串联垂直流人工湿地去除河水中磷的效果

利用在温室内构建的串联垂直流人工湿地模拟装置,以芦苇为湿地植物,填充砾石,研究两种水力负荷(0.2和0.4 m/d)、3个串联级数、有/无植物等对处理北京市清河河水磷去除的影响,试验共持续144 d. 结果表明:①在进水ρ(TP)为0.50~1.77 mg/L(平均值为1.15 mg/L)、ρ(DTP)为0.41~1.53 mg/L(平均值为0.9 mg/L)的条件下,TP去除率随进水ρ(TP)的升高而升高. ②水力负荷为0.2 m/d时,有、无植物3级串联系统磷的去除率分别为38.36%、26.85%;水力负荷为0.4 m/d时,分别为32.42%,23.99%,说明低水力负荷与有植物的条件利于除磷. ③有植物3级串联系统TP去除率平均值为38.36%,大于2级串联系统(28.30%);无植物3级串联系TP去除率平均值为26.85%,大于2级串联系统(21.81%)和1级串联系统(14.98%),串联级数增加,磷去除率升高. 研究显示,水力负荷为0.2 m/d时,有植物3级串联系统的TP去除率最高.      

洱海缓冲带模式识别与不同模式下入湖河流缓冲带段水质

以洱海缓冲带为研究区,利用现场调查与ArcGIS分析相结合的手段,识别洱海缓冲带模式,分析不同模式下主要入湖河流缓冲带段水质。结果表明:洱海缓冲带共分7种模式,其中模式1面积最大,占洱海缓冲带总面积30.46%;模式4岸线最长,占洱海岸线总长度37.14%;村落紧靠缓冲带内圈的模式,其面积和岸线均占洱海缓冲带60%以上。不同模式下入湖河流缓冲带段水质为GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅳ类~劣Ⅴ类,流经模式1即外圈—农田—村落—内圈缓冲带的桃溪、流经模式3即外圈—农田—村落—农田—内圈缓冲带的罗时江、流经模式5即外圈—村落—内圈缓冲带的白鹤溪,主要受缓冲带内农田面源、农村生活源、旅游污染等的影响,水质均为劣Ⅴ类。洱海缓冲带内村落与景区、高施肥种植农田、分散式畜禽养殖产生大量的污染,直接影响入湖河流缓冲带段水质。洱海湖岸线系数为2.28,沿岸生物多样性相对较低,易受外源污染输入的影响。应治理临近洱海的村落和农田型缓冲带,削减缓冲带内污染负荷量,减轻对洱海的污染。     

29种湿地填料对氨氮的吸附解吸性能比较

为筛选出性能更好的人工湿地填料,采用等温吸附-解吸试验,测定了29种天然和非天然人工湿地填料的孔隙率、渗透系数及其对NH₃-N的吸附-解吸特性. 结果表明:锯末、瓷砖、鸡蛋壳、瓷砂陶粒、火山岩等材料的孔隙率较大,瓷砂陶粒、海绵铁、石灰石、页岩陶粒、砾石等材料的渗透系数较大;Freundlich和Langmuir等温吸附方程能较好地拟合各填料对NH₃-N的吸附特征,通过Langmuir等温吸附方程计算,对NH₃-N的理论饱和吸附量居前5位的填料依次是火山岩(1.700 0 mg/g)、瓷砂陶粒(1.620 0 mg/g)、生物炭(1.353 0 mg/g)、沸石(1.350 0 mg/g)、石榴石(1.190 0 mg/g). 吸附速率的变化与填料吸附NH₃-N的途径密切相关. 吸附饱和的生物炭、焦炭、大理黏土、沸石、磁铁矿、石英砂主要通过离子交换作用吸附NH₃-N,稳定性好,解吸率均小于20%;瓷砂陶粒和火山岩对NH₃-N的解吸率分别为24.50%和35.51%,既有物理吸附也有离子交换作用. 火山岩、瓷砂陶粒、生物炭、沸石对较高浓度NH₃-N的吸附效果较好. 研究显示,火山岩、生物炭、瓷砂陶粒、沸石等适合作为人工湿地中吸附NH₃-N的填料.      

《人工湿地水质净化技术指南》编制思路与体系

人工湿地是水生态修复、污染削减、增加生态空间、改善生物多样性的重要手段,对于恢复流域水生态系统、为水体提供生态流量、促进区域再生水循环利用和推进生态文明建设具有重要意义。2021年4月30日,生态环境部发布《人工湿地水质净化技术指南》(简称《指南》),旨在指导各地做好人工湿地水质净化相关工作。重点解读了《指南》制定的背景与意义、编制思路、主要内容和实施的建议,系统阐述了人工湿地净化工程的设计、施工与验收、运行维护的技术要点。《指南》针对当前人工湿地重建设、轻维护,设计、施工与验收和运行维护各环节不统一等问题,基于工程实践和科研成果,紧扣影响湿地功能、净化效率和长效运行的重要因素,开展全国气候分区,并分区提出设计参数、细化施工与验收及运行维护的技术要求,可为全国因地制宜开展人工湿地水质净化工作提供思路参考与技术支撑。     

不同覆盖材料对沉积物P、N释放的抑制效果

以百花湖沉积物为实验对象,选取沸石、粘土、生物炭、褐铁矿和高岭土等5种覆盖材料开展模拟柱静态实验,研究上覆水中总氮(TN)、总磷(TP)和氨氮变化规律。在静态模拟柱90 d实验过程中,第45天时上覆水中TN、氨氮浓度最高,分别为8.79和6.10 mg/L。第45天时氨氮浓度最低的是生物炭组,为1.62 mg/L, 第45天时TN浓度最低的是粘土组,为1.92 mg/L。第45天后上覆水TN、氨氮浓度下降,实验结束时生物炭组TN和氨氮浓度均最低,其浓度分别为0.74和0.42 mg/L。实验过程中TP浓度不断上升,到实验结束时空白组TP浓度0.42 mg/L,高岭土组TP浓度最低为0.027 mg/L。百花湖水质主要超标指标为TP,而高岭土覆盖对沉积物中P释放的抑制优于其他4种材料,且在百花湖地区易获得、无污染,故建议以高岭土为百花湖原位覆盖材料。