平原河网地区滨岸带外来植物入侵现状及影响研究——以上海青浦区为例

河流滨岸带作为一种典型的开放系统,在受到外界干扰的条件下极易被外来植物所入侵并受到严重影响。以上海青浦区为例,通过对河流滨岸带生态系统入侵植物分布及现状调查,以及对两种入侵植物:白花三叶草(Trifolium repens)和加拿大一枝黄花(Solidago canadensis)群落的物种多样性及其土壤特性的实证研究,探讨外来植物入侵对河流滨岸带生态系统造成的影响。结果表明:目前该地区河流滨岸带外来入侵植物共有14科24种,其科、种数分别占到该生态系统所有植物的48.3%与26.1%。入侵植物白花三叶草与加拿大一枝黄花在春、秋两季均显著降低了河流滨岸带植物群落的物种多样性。此外,两种入侵植物也对当地河流滨岸及土壤特性造成了不同程度的影响,其中对土壤含水量、pH值的影响最为显著。该研究填补了平原河网地区河流滨岸带生态系统外来植物入侵研究的空白,有助于今后开展对该生态系统的评价、恢复及管理工作。

上海城市不同绿地类型土壤重金属污染研究

2006年秋季对上海城市不同绿地类型土壤进行采样,其中包括居住区:华东师范大学一村草地类型(A);公园:上海植物园乔木类型(B、C)、灌木类型(D)、草地类型(E);学校:华东师范大学校区绿化乔木类型(F、G)、灌木类型(H)、草地类型(I);路旁绿地:浦东生态林乔木类型(J)、草地类型(K);废弃地:南汇老港垃圾填埋场乔木类型(L、M),草地类型(N)。共获得土壤样品42份。研究结果表明,上海城市各绿地类型的土壤受到了较强烈人为干扰,重金属污染现象普遍:绿地土壤中Cu、Zn、Pb、Cd的平均浓度分别为:39.84±17.37 mg·kg-1,157.05±81.91 mg·kg-1,41.33±23.14 mg·kg-1,0.3425±0.1420 mg·kg-1,居住区、公园、学校、路旁绿地、废弃地的内梅罗综合重金属污染指数分别为:2.4、2.8、2.6、1.9和1.5;同时还表明,不同绿地类型中土壤有其不同的污染方式:学校样地土壤重金属污染主要来自于交通因素,路旁绿化样地土壤的重金属来自于交通、客土等多方面因素共同作用,废弃地样地、公园样地和居住区样地土壤重金属污染则可能分别来自于固体废弃物、农林业活动和多种人类日常活动的共同作用。

长江经济带城市降雨径流污染特征分析

为系统了解长江经济带城市面源污染状况,针对性解决长江经济带城市降雨径流引起的水环境污染问题,梳理了长江经济带各省(直辖市)的城市下垫面和功能区的雨水径流污染特征,对比分析长江经济带各省(市)不同下垫面和不同功能区降雨径流污染物指标,并采用线性混合模型分析污染物的降雨径流平均浓度与经济发展水平的相关性。结果表明:长江经济带下垫面降雨径流污染主要来自路面,且远高于屋面和绿地;城市功能区降雨径流污染浓度最高的是交通区,其次是商业区和工业区,居住区最低;降雨径流污染物浓度较高的是长江中下游地区,经济发展水平越高的省(市)降雨径流污染物浓度越高。研究成果全面分析了长江经济带城市面源污染状况,可为长江经济带城市降雨径流污染综合治理的规划与设计提供指导。

引水河道水质生态净化工程中试研究——以嘉兴新塍塘为例

在嘉兴新塍塘配置人工湿地＋水下森林模式的水质生态净化系统,开展微污染源水处理效果的中试研究。结果表明,在3种不同水力负荷工况下,中试系统均可有效提高水体的SD,对水体SS、CODCr、NH3-N、TN、TP的去除率分别达74%-88%、26%-59%、84%-87%、76%-83%、36%-50%,显著改善了水体的溶氧环境。

不同植物配置下人工湿地大型底栖动物群落特征及其与环境因子的关系

大型底栖动物在人工湿地生态系统的物质循环和能量流动过程中发挥着重要作用,是保持湿地结构稳定、高效运行的重要因素。为了解大型底栖动物在人工湿地内的群落特征,于2013年8月—2014年5月对盐龙湖芦苇(Phragmites communis)、茭草(Zizania latifolia)、狭叶香蒲(Typha angustifolia)表流人工湿地的大型底栖动物群落进行调查。结合相对重要性指数(IRI)、多样性指数(Shannon-Wiener多样性指数,Pielou均匀度指数,Margalef丰富度指数)与相关性分析等手段,研究了不同植物配置下人工湿地大型底栖动物群落特征及其与环境因子的关系。调查共采集到大型底栖动物14种,主要优势物种为纹沼螺(Parafossarulus striatulus)、霍普水丝蚓(Limnodrilus hoffmeisteri)、长角涵螺(Alocinma longicornis)、摇蚊幼虫(Tendipes sp.),但不同植物配置下优势物种有所差别。芦苇、茭草及狭叶香蒲湿地的年均大型底栖动物密度分别为285、330、266个/m2,年均生物量分别为25.6、104.0、32.3 g/m2。茭草湿地的大型底栖动物群落在物种数量、均匀程度上要高于芦苇及狭叶香蒲湿地,而后两者多样性水平相当。茭草湿地底栖动物群落生物量与软体动物密度呈极显著(P<0.01)正相关,总密度与水深呈显著(P<0.05)负相关,环节动物的密度与全氮(STN)、有机质(SOM)之间分别呈极显著(P<0.01)、显著(P<0.05)正相关。研究为今后人工湿地生态系统的设计、管护以及长效运行提供新的思路。

盐城蟒蛇河饮用水源原水水质及盐龙湖工程水质净化效果评价

蟒蛇河是盐城市区主要的地表饮用水源地，其水质通常在Ⅳ～V类标准。为改善原水水质，中国首个平原上开挖的饮用水源生态净化湖——盐龙湖于2012年6月建成启用。通过水质监测，分析了近年来蟒蛇河原水水质及其污染特征，并对盐龙湖工程水质的净化效果进行了评价。研究表明：（1）蟒蛇河原水在春、秋、冬季水质主要指标基本能满足《地表水环境质量标准》（GB3838—2002）Ⅲ类标准，但夏季水质相对较差；（2）蟒蛇河原水呈现出典型的有机污染特征，营养盐类多是以有机形态存在，但TN与TP的主要污染来源并不一致，在不同季节原水污染特性存在波动规律；（3）近年来蟒蛇河原水中有机物及营养盐浓度有升高趋势；（4）盐龙湖工程水质净化效果在夏季最佳，春、秋季次之，冬季则一般；（5）近一年来，盐龙湖工程累计削减原水高锰酸盐指数、氨氮、TN、TP、SS的量分别达到56．6、35．6、59．8、8．9、1000．0t（干质量）。

不同季节表流湿地对微污染原水的净化效果分析

江苏盐城市在龙冈镇蟒蛇河南岸建设了饮用水源生态净化工程中试系统,以改善饮用水的原水水质。为了探索以挺水、沉水以及浮叶植物构建的表流湿地对微污染原水的水质净化效果,在系统实际运行中,分季节在表流湿地进出口进行了实地采样分析。分析结果表明:①表流湿地对TP、TN、NH3-N、COD Mn及浊度的去除效果较好;对DO有一定影响,使其降低了10.9%;②不论温度如何变化,湿地系统对TP的去除率基本可保持较高水平;而TN的去除率与温度成正比关系;NH3-N及COD Mn去除率在夏、秋季有所波动,但在冬春季,NH3-N去除效果较好,而COD Mn的去除效果不明显;DO降低表现为夏秋季大于冬春季;浊度的去除率表现为冬季大于秋季,秋季大于夏季。

盐龙湖工程中试系统去除原水中氮磷效果研究

氮、磷是水体富营养化和蓝藻水华发生的主要驱动和限制因子,是饮用水水质监测所关注的重要指标。本研究在盐城市龙冈镇境内蟒蛇河南岸设计构建了饮用水水源生态净化工程中试系统,沿中试系统水流方向依次布设5个水质采样点,分别位于进水口和预处理区、挺水植物区、沉水植物区与深度净化区的出水口,通过近1年的运行研究表明,该工艺对水体有机物及营养盐去除效率高,净化效果好,出水水质稳定达到地表Ⅲ类水标准,且感官效果良好,出水透明度可达2 m。

生态净化技术对微污染原水DO、浊度、透明度及pH值指标的改善效果分析

作为水生生态系统环境因素的重要组成,水体DO、浊度、透明度及pH值等理化指标对生态净化技术去除有机物、营养盐等污染物质有着显著影响。在盐城市龙冈镇境内蟒蛇河南岸设计构建了饮用水源生态净化工程中试系统,通过长期研究表明:蟒蛇河原水水体DO及理化指标呈现明显的季节差异,通过中试系统的净化,全年出水平均透明度、DO、pH值的提升率分别为582.8、69.9%、8.2%,浊度的去除率为93.0%;从时间上分析,中试系统对水体DO、浊度、透明度及pH值的改善效果随季节变化而有所差别;从空间上分析,中试系统各工艺段对水体DO、浊度、透明度及pH值的改善贡献率大小有所不同。

干湿交替对湿地土壤氮磷缓冲能力的影响

干湿交替改善人工湿地净化能力的机制尚未得到充分地研究。文章系统分析了2013年冬季表流湿地在干湿交替的落干过程中,土壤中有机质(OM)和氮(N)磷(P)含量的变化以及对营养元素的吸附和蓄积能力。结果表明,表流湿地正常运行时,小范围的水深差异对经历落干过程的土壤OM、N和P含量变化没有明显影响;在干湿交替的落干过程中,土壤有机质和氮磷含量均明显低于对照值,土壤对氮素的缓冲能力和对磷素的蓄积能力均明显增强。因此,落干能够明显恢复表流湿地土壤的净化能力。

生态修复技术在上海市黑臭水体治理工程中的应用进展

通过物理结构修复、水质生态净化、生物群落恢复3个方面系统性地总结上海市在黑臭水体治理工程中应用的相关生态修复技术及要点。目前,上海市黑臭水体治理工程中应用的物理结构修复主要涉及河道平面调整、断面设置、微地形塑造、生态护岸建设、硬质护岸改造等技术;水质生态净化技术主要包括生态浮床技术、微生物净化技术、曝气增氧技术及其他新型的集成技术;生物群落恢复技术主要涉及陆域生态措施、水生植物恢复构建、水生植物投放等相关措施。文中旨在全面总结各类技术的同时概括其技术要点,为构建完善的黑臭水体治理体系、规范上海市黑臭水体生态修复方案设计、巩固黑臭水体生态修复成果提供支撑。

贡湖环湖带陆域污染源类型·负荷及空间分布

通过实地调研、资料解析等多种方式获取数据,对贡湖环湖带陆域源类型、负荷及空间分布进行深入研究。结果显示,目前贡湖环湖带主要污染物来源为工业污水、居民生活污染、农业径流、畜禽养殖废水、水产养殖排水、大气干湿沉降六大类型;贡湖环湖带每年产生并进入河网的污染负荷为:COD 2 568.79 t/a,NH3-N 219.05 t/a,TN 438.65 t/a,TP 30.11 t/a;污染负荷较重的区域有无锡市的华庄镇、南泉镇及苏州的镇湖街道。绝大部分污染物最终进入周边的河网,并经过主干河道汇入贡湖湾。

盐龙湖富营养化防治关键技术探讨

以盐龙湖为例,介绍了该工程采用的外源污染控制技术、水生生态系统构建技术、水动力条件改善技术等水体富营养化防治关键技术,分析了盐龙湖水体富营养化的防治效果。结果表明,经过处理后盐龙湖原水水质有很大程度的改善,深度净化区水体富营养化程度可以长期维持在较低水平。

青苔在微污染水体生态净化系统中的发生与防治

[目的]研究水体青苔对生态净化的进程与最终效果的影响。[方法]通过对水体青苔的发生机理及其对生态系统的影响进行综述及分析,并结合江苏北部水源地微污染原水生态净化研究过程中,水体青苔发生与防治工作的实际情况,探讨了适用于水源地微污染水体的青苔防治方法。[结果]在青苔暴发期前采取提高植物种植密度、定期收割、水体流态调控等预防措施,在暴发期中采取局部提高水体pH值、光干扰、生态调控等控制措施,可有效防治水体青苔。[结论]为今后水源地微污染水体生态净化工程开展青苔防治工作提供理论参考与技术依据。

贡湖环湖带河网污染物负荷及输移规律

通过实地调研、资料解析、模型计算等多种方式获取数据,对2005～2009年贡湖环湖带河网污染物负荷及输移规律进行深入研究。结果表明:①与贡湖湾进行水体交换的河道主要为苏州河网及望虞河。望虞河总体流量表现为出湖略大于入湖,污染负荷总体表现为入湖;苏州河网总体流量及污染负荷均表现为净入湖状态。②望虞河平均入湖污染负荷量COD为416.42 t/a,TP为29.84 t/a,TN为598.32 t/a,NH3-N为254.28 t/a;苏州河网平均入湖污染负荷量COD为481.73 t/a,TP为16.81 t/a,TN为540.87 t/a,NH3-N为250.66 t/a。③汛期,大部分污染负荷经苏州南部口门随水流进入贡湖;非汛期,贡湖湖水由南部口门进入河网,向东北流动进入浒光运河等周边水体。

立体式人工湿地处理微污染源水的应用与研究

[方法]探讨立体式人工湿地在微污染源水体处理中的应用。[方法]提出了一种立体式人工湿地模式,重点分析了运用该模式的嘉兴石臼漾水厂引水河道新塍塘的水质生态净化中试工程,并从水质水量、季节气候、物种配置以及管理维护4个方面,探讨了该项技术净化水质的影响因素。[结果]在夏秋两季,3种不同水力负荷的工况下,中试工程能够改善水体透明度及溶氧环境,有效降低了微污染源水中的SS、CODCr、NH3-N、TN、TP等水质指标,出水基本能稳定达到地表水III类标准。[结论]该立体式人工湿地对微污染源水的净化处理是可行的,具有极其广阔的应用价值与推广前景。

利用疏浚土塑造长江口新横沙生态成陆示范区研究

为防止上海市横沙东滩浅滩大面积侵蚀和长江口深水航道疏浚土外抛入海造成的资源浪费和环境污染,根据横沙东滩生物生境特点对横沙东滩进行分区,利用长江口深水航道疏浚土上岸生态成陆。通过研究长江口疏浚土历史数据、长江口生物生境需求与长江口滩涂湿地发展特点,提出根据生境需求按照等深线0 m以上、-2-0 m、-2--5 m滩涂面积比例为1∶1∶2塑造横沙东滩生态基底方案,设置“T坝”进行生态基底保育,并分为鸻鹬类主栖息区(A区)、苇塘区(B区)、雁鸭类主栖息区(C区)、鸟类食物种植区(D区)4个生态功能区,最终形成生态成陆示范区。该研究方案可为滩涂生态修复提供理论基础及技术支撑。

人工湿地改善微污染水体溶解氧的中试研究

水体溶解氧指标的优劣对生态净化技术去除有机物、营养盐等污染指标有着显著影响。本研究在盐城市龙冈镇境内蟒蛇河南岸设计构建了饮用水源生态净化工程中试系统,通过长期研究表明:中试采取的前段曝气+中部跌水+后段增设沉水植物模式,对蟒蛇河原水DO的改善效果显著,出水的DO在夏、秋、冬、春季分别达到7.02、10.38、10.98、11.43mg/L,平均提升率分别为384.1%、147.7%、31.0%、23.0%;跌水增氧效果与跌水高度显著相关,跌水高度越高,增氧效果越好。

人工介质对微污染水的净化效果

以大型饮用水源生态净化工程为研究对象,分析了该工程不同季节、不同HRT下人工介质对微污染原水的净化效果。结果表明,人工介质对COD_(Mn)、NH_3-N、TN、TP和SS的平均去除率分别为7.2%、38.2%、16.8%、24.4%和34.4%,且去除效果随HRT的增加而有所增强;人工介质对污染物的去除效果因季节而异,COD_(Mn)各季节平均去除率表现为夏季>春季>秋季>冬季,对NH_3-N和TN各季节平均去除率表现为夏季>秋季>春季>冬季,对TP和SS各季节平均去除率均表现为冬季>秋季>夏季>春季。

平原地区新建湖库型水源地生态工程设计关键技术问题及实践

平原地区新建湖库型水源地是改善原水水质、保障供水安全的有效工程措施。围绕河道型与湖库型水流、水动力及富营养化差异,分析了工程选址、工程定位及工艺选择中节能、水质协同性及富营养化防治与水质提升等关键问题的影响因素,并以盐城市盐龙湖工程为例进行了相关设计探讨。