人工湿地基质渗滤特性及净化污水效果

以细沙、细沙和碎石质量比为1∶1、1∶2、2∶1的三种组合,以及煤渣和壤土质量比为1∶1的混合物共五种基质为供试对象,通过比较测定不同基质渗透性,选择渗透性较好的基质搭配填入人工湿地模型中,测定进出水水质,研究基质对系统净化污水的效果.结果表明,渗透性对人工湿地系统净化污水有一定影响,当基质渗透性较好、孔隙率较高时,污水总磷、氨氮、以及化学需氧量去除率较高;随时间延长,各指标去除率降低,其中总磷去除率与时间有较好的线性相关.     

不同填料对潜流湿地PO43——P去除效果的影响

为解决中国西部农村生活污水的面源污染问题,采用吸附动力学和热力学试验,测定了6种天然和非天然潜流湿地填料吸附水中PO₄3--P的特性。结果表明:填料的吸附平衡时间均为24 h;对PO₄3--P的动力学吸附过程符合Elovich模型;温度为15~35℃时,砾石、混凝土、红砖、瓷砖和生物炭对PO₄3--P的平衡浓度为40 mg/L;砾石和生物炭对PO₄3--P的吸附过程符合Langmuir模型;混凝土、瓷砖、红砖和无烟煤对PO₄3--P的吸附过程符合Freundlich模型;吸附过程主要以物理吸附为主且吸热,PO₄3--P在填料中的吸附为焓推动作用,均不属于自发过程;在24 h时,混凝土对PO₄3--P的去除率为73.45%;因此,混凝土对PO₄3--P吸附效果最佳,更适宜作湿地填料。     

不同干扰强度下三江平原湿地土壤温室气体排放对冻融作用的响应

为评估季节性冻融作用对不同干扰强度湿地温室气体产生机制的影响,采用静态箱/气相色谱法,原位观测三江平原洪河国家自然保护区内未受干扰的常年积水的小叶章湿地(undisturbed Deyeuxia angustifolia wetland,UDAW)、保护区外受人类活动干扰导致湿地含水量减少的季节性积水的小叶章湿地(disturbed Deyeuxia angustifolia wetland,DDAW)以及由小叶章湿地开垦10年以上的水稻田(rice paddy,RP)的温室气体排放通量,分析季节性冻融作用对3种湿地温室气体排放的影响特征.结果表明:3种湿地在冻融期均有CO₂和CH₄排放,且在春季冻融初期CO₂和CH₄均出现短期的高排放现象,随着冻融温度升高,温室气体排放通量均逐渐增加.其中,CO₂排放通量表现为UDAW > DDAW > RP,CH₄排放通量却表现为DDAW > RP > UDAW;DDAW的CH₄排放速率与冻融温度的相关性最高(P < 0.01,R2=0.647 5),UDAW中二者的相关性最低(P < 0.01,R2=0.424 7).相关性分析显示,DDAW和RP土壤中CO₂与CH₄的排放通量均呈正相关(P均小于0.01,R2分别为0.749 1、0.574 4),而UDAW土壤中CO₂与CH₄的排放通量表现为弱相关(P < 0.05,R2=0.303 8),可见冻融温度会影响CO₂和CH₄的排放通量.季节性冻融作用影响了3种湿地土壤N₂O的排放通量,秋季冻融期UDAW和DDAW表现为N₂O的汇,而在春季冻融期3种湿地均表现为N₂O的源,表明不同干扰湿地N₂O的排放通量对冻融作用的响应不同,但均随土壤温度的升高其排放通量不断增加.研究显示,三江平原的冻融作用降低了湿地温室气体排放,干扰强度越大,冻融作用影响越小,且秋季冻融作用大于春季.      

艾比湖湿地不同水淹条件下土壤养分变化研究

为探明不同水淹条件对艾比湖湿地土壤养分含量的影响,文章以其东南部为研究区,根据遥感影像图将研究区划分为经常性水淹区、季节性水淹区、无湖水淹没区,对其研究区内27个采样点的81个土样中有机碳、速效磷、速效钾含量进行分析,揭示不同水淹条件下土壤养分的变化。研究表明:(1)研究区内土壤有机碳、速效磷、速效钾变异程度较高,属于中等变异。距湖远近影响下,含量逐渐增加,且变幅较大。各指标含量大小分别为无湖水淹没区>经常性水淹区>季节性水淹区;(2)垂直梯度上各指标含量呈现为0～20 cm>20～40 cm>40～60 cm,即随着土壤深度的不断增加,土壤有机碳、速效磷、速效钾含量随之减少。表层变化明显,土壤深度越深,含量变化幅度逐渐变小。(3)水分是影响土壤养分含量空间异质性的重要因素之一,空间分布上距离湖面越远,受到水淹条件影响越小,土壤养分含量会越多。各指标条带状较明显,含量自西南向东北呈逐渐增加趋势。(4)经常性水淹区水分与有机碳呈不显著正相关,与速效磷、速效钾呈显著负相关(p<0.05)。季节性水淹区水分与有机碳、速效磷、速效钾呈显著(p<0.05)和极显著(p<0.01)负相关。无湖水淹没区水分与有机碳、速效磷、速效钾均呈显著和极显著负相关。     

寒旱区湖泊沉积物中固氮微生物群落特征——以包头南海湖为例

为了探究寒旱区湖泊中固氮菌的地区差异性,利用固氮菌特异性功能基因nif H对南海湖沉积物中的固氮菌进行测定并分析其与环境因子之间的相互作用关系.结果表明：不同湖区优势固氮菌群落组成存在差异,整体上由3门（蓝藻门、厚壁菌门、变形菌门）10属（蓝藻菌属、着色菌属、梭菌属、鱼腥藻属、红螺菌属、厌氧粘细菌属、荚硫菌属、柱孢藻属、根瘤菌属、假单胞菌属）组成;寒旱区特有的冰封期长、紫外线照射强等环境条件导致沉积物中的主导固氮菌为蓝藻门下的微生物.冗余分析结果表明：较高的C/N和TP是固氮菌生存的必要营养条件,可以促进固氮反应的顺利进行,较高的TN和NH₃-N含量及较低的pH值会抑制表层沉积物部分固氮微生物的生长,较高的pH值尤其会抑制鱼腥藻属、荚硫菌属、蓝藻菌属、红螺菌属的生长.本研究通过探讨寒旱区固氮微生物在沉积物中的分布来研究固氮作用的潜在功能,进一步补充其在氮循环中的重要作用.     

嘉兴夏季臭氧污染的近地层垂直变化特征

基于2018年浙江省嘉兴市14个环境国控站点的O₃历史资料与气象要素,研究O₃与气象要素的关系,并结合差分吸收臭氧雷达的垂直臭氧探测资料,分析近地层O₃廓线变化特征.结果表明,嘉兴地区发生高浓度O₃污染的关键气象要素为24~36℃的大气温度和36%~77%的相对湿度,24℃以上的大气温度与77%以下的相对湿度可作为启动预警O₃污染的气象指标.差分吸收臭氧雷达监测结果显示,无论O₃超标天与清洁天,在垂直方向上其浓度随高度先升后降,在600~800m范围出现峰值;O₃污染时段,在中午到午后低空形成持续向下的O₃输送带,这种低空O₃与地表O₃的叠加机制加重地表O₃污染程度,导致地表O₃超标与低空高浓度相伴出现;其廓线日变化规律表现出800m以下浓度在夜间和凌晨梯度不显著,日出后近地层O₃随时间快速增加,中午和午后持续高值,傍晚随时间逐渐下降的特征.后向轨迹分析表明,10,500,1000m高度层的气流后向轨迹聚类有相似性,500m处沿闽浙海岸线的轨迹簇对应O₃较10m处来自海上的轨迹簇高,这与500m处前体物输送堆积和紫外线辐射增强有关.污染过程近地层气流来向紧贴地面,但中高层有明显下沉气流使得O₃前体物在500m附近堆积,是造成2个典型污染过程中垂直方向上O₃高值出现在500m左右的原因之一.     

浅滩湿地水深对氮、磷去除的影响及其在河道治理中的应用

研究了不同水深条件（5,10,15,20,25 cm）下芦苇湿地对伊通河水中氮、磷的净化能力。结果表明:浅水位条件有利于NH₄+-N的硝化作用及挥发作用。水深为5 cm时TN和NH₄+-N的去除效果最好,10 cm时NO₃--N的去除效果最好,水深25 cm时TN和NH₄+-N的去除率明显降低。NH₄+-N的吸附和转化作用对TN的衰减起着主导作用。磷的去除率与水深的相关性较小,表明磷的去除主要是化学转化与吸附作用。根据湿地水深对污染物去除的影响,研究设计了1种可自动调节深度的浮动湿地。通过浮动湿地的净化,使研究区河水中TN、NH₄+-N和TP浓度大幅降低,水质得到明显改善。     

晋江河口湿地红树林恢复对表层土壤氮磷的影响

近年来,由于沿海地区人为活动加剧导致河口湿地退化严重,采用红树植物进行人工恢复被认为是一种有效的修复方式。而关于土壤氮、磷方面的研究主要集中于天然红树林湿地,人工恢复对其影响方面的研究较少。该文以福建晋江河口恢复红树林湿地为研究对象,采用野外采样与室内实验相结合的方法,分析湿地恢复过程中不同种植模式下土壤氮、磷含量的变化特征,探究湿地恢复对其影响。结果表明:恢复区土壤总氮和总磷含量均高于对照,且不同混交方式和种植密度间均存在显著差异性,表明红树林恢复促进了湿地土壤氮、磷的积累,不同恢复模式对其含量产生影响。此外,河口区复杂的水文环境也可能是一个重要的影响因素。     

红树林湿地植物中Pd的累积特征

铂族元素(PGEs)中的钯(Pd)作为汽车尾气催化转换器(VECs)的催化剂被广泛应用,Pd在世界各国环境中的含量水平迅速增长,并进入食物链,其潜在威胁日益增大。本文以海南省东寨港红树林湿地为研究区,采集红树植物和沉积物样品,利用微波消解、ICP-MS测定其中的Pd。研究表明,在水平维度上,红树植物叶Pd的含量沿河口到外海方向呈现出递减趋势,说明了Pd的陆源性输入;沿光滩到林内方向,呈现出林内光滩林缘的特点。在垂直维度上,红树植物叶Pd的含量呈底部向顶部递减。相对于茎,红树植物叶Pd的含量明显偏低,说明红树植物主要通过根部从沉积物中吸收Pd并累积。对于不同年龄阶段的红树植物,茎Pd的含量为成熟幼龄老龄,叶Pd的含量为老龄成熟幼龄。红树植物叶Pd的含量季节变化明显,干季高于湿季。相对于国内外植物,东寨港红树植物Pd的含量属较低水平。本研究有助于阐明红树林湿地植物Pd的累积特征,同时对于红树林湿地的环境保护具有重要的科学意义。