数、光密度呈显著负相关(p<0.01);TP和NO₂^--N是影响MCLR生物合成的主导因子,NO₃^--N和氮磷比是影响MCRR生物合成的重要因子;NO₂^--N和NO₃^--N可能分别是MCLR和MCRR生物合成中利用的主要无机氮源.     

太湖浮游硅藻时空演化与环境因子的关系

利用1992年至2002年每月1次的监测资料,系统分析了太湖北部3个区域(河口、梅梁湾、湖心)浮游硅藻(Planktonic diatoms)生物量周年变化和空间分布情况.同时,水中磷酸盐(PO43--P)、氨氮(NH4+-N)、硝氮(NO3--N)和硅酸盐(SiO23--Si)含量等相关资料也被用于解释太湖浮游硅藻时空分布的原因.结果显示,直链硅藻(Aulacoseira sp.)是太湖浮游硅藻的优势种,其它常见种有小环藻(Cyclotella sp.)、针杆藻(Synedrasp.)等.硅藻总生物量占浮游藻类生物量百分比平均值约为20%.太湖浮游硅藻生物量在河口最大,梅梁湾其次,湖心最小,究其原因可能与河口的特殊生态环境(水流速度)有关,另外,河口丰富的营养盐,特别是磷酸盐和氨氮也是一个重要因素.温度可能是影响太湖浮游硅藻生物量季节变化的关键因素.Pearson相关分析证实,磷酸盐、氨氮和温度均与硅藻生物量显著相关(p<0.01),且蓝藻生物量百分比与硅藻生物量百分比呈显著负相关.研究结果说明,太湖浮游硅藻的生长分布受多种环境因子(磷酸盐、氨氮、温度)的影响限制,太湖浮游硅藻与蓝藻可能存在着竞争演替的趋势.     

Effect of nitrogen and phosphorus on the water quality in the Three Gorges Reservoir Area during and after its construction

A survey concerning the concentration of the nutrients in the Three Gorges Reservoir Area was carried out. This paper presents the parameters(NO3^- -N, NO2^- -N, KjeldahI-N, non-ionic ammonia, P-PO4 and TP)determined at 16 sampling sites from 1997 to 1999. The dominant soluble nitrogen form was NO3^- -N followed by KjeldahI-N, NO2^- -N and non-ionic ammonia. Mean values of NO3^- -N, NO2^- -N, Kjeldahl-N and non-ionic ammonia ranged from 0.50 to 2.37 mg/L, 0.022 to 0.084 mg/L, 0.33 to 0.99 mg/L and 0.007 to 0.092 mg/L respectively.Mean values of P-PO4 at most sampling sites were higher than 0.1 mg/L for subject to eutrophication. The major factors influencing the concentrations of N and P might be agricultural runoff, municipal and industrial effluents. In addition, 6 kinds of soil were sampled at the area where would inundated after the dam completed. Two approaches were adopted to simulate the N and P release from the inundated soils. The results showed that the soils would release nitrogen and phosphorus to the overlying water when the soils were inundated. The characteristics of soil affected the equilibrium concentrations of N and P between the soil and the overlying water.     

LAS在滇池典型入湖河口缺氧水体中的生物降解

利用"河水衰减法"研究了不同培养条件下阴离子表面活性剂LAS在滇池典型入湖河口(海河口)缺氧水体中的生物降解及其动力学,探讨了温度、pH值、LAS的初始浓度、添加营养盐(NH4Cl或NaH2PO4)以及曝气等因素对LAS生物降解的影响.结果表明,在河口水体中的不同条件下,试验26 d后LAS的生物降解率都达95%以上,且降解服从二级动力学模型.温度、LAS的初始浓度、添加营养盐以及曝气均对LAS的降解有一定的影响.当水温从10℃增至25℃时,其降解速率P从0.21 d-1增至0.90 d-1;在连续曝气时,LAS的降解速率也由缺氧状态的0.72 d-1提高至1.97 d-1;LAS的初始浓度增大,其降解速率减小;添加NaH2,PO4能明显地促进LAS的降解,但是NH4Cl对其降解产生抑制;不同pH值(7.05-9.44)对其降解影响不明显.     

小窑湾海域的环境现状及其发展趋势研究

本文对小窑湾海域的水化学，沉积物和生物体化学要素含量水平和分布进行了研究。其结果为，１４种水化要素，没有一种要素超标；１２种沉积化学要素超出环境允许标准；生物体中残毒量未超过生物允许标准此湾底质受污染晃北岸西部地段，并受控于水动力因素，最衙得出该湾环境变化几点认识。