镁改性赤泥强化去除雨水径流氮磷污染物效果

传统生物滞留系统存在填料层组成单一,氮、磷去除效果不稳定的问题,为评估赤泥作为生物滞留系统填料层改良剂的可行性,以拜耳法赤泥为原料制备载镁改性赤泥,通过改性试验、等温吸附试验和材料表征,探究镁改性赤泥对雨水径流氮、磷的去除效果与吸附机理。结果表明,利用MgCl_(2)溶液制备改性赤泥的优选浓度为0.5 mol/L;改性赤泥(RM_(0.5))对NH_(4)^(+)-N和PO_(4)^(3-)-P的平均去除率分别可达41.83%、97.24%,相对于原状赤泥(RM)分别提高了17.15%、5.74%;RM和RM_(0.5)对NH_(4)^(+)-N的吸附符合Langmuir模型,RM_(0.5)对NH_(4)^(+)-N的理论饱和吸附量为1.383 mg/g,是RM的1.83倍,而RM和RM_(0.5)对PO_(4)^(3-)-P的吸附更适合用Freundlich模型描述;改性后赤泥表面更为粗糙,且表面生成了镁氧化物覆盖层,可进一步实现对氮、磷的去除。RM_(0.5)略优于RM对PO_(4)^(3-)-P的去除效果,而在对NH_(4)^(+)-N的去除上,RM_(0.5)明显优于RM,因此在处理高浓度含氮雨水径流时,更倾向于选择RM_(0.5)作为填料改良剂。

植物对氮素在生物滞留系统中迁移与累积的影响

为研究植物对氮素在生物滞留系统中迁移与累积的影响,推动黄土分布区雨水生物滞留系统植被建设,选取马蔺、萱草、八宝景天、金色麦冬和无植物构建5组生物滞留系统模拟装置,探讨不同植物处理下氮素在填料中的迁移和各介质中的累积情况。结果表明,试验期间植物氮素的累积量和植物生物量增加量关系密切,均表现为八宝景天>马蔺>萱草>金色麦冬,且植物吸收的氮素主要累积在植物的上部结构中;5组生物滞留系统填料中NH4+-N的分布差异不显著且含量较低,NH4+-N主要在填料层上部通过吸附作用去除,各系统对NH+4-N均有较好的去除效果;植物对于填料中NO-3-N分布和NO-3-N在系统中的迁移影响显著,相对于无植物组,存在植物的系统可降低填料中NO-3-N含量,进水前填料中NO-3-N含量越低NO-3-N出水浓度越低;5种处理下TN平均去除率表现为马蔺(50.59%)>八宝景天(43.99%)>萱草(37.85%)>金色麦冬(30.51%)>无植物(26.09%)。

改良黄土填料对生物滞留系统雨水径流氮素的去除效果

为提高生物滞留系统氮素去除效果,推动黄土分布区海绵城市建设,研究了改良黄土填料对生物滞留系统雨水径流氮素去除效果。试验采用室内土柱物理模型试验,设置了T(黄土)、TS(60%黄土+40%沙)、TSF(42%黄土+28%沙+30%粉煤灰)、TSG(42%黄土+28%沙+30%钢渣)、TSC(42%黄土+28%沙+30%赤泥)5种生物滞留系统填料,研究了其对模拟雨水径流的总量控制和氮素去除效果。结果表明,添加河沙、钢渣和赤泥有助于提高系统的径流总量控制率,其中TS系统径流总量控制率最高,且随运行时间增加而增大,最高可达95.79%;黄土中添加河沙、粉煤灰和赤泥后系统对雨水径流NH_(4)^(+)-N的去除率影响不显著,去除率较高且均在80%以上,而添加钢渣后,系统对NH_(4)^(+)-N的去除率显著降低,平均去除率仅为41.18%;添加钢渣不利于系统对NO_(3)^(-)-N的去除,平均去除率仅为32.06%,添加赤泥的TSC系统对NO_(3)^(-)-N的去除率最高,平均去除率为91.42%。

运城市夹马口引黄灌区土壤养分空间变异特征

以山西省运城市夹马口引黄灌区为研究区域,在灌区进行田间取样,结合地统计学与Kriging插值方法分析灌区农田有机质、全氮、碱解氮、有效磷、速效钾的空间分布特征。研究结果表明,灌区土壤有机质、全氮空间变异主要受结构性因素的影响;碱解氮、有效磷、速效钾空间变异受结构性因素、随机性因素的共同影响。土壤有效磷呈斑块状分布,存在局部富集或缺失情况;有机质含量在灌区西南部平坦地区、中部引黄灌区干渠中下游冲积区相对较高,土壤全氮、碱解氮具有相似分布。灌区土壤有效磷、速效钾养分等级较高,土壤碱解氮养分等级中等,土壤有机质、全氮养分等级较低。交叉验证表明,普通克里格插值能较准确地预测灌区的土壤养分的空间变化,其相关系数较高、稳定性较好,为灌区精准施肥提供建议。