农村沟渠水体的磷污染水平对底泥磷释放规律的影响研究

为揭示农村生活污水排放导致沟渠底泥磷形态转化对农村生态环境的影响,用K 2 HPO 4配置不同水平磷污染水体(TP质量浓度分别为0、5、10、20 mg/L),考察在静态及扰动试验中底泥磷的转化规律。结果表明:(1)当水体TP为0 mg/L,底泥为磷源,逐步向水体释放磷;随水体TP增大,底泥为磷汇,吸附水体中的磷,水体扰动会促进底泥对水体磷的吸附。(2)底泥TP含量随水体TP的升高而增加,扰动试验中底泥TP含量高于静态试验;水体TP为20 mg/L时,扰动试验底泥存在中度污染情况,其余均为轻度污染;底泥TP超出多数底栖动物的耐受含量,对沟渠底栖动物具有较低生态风险。(3)底泥对水体磷的吸附均为物理吸附,扰动试验中底泥4种形态无机磷含量的总和高于静态试验,且底泥磷活性更高,水体扰动将增加底泥对水体的生态风险。

水流扰动强度对农村沟渠底泥磷释放的影响

采用自制模拟装置的方式,通过设置沟渠水体不同的水流扰动强度(静置、5、15、30、60 L/h),探析在不同水流扰动强度下底泥磷形态的迁移转化规律及水体磷浓度的变化差异。结果表明:静置至15 L/h的水流扰动强度促进底泥磷释放,30~60 L/h的水流扰动强度抑制磷释放,其中15 L/h的水流扰动强度下,水体总磷释放量、释放速率最大;在水流扰动影响下,底泥全磷、弱吸附态磷、可还原态磷及钙结合态磷,均在一定程度上释放,全磷释放量随扰动强度加强呈现先增大后减小的规律,3种磷形态释放规律各不相同,其中水体总磷与第30天的可还原态磷、钙结合态磷具有极显著正相关(P<0.01);底泥中磷形态受水流扰动影响,由活性磷向非活性磷转化趋势明显,磷活性比随水流扰动强度的增大表现出先减小至15 L/h后增加的趋势。因此,15 L/h的水流扰动强度一定程度上可以治理沟渠底泥P污染、降低沟渠底泥生态风险。

pH值对高原山地分散养殖型农村沟渠底泥磷释放的影响

以典型高原山地分散养殖型农村沟渠底泥为研究对象,通过室内模拟灭菌和未灭菌处理条件下pH为5.5、7.5、9.5、11.5的环境条件,估算底泥-水界面总磷(TP)和正磷酸盐(PO4^3--P)释放通量变化,研究pH对底泥磷释放及各形态磷含量变化的影响。结果表明,沟渠底泥中铁铝结合态磷(NaOH-P)占TP比例最高,钙结合态磷(HCl-P)次之,有机磷(OP)则相对较少;NaOH-P和OP占TP的比例随pH的升高而降低,HCl-P则相反。随时间推移,NaOH-P和HCl-P占TP比例在15 d时出现拐点,均呈现先增后减趋势;OP则先降后增;碱性条件(pH>9.5)更有利于底泥磷释放,且底泥中各形态磷在pH影响下存在相互转化的可能性。冗余分析结果表明,酸性条件下(pH=5.5)pH与HCl-P含量为正相关关系,中性条件下(pH=7.5)pH与NaOH-P、HCl-P含量为负相关关系,碱性条件下(pH≥9.5)pH与NaOH-P含量呈正相关关系。未灭菌处理组的释放通量和上覆水中TP、PO4^3--P质量浓度始终高于灭菌处理组,强碱性条件下(pH=11.5)TP和PO4^3--P的释放通量分别是酸性条件下(pH=5.5)的13和24倍,微生物对于底泥中各形态磷转化为PO4^3--P进入上覆水体的影响较小。说明沟渠底泥在碱性条件下磷释放潜力较大,微生物能够促进底泥中磷释放,增加底泥磷向上覆水释放的风险。

水流扰动强度对高原山地农村沟渠底泥氮释放的影响

为揭示水动力扰动对高原山地农村沟渠内源氮营养盐释放的影响,通过室内模拟试验研究不同水流扰动强度(0、5、15、30、60 L·h^(-1))对底泥氮释放的影响。结果表明:(1)水动力扰动初期可引起底泥氮元素向上覆水释放,5 L·h^(-1)扰动下水体中NH_(4)^(+)-N浓度达到最高值,60 L·h^(-1)扰动下水体TN浓度达到最高值,在连续扰动30 d后,静置水体氮浓度高于扰动水体;(2)随扰动强度的增加,底泥TN含量也增加,但总体低于背景值,呈现出0<5<30<15<60 L·h^(-1)的规律;(3)底泥各形态可转化态氮(TTN)含量由大到小依次表现为强氧化剂可提取态氮(SOEF-N)、强碱可提取态氮(WAEF-N)、离子交换态氮(IEF-N)和弱酸可提取态氮(SAEF-N);释放程度从易到难依次为IEF-N、WAEF-N、SAEF-N、SOEF-N;各形态氮的最小值均出现在静置时,说明扰动更有利于底泥对水体氮营养盐的吸收,减轻其沿途对周围环境造成潜在的危害。

酸碱度对山地农村沟渠底泥营养盐动态迁移的影响

【目的】酸碱度是影响沟渠底泥营养盐迁移释放的关键性因子。探究不同pH条件下山地农村沟渠底泥营养盐释放迁移的动态变化,为农村生态环境治理提供理论依据。【方法】采集滇池流域典型山地农村沟渠底泥,通过室内模拟实验测定未灭菌与灭菌处理下不同pH(5.5、7.5、9.5、11.5)条件的底泥、上覆水中营养盐含量,估算底泥-水界面营养盐释放通量。【结果】底泥中总氮质量分数随着pH升高而减少,未灭菌组强碱性(pH 11.5)和酸性(pH 5.5)条件下总氮释放通量分别是对照(pH 7.5)的8和4倍,灭菌组均为对照的2倍。上覆水中溶解性总磷质量浓度和释放通量随pH升高而增加,未灭菌组强碱性(pH 11.5)和弱碱性(pH 9.5)条件下溶解性总磷释放通量分别是对照的12和4倍,灭菌组分别是对照的30和15倍;未灭菌组溶解性总磷释放通量高于灭菌组。冗余分析表明:酸性条件促进底泥中钙结合态磷(CaP)的释放,碱性(p H≥9.5)条件促进总氮、总磷和铁铝结合态磷(Fe/Al-P)的释放,中性(pH 7.5)条件对底泥中氮/磷释放影响较小。【结论】碱性(pH≥9.5)和酸性显著促进山地农村沟渠底泥中氮磷营养盐释放,中性条件下释放量最小。底泥灭菌处理降低了不同pH下的微生物活性,阻碍山地农村沟渠底泥中氮磷向上覆水体迁移释放。图6表1参36。

普者黑岩溶湿地景观格局演变及驱动机制研究

利用1990～2015年的6期遥感影像数据,结合GIS技术和景观格局指数方法,从景观整体格局和景观单一格局两个方面探讨了普者黑岩溶湿地不同时空尺度的景观格局变化。结果表明,25年来林地、农地、建筑用地面积增加,湿地、未利用地面积逐年减少,其中,2005～2010年湿地面积减少速度最快,减少率达到39.2%;整体景观类型破碎度降低,多样性指数和均匀度指数减小,蔓延度指数增加,景观分布不均匀。