湖南某铀尾矿库周边土壤外源铀输入机制的研究

选择湖南某铀尾矿库周边的3条土壤剖面S1、S2、S3作为研究对象,通过与区域上背景剖面以及尾矿库中铀尾砂样品的地球化学特征对比,并结合逐级化学提取技术,讨论了土壤中外源铀的输入机制。研究表明:(1)铀尾矿库对周边土壤已产生了铀污染,其中,近源土壤剖面S1、S2遭受了重度铀污染,以单因子指数法表征的污染指数Pi分别为18.98和14.76,随着远离污染源,土壤的铀污染程度呈降低趋势(如远源的剖面S3的Pi=1.35)。(2)作为农业土壤,由于受耕作过程中的人为扰动,外源铀的输入已贯穿了整个剖面。(3)土壤中外源铀的输入,特别是对于遭受了重度铀污染的近源土壤剖面,主要包括两种机制,一是随铀尾砂的机械混入,二是随渗滤液的离子输入,以前者为主。然而,对于土壤中占绝对优势的专性吸附态(Ⅱ)外源铀,主要来自于后者的贡献。随铀尾砂机械混入的铀,其赋存形态在土壤中得到了继承;随渗滤液的离子输入的铀,主要专性吸附在土壤基质上。本研究为有效开展铀尾矿库的治理提供了重要参考依据。     

洪湖流域半封闭池塘河蟹养殖氮磷污染负荷研究

选取洪湖流域半封闭池塘河蟹养殖区域为调查样本,针对一个养殖周期内6个监测点位(1个背景点,3个养殖水体点,2个纳污水体点)TN、TP值进行监测分析。监测结果表明,养殖准备期(12月～1月),养殖水体TN、TP值与同期背景值没有明显差异;养殖中后期(3月～10月),养殖水体和纳污水体TN、TP均明显高于同期背景值,大部分为劣Ⅴ类水质。按5～10月份养殖水体TN、TP实测值进行化学分析法估算,一个养殖周期内养殖水体TN、TP污染负荷为27.61kg/hm2、7.33kg/hm2,则洪湖流域半封闭池塘河蟹养殖排放的TN、TP污染负荷约为269.11t/a、71.46t/a。另据对样本区域养殖生产过程的调查,按物料平衡法估算的TN、TP污染负荷为57.61kg/hm2、11.60kg/hm2,而洪湖流域半封闭池塘河蟹养殖TN、TP污染负荷约为561.51t/a、113.06t/a。     

华北低平原区降水与坑塘蓄水响应关系研究——以河北省南皮县为例

华北低平原区淡水资源短缺,坑塘水等非常规水资源的开发利用日益重要。明确坑塘蓄水在不同降水年型下作为灌溉水源的保障能力,研究该区域降水与地表坑塘蓄水的响应关系,对于农业多水源联合利用具有重要意义。论文以华北低平原区河北省南皮县为研究区,通过Cl^-和稳定同位素平衡法,计算了南皮县雨季降水对坑塘水的补给份额,并基于2013—2015年间的3期Landsat TM遥感数据,采用改进的归一化差异水体指数提取坑塘信息,分析不同降水年型下南皮县坑塘的蓄水能力及灌溉潜力。结果表明：坑塘蓄水除了接受地下水的补给,主要接受降水的补给,丰水年雨季降水对微小型、中小型坑塘的补给比例约占74.3%~86.0%,对大型坑塘的补给比例不足30%;坑塘主要以小于0.5 hm²的微小型坑塘为主,不同面积等级的坑塘数量及蓄水面积与降水的变化是一致的;其中,平水年、枯水年和丰水年坑塘蓄水量分别为1.49×10⁷、0.84×10⁷、1.90×10⁷ m³,随年降水量增大而增多。研究结果可为区域坑塘水资源的合理开发利用提供理论基础。     

合肥城郊典型农田溪流水系统沉积物磷形态及释放风险分析

2014年10月(秋季)和2015年4月(春季),针对巢湖二十埠河流域某一典型农业源头溪流水系统,就水塘、支流、干流和深潭等4种溪流构成模式,分别采集17、16、14和13份表层沉积物样.在分析测试的基础上,解析沉积物的磷形态及其季节性变化特征;并以多元统计分析技术,对4种构成模式开展聚类分析和差异性分析;通过对沉积物磷吸附指数PSI的计算和相关性分析,定量评估磷素释放风险,识别主要影响因素.结果表明:1溪流水系统沉积物TP含量变化范围为137.517~1 709.229 mg·kg-1,均值为532.245 mg·kg-1,各形态磷的平均含量高低排序为:IP(350.347 mg·kg-1)OP(167.333mg·kg-1)Fe/Al-P(78.869 mg·kg-1)Ca-P(56.343 mg·kg-1)Ex-P(6.609 mg·kg-1);2 4种构成模式中,各形态磷含量均表现出相同的变化趋势,即深潭干流支流水塘;3秋季时干流和深潭聚为一类、支流和水塘为另一类,春季时则干流、支流和深潭归为同一类;4方差分析表明,秋季时溪流不同构成模式之间的差异性指标更多;5沉积物PSI变化范围为24.49~69.94(mg·L-1)·(100 g·μmol)-1,且春季低于秋季,说明春季的磷素释放风险更高一些;6 PSI与Ex-P、IP和p H呈显著或极显著负相关性.     

“塘+湿地”耦合系统净化再生水补给低C/N河湖水体的效能及机制研究

构建了针对再生水补给低C/N河湖水体的"释碳塘-水平潜流人工湿地-沉水植物塘"耦合生态净化系统，以北运河上游沙河水库为研究对象，研究了该耦合系统对主要污染物TN、TP和COD_Cr的净化效能，并采用高通量测序技术解析了各单元微生物群落分布特征.结果表明，耦合生态系统稳定运行后出水中TP、TN和COD_Cr的浓度分别为（0.07±0.03），（1.41±1.06）和（18.51±6.97）mg·L^-1，其中，TP和COD_Cr可稳定达到《我国地表水环境质量标准》（GB3838—2002）地表IV类水（湖库）标准，TN达标率为73%.10月下旬后出水中TN不达标主要是由于温度降低导致反硝化细菌活性降低以及进水中C/N降低导致.本耦合系统可强化沙河水库中氮素的去除，不仅体现在释碳床的加入可补充湿地反硝化所需碳源，且自身的"夹心结构"可在内部实现缺氧环境，有利于反硝化的发生.加入释碳床前后，释碳塘和水平潜流人工湿地对TN的去除率分别由23.1%±27.3%和38.3%±21.6%提高至25.3%±19.4%和47.4%±15.6%.微生物群落分析结果表明，运行过程中释碳床内部微生物优势菌属由嗜氢菌属和淀粉发酵菌属转变为纤维素降解菌属.耦合系统各单元优势菌属差异较大，其中节杆菌属（Arthrobacter）在3个单元均为优势菌属.     

不同种肥料对虾池浮游植物群落的影响

在海水池塘围隔生态系中实验研究了施粪肥（鸡粪）、化肥和这两种的混合肥对浮游植物群落构成、生物量、初级生产力和种类多样性的效应．结果表明：施粪肥围隔蓝藻占优势，生物量的动态主要取决于蓝藻的变动；施化肥围隔硅藻和甲藻为优势类群，群落组成的动态主要表现为这两类植物的变动；施混合肥围隔在生物量和优势类群动态方面都表现为两种肥料协同效应的结果．群落的初级生产力与水体氮磷总量正相关．施混合肥围隔中的初级生产力和多样性指数最高，以此为指标评价肥料效果．认为混合施肥优于单施1种粪肥或化肥．     

农业小流域源头区池塘底泥磷形态和吸附特征

选择开慧河小流域源头区为研究对象,分析3类池塘(近年来由农田改建的人工塘为第Ⅰ类,受人为影响大的山边塘为第Ⅱ类,受人为影响小的山边塘为第Ⅲ类)的水质、底泥理化性质和底泥磷吸附特性。结果表明,3类池塘底泥的全磷、草酸提取态磷、不同形态无机磷(NH4Cl-P除外)以及生物可利用性磷(BAP)含量从大到小依次均为Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ类,与3类池塘水质状况相一致。无机态磷中不同形态磷含量从大到小依次为金属氧化物结合态磷(NaOH-P)、钙结合态磷(HCl-P)、可还原态磷(BD-P)和弱吸附态磷(NH4Cl-P),其中,NaOH-P是主要赋存形式(占68.51%)。BD-P含量和HCl-P含量分别与活性铁(Feox)含量呈显著正相关(P0.01),NH4Cl-P含量和NaOH-P含量分别与活性铝(Alox)含量呈显著正相关(P0.05)。采用Langmuir方程拟合吸附数据得出:Ⅰ类(塘1、6和12)、Ⅱ类(塘10和11)和Ⅲ类(塘3)池塘底泥吸附/解吸平衡磷浓度(C0EP)、磷最大吸附量(Smax)和磷吸附键能参数(Kc)分别为0.02~0.12 mg·L-1、526.32~826.45 mg·kg-1和0.31~1.11 L·mg-1。其中,塘6底泥Smax和Kc最小,C0EP最大,潜在磷释放风险大;塘10和11具有较高的Smax、Kc及较低的C0EP值;塘3底泥对磷的吸附能力介于Ⅰ和Ⅱ类塘之间。可见,研究区人类活动输入外源污染物在一定程度上影响了池塘底泥磷含量和吸附特性,在控制农业小流域源头磷污染的同时应考虑磷的流入负荷及水体底泥的磷吸附能力。     

Anaerobic digestion of microalgal biomass after ultrasound pretreatment

High rate algal ponds are an economic and sustainable alternative for wastewater treatment, where microalgae and bacteria grow in symbiosis removing organic matter and nutrients. Microalgal biomass produced in these systems can be valorised through anaerobic digestion. However, microalgae anaerobic biodegradability is limited by the complex cell wall structure and therefore a pretreatment step may be required to improve the methane yield. In this study, ultrasound pretreatment at a range of applied specific energy (16–67 MJ/kg TS) was investigated prior to microalgae anaerobic digestion. Experiments showed how organic matter solubilisation (16–100%), hydrolysis rate (25–56%) and methane yield (6–33%) were improved as the pretreatment intensity increased. Mathematical modelling revealed that ultrasonication had a higher effect on the methane yield than on the hydrolysis rate. A preliminary energy assessment indicated that the methane yield increase was not high enough as to compensate the electricity requirement of ultrasonication without biomass dewatering (8% VS).     

复合人工湿地处理稠油废水研究

针对新疆油田稠油废水的水质特点,结合克拉玛依地区戈壁、荒漠地自然环境特征,研究建立油田废水人工湿地处理技术模式,设计"复合流人工湿地—兼(好)氧组合生物塘—生态滤池"(WPF)复合人工湿地系统,介绍WPF系统的工艺流程、结构设计,并进行了经济评估。     

尾矿库调洪演算的时变分析模型及应用

为有效指导尾矿库汛期防洪安全工作,基于时变分析理论,结合尾矿库调洪演算的基本原理,建立尾矿库调洪演算的时变分析模型,研究某尾矿库在200年一遇洪水的防洪标准下的调洪演算。结果表明:该尾矿库的最小安全超高和最小干滩长度小于规范值;洪水过程线、库水位时变曲线和泄流量时变曲线具有相似的特征,均表现出显著的时变规律特征;最高洪水位与最大泄流量滞后于最大洪峰流量0.5 h,库水位在洪水结束后12.8 h恢复到正常水位。该尾矿库的防洪能力满足规范要求,库水位时变曲线和泄流量时变曲线相对于洪水过程线表现出一定的滞后效应。