北方人工湿地污水处理技术应用研究与示范工程

针对北方地区气候特点,开展了人工湿地污水处理技术在北方的单元应用研究与工程示范。在设计上对潜流湿地越冬深度、填料结构、布集水系统和水位调整导淤方式进行优化创新,并采取了预处理与人工湿地组合工艺调节各季节运行效果;通过单元实验研究了湿地应用的工艺条件(深度、水力负荷、污染负荷),以及湿地的保温效果与全年运行效率;介绍了利用该技术建设的示范工程概况,分析了其产生的经济、社会与环境效益。     

3种类型人工湿地处理富营养化水体中试比较研究

针对五里湖富营养化水体,在同等条件下开展了3种类型人工湿地处理效果的比较研究,试验采用现场中试规模,水力负荷为0.8 m³/(m²·d).结果表明,垂直流、潜流和表面流3种人工湿地对氨氮的平均去除率分别为33.2%、27.4%和14.1%;对总氮的平均去除率分别为52.3%、50.1%和19.2%;对总磷的平均去除率分别为58.8%、57.9%和26.3%;对锰酸盐指数的平均去除率分别为37.2%、38.3%和14.8%;对叶绿素a的平均去除率分别为86.9%、96.1%和55.3%.可见,垂直流人工湿地对氨氮、总氮和总磷的去除效果最好,潜流人工湿地对高锰酸盐指数和叶绿素a的去除效果最好,但垂直流和潜流人工湿地之间的差异较小,表面流人工湿地对各污染物的去除效果均远低于前两者.从出水水质稳定性来看,垂直流人工湿地出水水质最稳定,潜流次之,表面流最差.     

人工湿地组合工艺对水体中浮游动物群落结构的影响

研究了在不同水力负荷条件下［0.6 m³·(m²·d)^-1,0.8 m³·(m²·d)^-1,1.0 m³·(m²·d)^-1］,人工湿地组合工艺系统对浮游动物群落结构的影响和在相同的水力负荷下,人工湿地组合工艺系统对浮游动物群落结构影响的季节性变化.结果表明,在水力冲击负荷为0.8 m³·(m²·d)^-1时对浮游动物群落结构的影响相对较大;春、夏、秋季的作用强于冬季,而秋季对浮游动物群落结构的影响最大;对大型浮游动物的影响大（去除率≥70％）,对小型浮游动物的影响相对小一些,湿地出水中出现了一些进水中没有的种类;稳定塘的存在对浮游动物的群落结构变化起到了缓解作用,组合工艺（下行流湿地→兼性塘）的作用效果较弱;下行流→上行流湿地→推流床湿地和下行流湿地→推流床湿地的作用效果较强,对浮游动物的影响较大.     

重污染感潮河道底泥释放特征及其控制技术研究

以珠江三角洲城市重污染感潮河道为对象,研究了底泥污染物(重金属、有机物和营养盐)在静态、潮汐作用影响及人工曝气扰动下的释放特征.在此基础上,采用曝气充氧、重金属化学固定、激活底泥土著微生物等联合技术对底泥释放进行控制,研究其控制效果.结果表明:①感潮作用加速了底泥污染物的释放,与静态释放相比,Cu、Zn、Pb、Cr、COD、NH 4-N和TP的平均释放速率提高了1～4倍,释放量增加了0.3～1.8倍;底泥平均耗氧速率提高了1.28倍.②人工曝气扰动使底泥污染物局部急剧释放,并使泥水界面由弱碱性变成弱酸性;在有氧环境,NH 4-N、TP的释放得到有效抑制.③投加石灰调节pH至8～9,上覆水体Cu、Zn、Pb、Cr的去除率达到85%～98%,同时还可去除92%的TP和86%的浊度;在微碱性好氧条件下,Cu、Zn、Pb和Cr的释放量稳定在300μg·L-1以下.④底泥土著微生物层对水体及底泥污染物有良好的降解作用,通过间歇曝气COD、NH 4-N、TP去除率分别可达到85%、92%和71%;但微生物层具有较高的耗氧速率,达到45g·m-2·d-1.     

人工湿地中植物生长特性及其对TN和TP的吸收

构建了潜流水平芦苇湿地处理富营养化污水,在近2年的研究中考察了芦苇的生长规律、 芦苇不同器官对TN和TP的吸收及季节变化,评价了植物吸收对湿地TN和TP的去除作用.结果表明,2个生长年内芦苇的生长规律不同,受第1年芦苇移植的影响,芦苇生长周期滞后,导致植物立枯生物量与活体生物量比例在2年中相同月差异很大.第2年芦苇地上生物量是第1年的3.9倍.芦苇组织中TN和TP含量遵循新鲜叶>成年根>新鲜茎的规律.新鲜植物组织中TN和TP含量变化相对不大,当植物枯萎时地上组织TN和TP含量明显下降.根中TN和TP含量在全年中基本维持稳定.植物净吸收随植物生长情况而改变,按全年衡算,当湿地进水TN和TP负荷分别为61.39和7.39 g/(m2·a)时,植物地上生物量吸收TN和TP分别占湿地TN和TP总去除量的46.0%和26.8%,植物吸收仍起到重要作用.      

美苏气象武器战引发的灾难

美国引飓风袭击洪都拉斯气象武器是指通过人工制造风云、雨雪、雷电等自然现象．对敌人实施打击的一种特殊武器。早在一百多年前．一些科学家就开始研究这类武器．他们中的代表人物是美国著名科学家忒斯拉．他曾于19世纪末制造了一台超大功率的变压器．能产生10千瓦的人工闪电,传播距离可达50公里。此后,美国军方逐渐重视气象武器的研究。1940年底．美国政府齐始实施代号为“凤凰”的控制天气计划．该计划是忒斯拉理论的深入发展．以人工制造雷电扩展到控制各种天气变化。     

潜流人工湿地基质结构与微生物群落特征的相关性

为查明造成不同基质结构人工湿地净化性能差异的微生物因素,利用高通量测序技术,研究水平潜流人工湿地基质结构与微生物群落结构的相关性.结果表明,3个对比人工湿地系统中,从床体表层到底层渗透系数逐渐升高的六层结构人工湿地(CW6)净化性能最高,其出水中COD、TN、NO-3-N及NH_4~+-N平均浓度分别为39、11、0.35及4 mg·L~(-1),其后为三层结构人工湿地(CW3),而单层结构人工湿地(CW1)的净化效果最差,平均出水浓度分别为95、21、0.60及12 mg·L~(-1).高通量测序结果显示,多层结构人工湿地中微生物OTUs略低于单层结构湿地,但其优势菌门变形菌门(Proteobacteria)和其属水平上的硝化与反硝化细菌的相对丰度却显著高于单层湿地.PCA和丰度热图分析结果显示,CW3和CW6床体中变形菌门(Proteobacteria)属水平上的微生物存在显著的空间分布差异,从而有利于污染物的分区降解,而CW1各样点间的微生物群落结构无显著性差异.     

不同等级石漠化环境下人工乔木林的植被与土壤物理特征

目前石漠化地区的植被恢复是生态系统研究的一大难题。以武陵山石漠化综合治理国家长期科研基地人工林为研究区,通过野外踏查选定樟树-马尾松人工林为研究对象,采用单因素方差分析、相关性分析和主成分分析相结合的方法,研究该地区樟树Cinnamomum camphora-马尾松Pinus massoniana林在无石漠化、轻度石漠化、中度石漠化和强度石漠化4种等级石漠化环境下的植被特征、土壤物理特征以及两者之间的关系,以期探寻不同等级石漠化环境下人工林植被和土壤物理性质的变化规律,为该地区生态恢复和石漠化治理提供理论依据。结果显示,（1）4种等级石漠化环境的物种多样性指数存在显著差异,均匀度与丰富度指数随石漠化等级的增加而逐渐减小。（2）草本层植物共有24科35属36种,以禾本科、菊科为主;灌木层植物共有28科43属47种,以蔷薇科为主;乔木层植物共有13科13属13种,以樟科为主,物种相对丰富。同一物种对不同等级石漠化环境的适应性差异显著,蔷薇科植物可作为石漠化等级的区分指标。（3）同一石漠化环境下,除土壤容重外,土壤自然含水量、田间持水量、最大持水量、毛管持水量、毛管孔隙度、非毛管孔隙度、总孔...     

生物转盘+表面流人工湿地对北亚热带秋冬季节受污染河水强化处理效果研究

受污染河水传统修复工艺在秋冬季节存在运行效果不佳、容易返黑返臭等问题。通过耦合生物转盘(RBCs)+表面流人工湿地(FWSCWs)技术,构建生物-生态组合工艺,探究其在秋冬季节对受污染河水的处理效果,并解析微生物种群特征,揭示微生物群落结构与污染物强化处理效能之间的关系。结果表明,组合工艺对氨氮(NH₄⁺-N)、总氮(TN)、总磷(TP)和化学需氧量(COD)的去除率分别为83.83%、3.32%、11.09%和20.52%,出水NH₄⁺-N浓度和COD分别达到GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅲ类和Ⅴ类标准。组合工艺中优势菌属包括硝化螺旋菌属(Nitrospira)、亚硝化单胞菌属(Nitrosomonas)、红杆菌属(Rhodobacter)、乳杆菌属(Lactobacillus)、芽孢杆菌属(Bacillius)、β-变形菌纲脱氯菌属(Dechloromonas)、鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)、丛毛单胞菌属(Comamonas)和不动杆菌属(Acinetobacter...