深圳大亚湾海域无机氮的组成、分布特征及其富营养化状况再探

以2017年对深圳大亚湾海域4个航次的调查数据为基础,分析不同季节无机氮中亚硝酸盐氮、硝酸盐氮和氨氮的组成比例,讨论不同季节无机氮在大亚湾海域的分布情况。运用营养状态质量指数法(NQI)和潜在性富营养化评价法评价海域富营养化状况,并利用叶绿素a与环境指标的相关性分析研究海水富营养化的环境驱动因子。结果表明,海域内无机氮的主要组成部分为硝酸盐氮和氨氮,受丰水期带来陆源污染的影响呈现明显的季节性变化;海域整体富营养化水平为贫营养状况,且在春季和冬季海域内呈现氮限制状态;富营养化的主要环境驱动因子为化学需氧量和氨氮。     

1990年GESAMP报告指出海洋受到的主要威胁

“沿海开发带来的对海洋有机物生长环境的破坏以及海滨地区的细菌性污染是海洋环境中最令人注目的问题”。这是由二十名世界著名的海洋科学家在考察了全球的公海和沿海水域后得出的结论。 这些科学家还确认了其它四个令人担忧的原因是: ·富营养化作用(如磷酸盐和硝酸盐等营养物质造成的沿海水域富营养化,从而导致过量的植物生长和渔类的死亡)。 ·氯代烃的逐渐积聚,特别是在热带和亚热带。     

国外磷、氮废水处理技术现状

<正> 湖泊水域富营养化现象的发生给人们的生活和生产活动带来较大危害,近十几年来已引起世界各国的广泛关注。加拿大的J·R瓦伦泰因和R·A渥伦华达、日本的板本和奥地利的H.列夫勒等在湖泊富营养化方面作了深入研究,现巳基本弄清,湖泊富营养化现象的发生主要是由于水体中磷、氮等元素含量增多的原因所致。为了防治湖泊富营养化现象的发生,通常采用三级处理(即高级处理),其中包括物理、化学和生物法等。本文主要介绍国外对含磷、氮废水的处理技术。一、脱磷技术设置最初沉淀池(1次处理)、最终沉     

洱海富营养化评价及其影响因素分析

为了解洱海富营养化状况,通过现场调研及资料收集,研究了洱海总氮(TN)、总磷(TP)、高锰酸盐指数(CODMn)、透明度(SD)、叶绿素a (chla)与综合营养状态指数TLI (∑)的相关性及富营养化的影响因素。结果表明:①2008—2017年,洱海TP、TN、CODMn、chla、TLI (∑)总体呈上升趋势,氮、磷是主要污染因子;②洱海chla、TN、TP、CODMn与TLI (∑)呈显著正相关;③洱海综合营养状态指数呈上升趋势,富营养化有加重的趋势,必须采取针对性保护措施,遏制富营养化发展。关键词富营养化;评价;影响因素;建议;洱海:     

异养-电极-生物膜联合反应器脱除地下水中硝酸盐的研究

提出了异养 电极 生物膜联合反应器脱除地下水中硝酸盐的工艺 ,该反应器以异养反硝化为主 ,通过电化学段脱除异养段后水中残留的甲醇或硝酸盐、亚硝酸盐氮 .进水中碳氮比 (质量比 )从 2 2— 2 9,都可保证出水中既无亚硝酸盐积累现象 ,也无残留的甲醇 ,但甲醇略为过量时可提高反应器的处理能力 .2 4℃时处理硝酸盐氮浓度 40mg L的进水 ,反应器最大脱硝负荷为 47g (m3 ·h) .     

钢渣-龙须菜系统处理富营养化海水的研究

分别研究了钢渣、龙须菜和钢渣-龙须菜等系统对富营养化海水中硝酸盐、磷酸盐的去除效果,探讨了利用钢渣-龙须菜系统处理富营养化海水的可行性.结果表明,钢渣可有效去除富营养化海水中的磷酸盐,不能去除海水中的硝酸盐.起始密度为3g/L的龙须菜对轻度富营养化海水(硝酸盐:0.3~0.6mg/L,磷酸盐:0.05~0.1mg/L)中硝酸盐、磷酸盐的去除率较高,但是对重度富营养化海水(硝酸盐:4.8mg/L,磷酸盐:0.8mg/L)中硝酸盐、磷酸盐的去除率较低.钢渣-龙须菜系统将钢渣对磷酸盐的物理吸附、化学沉淀与龙须菜对硝酸盐、磷酸盐的生物吸收结合起来,能够显著降低富营养化海水中硝酸盐、磷酸盐的浓度.     

氮氧同位素联合稳定同位素模型解析水源地氮源

找出作为优质水源地的水库氮的来源对控制其富营养化问题非常重要.本研究选取杭嘉湖地区的4个水库(青山水库、对河口水库、四岭水库和里畈水库),利用氮、氧同位素技术结合稳定同位素模型(stable isotope analysis in R,SIAR),对水库的硝酸盐(NO_3~-)来源进行了识别并计算了各污染源的贡献率.结果表明,4个水库中存在严重的氮污染,以硝酸盐为主,受人类活动干扰较大的青山水库,污染严重.4个水库86%以上的δ~(18)O值小于10‰,93%样品的δ~(15)N/δ~(18)O值小于1.3,说明水库中硝化反应明显而反硝化作用不显著.4个水库硝酸盐的主要来源是化学肥料和土壤氮,两者的贡献率为75%~82%,种植业面源污染给水源地水库带来的氮污染已非常严重;青山水库硝酸盐的来源还包括贡献率为25%的生活污水及粪肥、贡献率为7%的降水和贡献率为6%的工业废水,说明在人类活动强度大的区域生活污水及粪肥的污染也不可忽视;对河口水库、四岭水库和里畈水库硝酸盐的来源还包括降水,其贡献率分别为21%、24%和15%,可见在人为干扰较少的地区,降水对于水体硝酸盐的影响也不可忽略.     

武汉市沙湖港富营养化状况分析与评价

根据2007年6月～2008年6月对武汉市沙湖港的水质监测,探讨了沙湖港水质变化特征和富营养化水平。结果表明:沙湖港DO一般在0～2.5mg/L范围内,为缺氧性环境。除硝酸盐氮未超标,氨氮、总氮和总磷均超标。根据地表水环境质量标准(GB3838-2002)中Ⅳ类标准,在各监测点的超标率,总磷均为100%,氨氮分别为86%、95%、100%、100%,总氮分别为90%、95%、95%、95%。总磷平均浓度大于0.660mg/L,为极富营养状态;总氮平均浓度大于4.60mg/L,为极富营养状态。丰水期流量大,氨氮、硝酸盐氮、总磷浓度低于枯水期和平水期。汇入沙湖港的东湖港对氨氮、总磷贡献较大,氨氮浓度偏高,最高达18.30mg/L。总氮是主要污染物,污染指数范围9.49～1.39。氮是沙湖港水体富营养化的限制因素,建议重点控制氮的含量。     

大辽河感潮河段及近岸河口氮、磷的分布及潜在性富营养化

根据2013年8月和11月大辽河感潮河段及近岸河口区水质的实测数据,对水体中不同形态氮、磷含量的季节和空间分布特征进行了研究,并对水体潜在性富营养化程度进行了评价.结果表明,2013年丰水期和枯水期,从大辽河感潮河段至近岸河口区,硝酸盐是水体无机氮存在的主要形态,其约占总无机氮的55%;颗粒态磷(TPP-P)是水体磷营养盐的主要存在形式,其含量占水体磷营养盐的50%以上.空间上,从大辽河感潮河段至近岸河口区,水体的氮、磷形态的浓度表现为逐渐降低的趋势,相关性分析结果显示,水体大多数氮、磷形态与盐度呈显著的负相关关系,说明海水物理稀释相比其它环境因子对水体氮、磷形态空间分布起着主要作用;季节上,大辽河感潮河段及近岸河口区水体氮、磷含量表现为"枯水期丰水期",这主要与感潮河段季节性陆源输入情况不同有关.大辽河感潮河段及近岸河口区水体DIN-N浓度均大于0.30 mg·L~(-1),N/P大于60,均表现为磷限制潜在富营养化水平.     

滇池周边浅层地下水硝酸盐来源及转化过程识别

明确硝酸盐的主要来源及转化过程对地下水氮污染防治和水资源开发利用具有重要意义.为了探明滇池周边浅层地下水中硝酸盐污染现状及来源,于2020年雨季（10月）和2021年旱季（4月）在滇池周边共采集73个浅层地下水样,运用水化学和氮氧同位素（δ¹⁵N-NO₃^-、δ¹⁸O-NO₃^-）识别浅层地下水中硝酸盐的空间分布、来源及转化过程,并结合同位素混合模型（SIAR）定量评价不同来源氮对浅层地下水硝酸盐的贡献.结果表明,旱季浅层地下水中有40.5%的采样点ρ（NO₃^--N）超过地下水质量标准（GB/T 14848）Ⅲ类水质规定的20 mg·L^-1,雨季超过47.2%的采样点ρ（NO₃^--N）超过20 mg·L^-1.氮氧同位素和SIAR模型分析结果证明了土壤有机氮、化肥氮、粪肥和污水氮是浅层地下水硝酸盐的主要来源,以上氮源对旱季浅层地下水中硝酸盐的贡献率分别为13.9%、11.8%和66.5%,对雨季的贡献率分别为33.7%、31.1%和25.9%,而大气氮沉降贡献率仅为8.5%,对该区浅层地下水中硝酸盐来源贡献较小.硝化作用是旱季浅层地下水中硝态氮转化的主导过程,雨季以反硝化作用为主,且反硝化作用雨季比旱季明显.     

地下水硝酸盐污染生物修复中的亚硝态氮积累研究

针对地下水硝酸盐污染生物修复过程中出现的亚硝态氮积累问题,试验分析在以硝酸盐和亚硝酸盐为主要电子受体的两个体系中,硝酸盐氮和亚硝酸盐氮的去除速率以及磷源对二者的影响,从而探究硝酸盐生物修复过程中亚硝态氮积累的因素。结果表明:在碳源不足的情况下,硝酸盐还原菌对碳源的竞争能力强于亚硝酸盐还原菌,此时将会出现亚硝酸盐的积累。碳源充足时,亚硝酸盐为主要电子受体的体系中亚硝酸盐氮的还原速率约为以硝酸盐为主要电子受体的体系中硝酸盐氮还原速率的1.7倍。磷浓度也是影响反硝化过程中亚硝酸盐积累的重要原因。在其他条件不变的情况下,添加磷源后,硝酸盐为主要电子受体的体系中硝酸盐氮的还原速率约为未添加时的1.16倍;亚硝酸盐为主要电子受体的体系中亚硝酸盐氮的还原速率约为未添加时的1.23倍。     

氮氧同位素解析堤垸地表水硝酸盐来源

堤垸是滨湖、滨江低洼地带的一种重要景观,农业面源污染已成为其主要的环境问题之一.为解析堤垸地区地表水硝酸盐污染来源,以洞庭湖屈原垸平江河段为研究对象,采用稳定同位素及水化学分析方法定性识别污染来源,并结合MixSIAR模型量化不同污染源的贡献率.结果表明：(1)硝态氮和氨氮是屈原垸平江河段地表水无机氮的主要赋存形态,时间上,硝态氮浓度在丰、枯水期间无显著差异(p>0.05),而丰水期氨氮浓度平均值高于枯水期;空间上,垸内硝态氮浓度显著低于垸外(p<0.01),而氨氮浓度显著高于垸外(p<0.01).(2)MixSIAR模型结果表明,化肥、土壤有机氮、水产养殖废水、粪肥和污水是研究区地表水硝酸盐的主要来源,对丰水期地表水中硝酸盐的贡献率分别为33.0%、32.6%、19.4%和11.7%,对枯水期的贡献率分别为26.7%、31.2%、21.5%和16.9%,而大气沉降对地表水中硝酸盐来源贡献较小,仅为3.5%.(3)研究区地表水硝酸盐转化过程主要以硝化作用为主,未发生明显的反硝化过程.研究显示,研究区地表水硝酸盐污染主要受农业面源污染的影响,污染物主要来源于土壤有机氮、...     

长江口水域富营养化特性的探索性数据分析

根据2004年2、5、8、11月长江口及邻近海域的调查结果,选择8个与富营养化有关的特征参数,包括营养盐浓度(NO^-₃、NH₊₄、PO^{３－₄、TN、TP)、化学耗氧量、叶绿素a浓度和浮游植物细胞丰度等,应用探索性数据分析方法对该海域富营养化特性进行研究.主成分分析表明,主成分1主要反映氮营养盐和有机污染状况;主成分2反映浮游植物生物量;主成分3体现磷营养盐特点.主成分1从口门内到口门外存在降低的趋势,表明氮营养盐和有机污染主要来源于长江输入.受人类排污影响,主成分1在吴淞口、石洞口和白龙港排污口附近最高.冬季口门内各站位的氮营养盐和有机污染最为严重.春夏季的3个主成分均高于秋冬季,因此春夏季富营养化更为严重.主成分1与盐度之间在秋冬季具有较好的线性关系,在一定程度上可根据盐度预测长江口海域各站位的主成分1,即氮营养盐和有机污染状况.硝酸盐、总氮、总磷和浮游植物细胞丰度等是控制长江口水域富营养化水平时空变化的主要驱动因素.}     

浐河、涝河河水硝酸盐氮污染来源的氮同位素示踪

通过分析河水和工业污染水体硝酸盐氮同位素组成,对西安市周边主要河流浐河和涝河的硝酸盐污染源进行了初步研究.结果发现,浐河、涝河从上游至下游,河水硝酸盐氮同位素组成δ15N-NO3-值呈逐渐升高的趋势(1.3‰～9.0‰和3.3‰～7.4‰),而沿河流域2个工业排污口废水样的δ15N-NO3-值为:11.5‰和11.1‰.不同来源的硝酸盐氮同位素表现出明显的差别,工业排污可能是该河流硝酸盐氮浓度增高主要原因之一.相对于河水硝酸盐浓度变化,河水中硝酸盐氮同位素能够作为示踪水系硝酸盐氮污染来源和过程的可靠手段.同时,本研究大致区分了浐河和涝河流域主要的氮源输入,为研究硝酸盐污染,营养元素流失提供了重要的信息.     

硝酸盐废水的连续流电催化脱氮研究

以高效阴极和形稳阳极为基础构建了电催化同步氧化还原脱氮体系,在还原硝酸盐的同时实现总氮的去除.同时,以电镀锌酸洗废水为例进行了连续流电化学脱氮研究,考察了电流密度和水力停留时间对脱氮效果的影响.结果表明,在电流密度为7.5 mA·cm^-2和水力停留时间为3 h的条件下,硝酸盐氮及总氮去除率分别为89.0%和88.6%,N₂选择性达到99.3%以上.通过对体系稳定性的考察,发现随反应时间的延长阴极的还原效率逐渐降低,但对阴极极板进行酸洗后用砂纸清理阴极表面可使体系脱氮效能恢复至初始状态.自由基淬灭试验表明,阴极的直接还原作用为体系中硝酸盐的主要还原机制.     

反硝化实验方法研究综述

氮磷是富营养化评价和预测的主要指标之一，由氮磷引发的水体快速富营养化和污染是当今全球面临的一个重大环境问题。沉积物是水体生态系统中N的归宿场所之一，反硝化作用是脱氮的重要机制。本文重点介绍了沉积物—水界面上反硝化常用的实验方法(乙炔抑制法，氮气通量法，同位素对法等)以及它们的优点和存在的缺陷，并指出了今后反硝化实验的研究方向。     

辽东湾海域水体富营养化的模糊综合评价

基于2007年夏季辽东湾海域的水质监测资料,以高锰酸盐指数(COD_Mn)、溶解无机氮(DIN)、磷酸盐(PO₄3--P)和溶解氧(DO)为海水富营养化评价指标,运用模糊综合评价方法并对其中的评价等级确定方法加以改进,评价了辽东湾海域水体富营养化状况,分析了水体富营养化的关键因子和控制性因素. 结果表明:对评价方法的改进,取得了较好的效果;辽东湾沿岸和河口口门附近海域已达到富营养化程度,而海湾中部则处于贫营养状态,富营养化程度从海湾中部向近岸逐渐增加;影响辽东湾海域水体富营养化的关键因子为无机氮;辽东湾海域的富营养化水平主要受入海河流冲淡水影响范围的控制.      

波罗的海富营养化

早在60年代,波罗的海的海洋环境就受到干扰,最新估计认为,由河流、点源和大气沉降输入到波罗的海(包括丹麦海峡)的氮达每年98万吨,输入磷5万吨,而早先的估计认为每年输入氮119万吨,磷7.8万吨,大约50％的氮是由大气输入的,其中包括固氮作用;而磷的输入主要来源于陆地,大约占90％,其中包括点源。 自本世纪以来,波罗的海的氮磷输入量分别增长了大约4倍和8倍,主要是1950年以来增加的,在1980—1981年间,瑞典环保局发起一项海洋环境富营养化的综合研究课题,其中重点研究了污水处理厂的氮输入问题。研究表明,海洋氮含量是影响     

长河流域枯水期水体硝酸盐源解析

通过识别研究区枯水期地表水和浅层地下水中溶解态无机氮(DIN)的分布特征,结合硝酸盐稳定同位素技术与水化学方法,并利用贝叶斯稳定同位素混合模型(SIAR),定量解析长河流域水体硝酸盐污染源,为流域水生态环境的修复治理提供理论支持。结果显示,研究区枯水期水体溶解态无机氮(DIN)以NO^-₃-N为主,NO^-₃-N平均占比为91.56%;水体生物地球化学过程以硝化作用为主;硝酸盐主要来自粪便和污水;SIAR模型计算结果表明,粪便和污水、土壤氮、化肥、大气沉降对研究区地表水硝酸盐的贡献比例分别为40.80%、30.60%、25.60%和3.00%;对浅层地下水硝酸盐的贡献比例分别为39.92%、32.11%、25.87%和2.10%。研究显示,人类活动对研究区水体影响强烈,加强排污设施基础建设,改善污水排放现象,是减少区域氮污染的关键因素。     

漓江段地表水体旱季硝酸盐动态变化特征及其来源

2016年9月28日至12月28日期间对漓江段13个断面地表水进行取样,取样频率为半月1次,分析硝酸盐在旱季期间漓江段的时空变化特征,并利用¹⁵ N和¹⁸ O同位素技术分析漓江段硝酸盐的来源.结果表明：①漓江水体中硝酸盐浓度范围为0.46~18.48 mg·L^-1,平均值为6.18 mg·L^-1,对比中国《生活饮用水卫生标准》（GB 5749-2006）中规定的硝酸盐浓度（10 mg·L^-1）,旱季漓江水体中硝酸盐污染程度处于较低水平.②9~12月期间漓江各断面处硝酸盐浓度呈现缓慢递增趋势,主要受旱季降雨量、径流量及人类活动强度而变化;硝酸盐浓度自漓江上游至下游表现出"增-减-增"的变化趋势,主要是污染物逐段汇入且汇入量不断增加的结果.③旱季漓江水体中硝酸盐的主要来源为土壤有机氮、人畜粪便和污水排放的混合源,主要来源于居民生活污水、人畜粪便等.④为了更好地保护漓江水质,建议加大城市排污管网的建设、修建小型污水处理设施、提高污水处理率及污水排放标准,加强旅游环境管理和环境保护宣传,提高游客环境保护意识.