利用沉水植物生长期收割进行富营养化水体生态管理的实地研究

在以再生水为补水水源的圆明园玉玲珑水域进行沉水植物收割实验,自2011年4—12月间每隔半个月监测一次水质。结果表明,通过在生长期收割沉水植物,玉玲珑水体TP、SRP、TN、NH4+-N、NO3--N和COD的平均浓度可维持在0.1、0.04、0.86、0.1、0.32和18 mg/L左右,水质保持在Ⅲ类至Ⅳ类地表水之间;与之对照的不收割沉水植物的玉玲珑进水口水域,9月沉水植物开始死亡腐烂,TP、SRP、TN、NH4+-N最高分别可达0.5、0.1、2.4和0.60 mg/L;作为对照的另一以挺水植物为主的水域,水质普遍劣于有大量沉水植物生长的水域,TP、SRP、TN、NH4+-N最高分别可达1.2、0.60、6.1和0.61mg/L。圆明园的实地实验表明,沉水植物有很强的净化水质作用,通过生长期收割,能够进一步强化其水质净化作用,可以作为一项对富营养化水体进行生态管理的有效措施进行推广。     

植被收割对滨海湿地沉积物中CO_2和N_2O释放的影响

为了揭示冬季滨海湿地植被收割对其沉积物中温室气体释放的影响,以长江入海口典型滨海湿地——崇明东滩为研究对象,观测季节性(冬季)植被收割(分别于收割后第0天、第10天、第30天、第60天采样)与不收割条件下芦苇(Phragmites australis)、米草(Spartina alterniflora)、芦苇-米草交互带和光滩沉积物中CO2与N2O的释放特征.结果表明:1米草和芦苇-米草交互带植被收割并未增加沉积物中CO2的释放(P0.05),但芦苇收割可能会增加N2O的释放(P0.05),说明植被收割对湿地沉积物中CO2和N2O释放的影响与植被类型密切相关.2与芦苇带相比,米草和芦苇-米草交互带沉积物中CO2累积释放量分别高出12%~57%和17%~43%,但芦苇植被覆盖下沉积物中N2O累积释放量分别比二者高出11%~81%和8%~95%.可见,米草和芦苇-米草交互带沉积物碳的呼吸损失明显高于芦苇带,但芦苇植被覆盖下沉积物中N2O逸失量相对较高.34种植被类型下,沉积物中N2O累积释放量为0.1~0.4 mg/kg,CO2累积释放量则高达1 024~2 645 mg/kg.因此,冬季滨海湿地植被收割不会显著增加N2O的温室效应,但选择性收割米草有望减少沉积物碳的呼吸损失.     

衡水湖湿地水生植物生长对水质的影响

为探究衡水湖水生植物生长腐解对湿地水动力水质影响,调查研究衡水湖大型水生植物优势种芦苇(Phragmites australis)、香蒲(Typha latifolia)的生长腐解动力学参数,基于EFDC(Environmental Fluid Dynamics Code)模型构建了衡水湖水动力-水质-水生植物模型,模拟了2018～2022年衡水湖水生植物生长过程和水质变化,定量分析了植物生长对水体水质变化的时空影响及影响机制,并提出适应植物生长过程的衡水湖水质精细化管理保障措施.结果表明,利用植物生长积累量(以C计)表征植物生长腐解动力学相关参数,植物生长期生长系数和腐解期代谢系数分为0.01d-1,0.05d-1,用于建立衡水湖生态水质模块实现系统模拟研究;有植物生长区较无植物大湖心区在植物生长期对氨氮、总磷浓度降低可达40%～60%,腐解期增加可达60%～80%,且植物对原位及周边500～1000m范围内作用显著;在成熟期(10月)对植物70%茎叶量进行收割,氨氮浓度峰值最大由1.833mg/L降至1.095mg/L,下降率达到40.25%,总磷浓度由0.172mg/L降至0.1...     

直物收割频率对水生植物滤床深度处理养猪废水的影响

采用水生植物滤床系统深度处理养猪废水,开展了不同收割频率条件下系统对污水净化效果的对比研究。实验结果表明,当水力负荷为5cm／d时,植物收割频率的增加会降低系统对TN和TP的去除效果,而对COD的去除效果则无明显影响。当不进行植物收割时,系统对养猪废水的净化效果最好,对COD、TN和TP的平均去除率分别为71．26％、34．32％和29．52％。因此,合适的植物收割频率是强化APFB系统处理效果的关键因素。     

植物收割频率对水生植物滤床深度处理养猪废水的影响

采用水生植物滤床系统深度处理养猪废水,开展了不同收割频率条件下系统对污水净化效果的对比研究。实验结果表明,当水力负荷为5 cm/d时,植物收割频率的增加会降低系统对TN和TP的去除效果,而对COD的去除效果则无明显影响。当不进行植物收割时,系统对养猪废水的净化效果最好,对COD、TN和TP的平均去除率分别为71.26%、34.32%和29.52%。因此,合适的植物收割频率是强化APFB系统处理效果的关键因素。     

水平潜流人工湿地脱氮功效中植物的作用

为了研究芦苇(Phragmites australis)在收割期前/后、湿地床体内部各个区域内、一年四季中在水平潜流人工湿地脱氮效用所起的作用,实验设置了有/无植物2组平行反应器。结果表明,芦苇在收割前/后对于水平潜流人工湿地脱氮效果均有促进作用,植物地上部分氮吸收量占湿地脱氮量的10.2%。在芦苇收割前/后(5月~9月、10月~次年5月),芦苇湿地日均脱氮量分别是无植物湿地的1.55倍与1.11倍。高、矮芦苇不同组织中总氮浓度分布趋势一致,2种芦苇各组织含量分别为:穗(28.69 g/kg)>叶(13.69 g/kg)>茎(5.31 g/kg)、穗(28.06 g/kg)>叶(14.61 g/kg)>茎(8.46 g/kg)。在湿地的各个沿程区域,总氮、氨氮累加去除率变化趋势一致,并且从反应器前部到尾部呈上升趋势,从上部到下部呈下降趋势。有芦苇湿地的脱氮效用优于无植物湿地,且底部氮积累含量也较少。一年四季中有芦苇湿地在各个季节脱氮量是无植物湿地的1.06~1.47倍。     

利用沉水植物生长期收割进行富营养化水乍生态管理的实地研究

在以再生水为补水水源的圆明园玉玲珑水域进行沉水植物收割实验,自2011年4—12月问每隔半个月监测-次水质。结果表明,通过在生长期收割沉水植物,玉玲珑水体TP、SRP、TN、NH4-N、NO3--N和COD的平均浓度可维持在0．1、0．04、0．86、0．1、0．32和18mg／L左右,水质保持在Ⅲ类至Ⅳ类地表水之间;与之对照的不收割沉水植物的玉玲珑进水口水域,9月沉水植物开始死亡腐烂,TP、SRP、TN、NH4＋-N最高分别可达0．5、0．1、2．4和0．60mg／L;作为对照的另-以挺水植物为主的水域,水质普遍劣于有大量沉水植物生长的水域,TP、SRP、TN、NH4＋-N最高分别可达1．2、0．60、6．1和0．61mg／L。圆明园的实地实验表明,沉水植物有很强的净化水质作用,通过生长期收割,能够进-步强化其水质净化作用,可以作为-项对富营养化水体进行生态管理的有效措施进行推广。     

多级垂直流人工湿地对北方农村生活污水的处理分析

文章采用多级垂直流人工湿地处理北方农村生活污水,考察了稳定运行期水力负荷、植物收割以及季节对COD、NH~+_4-N、TN和TP的去除影响。结果表明:COD、TN和TP去除随水力负荷增加呈递减趋势,在0.15 m~3/(m~2·d)时去除最佳,出水浓度分别为18～30、9～25和0.4～0.5 mg/L。NH~+_4-N去除随水力负荷增加呈先增后减趋势,在0.25 m~3/(m~2·d)时去除率最佳,出水浓度为0～6 mg/L。在水力负荷为0.15 m~3/(m~2·d)时,植物收割后COD、NH~+_4-N、TN和TP的去除均有所降低。不同季节时,夏季湿地处理效果最佳,冬季最差。同时对比实验表明,夏季水力负荷为0.15 m~3/(m~2·d)时,多级垂直流人工湿地对COD、NH~+_4-N、TN和TP的去除效果优于单级水平流人工湿地,其出水达到城镇污水处理厂污染物排放一级A标准。     

三江平原作物收获期大气颗粒物浓度特征

通过对2013年10月东北三江平原农作物收获期大气颗粒物的在线监测,结合卫星火点数据与后向轨迹模拟,分析了秸秆燃烧和作物收割等农业活动对大气颗粒物质量浓度及粒径分布的影响.结果表明:作物收获前期?中期和后期大气PM2.5的平均质量浓度分别为36.0,158.3,33.8μg/m3;现场观测表明,水稻收割(321.1μg/m3)和秸秆燃烧(2777.1μg/m3)时监测田块内PM2.5的平均浓度分别是收割前和燃烧前平均浓度的2.5倍和11.5倍;卫星火点及后向轨迹分析发现,观测期间PM2.5与该地区卫星火点数量的变化趋势比较一致,且气团轨迹经过火点较集中区域时测得较高的PM2.5浓度值;对不同粒径(<1μm,1~2.5μm,2.5~10μm)大气颗粒物质量浓度的观测表明,收获中期受大面积秸秆燃烧的影响,0~1 μm粒径组分明显增加,而收获后期由于降水过程对0~1μm粒径颗粒物的清除效率较低,故该粒径颗粒物仍维持较高比例.     

不同收割时间下人工湿地芦苇根系分泌物的组成和特征

为探讨亚热带地区枯萎期湿地有机物和氮去除效果与芦苇根系分泌物对收割时间的响应,运用水平潜流湿地开展了2年(第1年为2017年7月—2018年3月,第2年为2018年8月—2019年4月)不同收割时间(W1为不收割、W2为枯萎前收割、W3为枯萎中期收割、W4为枯萎末期收割)试验,监测了不同处理下芦苇根系分泌物的组成特征及湿地中有机物和氮浓度的变化. 结果表明:①2年试验均表现为枯萎前收割处理湿地TOC去除率降低,枯萎末期收割处理湿地TOC去除率增加的特征. ②芦苇根系分泌物中烷烃类数量占比最高,2年试验收割处理后根系分泌物数量均呈降低趋势. ③进水ρ(TN)较高的年份,根系分泌物中烷烃类相对含量最高,收割处理后烷烃类相对含量增加;进水ρ(TN)较低的年份,酸类相对含量最高,枯萎前和中期收割后酸类相对含量增加,枯萎末期收割后酸类相对含量降低. ④进水ρ(TN)较高的年份,湿地TOC和TN去除率的变化整体上由烷烃类含量主导,二者与烷烃类含量均呈正相关;进水ρ(TN)较低的年份,湿地TOC和TN去除率的变化整体上由酸类含量主导,二者与酸类含量均呈负相关. 研究显示,枯萎期芦苇湿地污染物去除效果与根系分泌物的组成和特征存在一定的相关性,在枯萎末期收割能增加芦苇湿地的有机物去除效果.