滨海河口区黑藻的耐盐碱性及氮磷净化效果

滨海河口区水体盐碱含量高,生态景观萧条,亟需筛选既能耐盐碱又能有效去除氮磷的植物。采用实验室水培实验,分析黑藻(Hydrillaverticillata)在盐碱混合胁迫下的生长状况、生理响应以及对盐碱水体中氮磷去除效果。结果表明:黑藻在pH=7、pH=8和pH=9胁迫下,能耐受的最高盐度分别为9、6和3。在其耐盐碱范围内,植株长势良好,含水率与对照组相比降幅在5%以内,酶活性稳定,在盐度小于6刺激下叶绿素含量略有升高;在其盐碱耐受范围外,黑藻细胞膜透性变大,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性下降,渗透物质调节能力差,脯氨酸与Na+含量最高可达对照组的4.67和9.13倍,此时黑藻生长受阻,对氮、磷的净化效果较差。

人工湿地污水处理系统对氮磷的净化效果研究

人工湿地是一种新型的污水处理工艺。以沈阳市浑南新区人工湿地示范工程为研究对象,分析了人工湿地污水处理系统对氮磷的净化效果,探讨了垂直流湿地系统以及自由表面流湿地系统对氮磷的净化机理。结果表明:垂直流湿地对总氮有一定的净化效果,但稳定性较差。氨氮和总磷的去除率在运行期间始终保持较高水平,平均去除率分别为97.75%和81.03%;表面流湿地对总氮的净化受温度影响,湿地植物对氮磷的净化受生长环境和季节的影响。

南水北调中线水源区丹江口市域景观格局变化及氮磷净化能力

丹江口库区是南水北调中线工程重要水源地,通过探究库区景观格局变化与氮磷净化能力,对未来景观规划和生态系统功能提升提供科学依据。在县域尺度上以丹江口市为研究区,运用景观格局指数和InVEST模型研究2003—2018年库区景观格局和氮磷净化能力,并利用Pearson相关分析和RDA分析法探讨二者之间的关系,分析引起氮磷净化能力变化的因素。结果表明:在斑块类型上,水域面积和林地面积不断增加,耕地和园地面积逐渐减少,建设用地面积整体上呈增长趋势;在景观水平上,景观形状指数不断减少,蔓延度指数和聚集度指数整体呈增长趋势,形状复杂程度降低,景观聚集程度提升,散布与并列指数增加了5.58,香农多样性指数变幅较小,各斑块类型趋于规则,呈均衡趋势分布。2003年、2008年、2013年和2018年氮磷净化能力呈持续增强趋势,其中TN输出总量分别为899.224、801.481、776.979、672.149 t, TP输出总量分别为77.308、69.921、68.163、60.802 t, 15年间TN、TP的净化能力分别增强了25.3%和21.4%;对氮磷净化能力重要性等级划分表明,极重要、高度重要区主要分布于库区、河流两岸和林地区域。利用Pearson相关分析和RDA分析法表明,在斑块类型上林地与氮磷的输出呈显著负相关,耕地、园地和建设用地与氮磷输出量呈正相关;在景观水平上氮磷输出量与景观形状指数呈显著正相关,和散布与并列指数表现出显著负相关,与蔓延度指数、聚集度指数呈负相关。因此,可在库区氮磷输出量较高的地区种植喜氮喜磷植物,通过调节景观格局结构,合理规划土地利用,增加林地面积,建设河岸植被缓冲带充分滞缓径流等一系列措施,充分保障库区水源水质安全。

气候和土地利用/覆被变化对武烈河流域产水服务与氮磷净化能力的影响

基于InVEST模型估算了1990—2018年武烈河流域产水服务功能与氮磷净化能力的时空分布特征,并利用情景模拟法对气候要素与土地利用/覆被的影响程度进行量化。结果表明,武烈河流域产水量呈先减小后增加且总体减小的变化趋势,多年平均产水量为2.69×10^(8)m^(3),TN、TP输出量呈增加趋势,多年平均TN、TP输出量分别为291.52、28.22 t;气候要素与产水量的相关性较强,与TN、TP输出量的相关性较弱;武烈河流域产水量主要来源于林地、草地,占比达73.33%,TN、TP输出量主要来源于耕地,占比分别达83.15%、63.38%,建筑用地产水能力最强,耕地TN、TP输出能力最强;近29年来,气候要素在产水服务功能方面是土地利用/覆被影响程度的41.01倍,在氮磷净化能力方面分别是土地利用/覆被影响程度的0.63、0.36倍。气候变化是产水服务功能变化的主导因素,土地利用/覆被变化是氮磷净化能力变化的主导因素。

冬季低温条件下6种水生植物水质氮、磷净化能力比较

选取大聚藻、香菇草、鸢尾、黄菖蒲、金鱼藻和黑藻等6种水生植物,在静水条件下比较水质氮、磷净化能力。结果显示:(1)大聚藻和香菇草具有较好的生物量增长,鸢尾和黄菖蒲能保持正常生长且生物量有所增长,金鱼藻基本停止生长,黑藻出现部分腐烂现象;(2)6种水生植物总氮(TN)、总磷(TP)平均净化率存在较大差异,与无水生植物的空白对照相比,大聚藻、香菇草、鸢尾、黄菖蒲、金鱼藻和黑藻的TN净化增效作用分别为45.7%,39.6%,18.7%,16.4%,6.1%和-4.1%,TP净化增效作用分别为31.1%,30.1%,16.7%,9.9%,3.3%和-2.0%;(3)大聚藻、香菇草可以作为优选水生植物在冬季低温条件下应用于各种生态净水工程。

生态塘水生植物对受污染河水中氮磷的净化效果研究

通过生态塘1—人工湿地—生态塘2污水生态处理系统,研究生态塘中狐尾藻、水白菜对受污染河水中氮磷的净化效果。结果表明,狐尾藻在高浓度污水中的生长量要远远高于低浓度污水,水白菜在高浓度污水中的生长量则要低于低浓度污水。生态塘中狐尾藻与水白菜样本中N、P的质量分数总体上随着污水浓度的降低而降低。生态塘1和生态塘2中水生植物对TN、TP的去除量均较为接近,去除效果稳定,但不同生态塘水生植物对TN、TP的去除量占相应生态塘总去除量的比例差异较大,其中生态塘1和生态塘2水生植物对TN的去除量分别占系统总去除量的4.98%和8.88%,生态塘1和生态塘2水生植物对TP的去除量分别占系统总去除量的2.70%和7.40%。

复合垂直流人工湿地除氮磷效果研究

利用复合垂直流人工湿地处理低浓度典型生活污水,研究了运行方式和水力负荷对氮、磷的净化效果。结果表明,周期6h(进水3h间歇3h)对氮、磷的净化效率最高,美人蕉湿地床的NH3-N、TN、TP出水水质分别为3.51、6.00、0.26mg/L,去除率分别达到73.50%、70.54%、92.50%;风车草湿地床NH3-N、TN、TP的出水水质为4.91、6.96、0.33mg/L,去除率分别达到58.10%、65.84%、91.60%。各指标均能达到《城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)》一级A标准。对水力负荷的进一步研究结果表明,水力负荷从高降低至363mm/d时,美人蕉湿地床出水NH3-N、TN、TP分别为5.86、8.24、0.61mg/L,风车草出水NH3-N、TN、TP分别为5.46、9.22、0.69mg/L,两湿地床的NH3-N、TN均低于一级A标准,出水TP低于一级B标准;进一步降低水力负荷至181mm/d时,出水的氮、磷指标均达到一级A标准。

对虾池塘养殖尾水处理系统对氮磷的净化效果解析

池塘养殖是当前我国对虾养殖的主要方式,这种养殖方式产生的尾水主要污染物浓度较低,但因为规模较大,日常换水排放量较大,导致污染负荷较高,与当前生态文明建设中优美水域生态环境的要求存在一定的矛盾。因此,在对虾池塘养殖中,养殖户纷纷运用了养殖尾水处理系统。本文就以某对虾养殖池塘为观察目标,对其养殖尾水处理系统对氮磷净化的效果进行了分析。

人工湿地生态系统提高氮磷去除率的研究进展

介绍了人工湿地及其去除污水中氮磷的机理,并从湿地植物、基质和微生物三个方面系统地阐述了目前人工湿地系统提高氮磷去除率的研究进展情况;提出了可以通过改良湿地系统设计提高氮磷净化效果、利用培养优化菌种与调节环境条件促进湿地系统氮磷的转化及通过在基质中添加合适的附料、提高人工湿地系统植物多样性从而增加氮磷的吸附吸收的建议,为人工湿地污水净化技术的应用研究提供了有益的参考。

盐度与水位双重波动对芦苇去除水中氮磷的影响机理

芦苇广泛分布于我国西北地区,具有净化水体氮磷的作用.西北地区的河湖补水导致盐度和水位波动,但是现有研究难以明确盐度与水位双重波动对芦苇去除水体中氮磷的影响.该试验设置3个不同的水位及盐度波动梯度,通过试验分析揭示水位与盐度波动对芦苇脱氮除磷过程的联合影响.结果表明:(1)低频盐度上升(每3 d上升100 mg/L)有利于芦苇对水体中总氮、总磷和氨氮的去除,而高频盐度上升(每3 d上升200 mg/L)不利于其去除.水位下降(每3 d下降2 cm)有利于氨氮的去除,低频水位上升(每3 d上升2 cm)有利于总氮的去除,而高频水位上升(每3 d上升4 cm)则对氨氮和总氮的去除起到抑制作用,主要是由于高频水位上升可降低水体溶解氧浓度.(2)沙湖水位及盐度波动导致芦苇根长增加0.2~2.8 cm,说明现有补水过程并未影响芦苇生存.(3)尽管低频盐度上升和水位下降促进了芦苇对氮磷的直接吸收,但并非水体中氮磷去除的最佳条件,原因是芦苇直接吸收并非氮磷去除的主要过程.为达到保障水质的目的,水位与盐度的调控应优先达到微生物生长的适宜条件.(4)AMOS结构方程模型和双因素方差分析得出盐度与水位的双重波动直接影响芦苇生长指标(P<0.01),间接影响水体氮磷浓度.研究显示,盐度与水位双重波动直接影响芦苇生长指标,故应先控制盐度与水位波动范围,使环境有利于芦苇与微生物的生长,进而有利于芦苇对水中营养物质的吸收.

流域生态富营养化水体中氮磷污染修复植物筛选及效能研究进展

水陆交错带植物群落体系作为“过滤器”和“净化器”,是保护流域水环境质量健康的关键要素,对富营养化水体的生态修复具有重要的作用。综述氮磷净化高效优异植物筛选方式,对水陆交错带区域中的陆向辐射带植物群落拦截外源污染物的作用效能、水位变幅带以及水向辐射带植物群落对水体的内源污染物的作用效能进行总结,并对未来关于高效特异植物筛选研究重点提出展望,为流域水陆交错带中植物群落体系建立及植物修复技术的应用提供理论依据和实践参考。

三种人工湿地植物处理农村生活污水的净化效果

采用潜流式人工湿地工艺处理农村生活污水,结果表明:不同植物对氨氮、总磷的去除能力差别较大,菖蒲对总磷和氨氮净化效果较好.试验7d后,菖蒲(Acorus calamus Linn)、再力花(Thalia dealbata)和梭鱼草(Pontederia cor-data)对总磷和氨氮的最佳去除率分别达到93.4%和77.6%、72.4%和71.6%、70.4%和70.9%,出水水质达到《广东省水污染物排放标准》(DB44/26-2001)的一级标准.该工艺投资少、处理效果好、操作简单、维护成本低.

大清河流域河岸植被带污染物净化能力研究

为了解决白洋淀上游河岸带植被类型单一、生态功能低下等问题,从河岸植被带截留、净化面源污染物的生态功能定位出发,选取2种草本和1种灌木为研究对象,通过模拟径流冲刷试验,研究河岸植被带对氮、磷及泥沙污染物的净化效果。结果表明:(1)与单一灌木相比,单一草本的净化效率更好,狗牙根(Cynodon dactylon)的总磷、总氮和泥沙的净化效率最佳,分别为10.88%,6.96%,34.20%;黑麦草(Lolium perenne)对氨氮和硝氮有较好的净化效果,分别为10.11%和9.54%;(2)在多组植物组中,胡枝子(Lespedeza bicolor)、狗牙根、黑麦草的草灌组合净化效率较好,在各项指标平均值上分别较裸土组提高了13.31%,10.84%,9.64%,12.36%,46.43%;(3)灌草和混草的植物组合对5项污染物指标的净化效率均较高,混植组的去除效果优于单一植物组。河岸植被带对面源污染有着一定的净化效果,其中灌草和混草组合的净化效果较好,胡枝子、狗牙根、黑麦草的草灌植物组合表现出最好的净化效果。

汾河流域湿地植物对农业污染的净化效果研究

以山西省人工湿地系统中常用的3种挺水植物美人蕉、香蒲和茭白为研究对象,研究单一植物对农村生活污水、农田回水、村田混合水的生长适应性及其污水净化效果,旨在探明3种湿地植物的耐污能力及其在人工湿地系统处理农村污水中的应用价值。30 d静态试验的结果表明,在农田回水和村田混合水条件下,3种供试植物的生长特征和氮净化能力均无明显不同,茭白的磷净化能力最强。在农村生活污水条件下,美人蕉和香蒲均长势良好,茭白则全部死亡;对植物生物量研究发现,美人蕉的生物量显著大于香蒲,分别为112.5、80.04 g/株;挺水植物对农村生活污水净化能力为:美人蕉>香蒲>茭白,分别为57.09%、46.38%、19.11%。综合考虑植物的氮净化能力、生长特征和实际应用效果,美人蕉和茭白可以作为汾河流域利用人工湿地系统处理农村生活污水的优选挺水植物。

水华束丝藻与铜绿微囊藻净化水体氮磷及其脂质积累过程比较

选取水华束丝藻与铜绿微囊藻作为典型水华蓝藻,探索水华蓝藻净化水体及合成生物柴油的潜力。采用氮磷浓度为NH+4-N 7.5 mg/L,PO3-4-P 1.0 mg/L的模拟污水,重点考察了在光照强度与温度不同的条件下2种微藻对氮磷的去除率,并利用尼罗红荧光染色法测定了微藻中的中性脂含量。结果表明,2种藻对PO3-4-P的去除率均较高,最高达到98%,对NH+4-N的去除率稍低,最高为52%。水华束丝藻及铜绿微囊藻均具有较强积累中性脂的能力,适宜的温度与光照条件有利于微藻对氮磷的去除及细胞中脂类的积累。2种藻均在光照强度为12 000 lx时中性脂含量更高。水华束丝藻在温度为18~22℃条件下,生长更优,氮磷净化效果较好,中性脂积累能力更强。而铜绿微囊藻在温度为22~26℃时表现更好。

不同地理种群紫萍对水体氮和磷的生理响应和吸收能力的差异

养殖场高浓度氮磷废水的排放对环境造成巨大污染。紫萍具有很强的净化水体污染物的能力,然而,不同地理种群紫萍对水体氮和磷吸收净化的研究还比较缺乏。本研究从中国南方不同地区采集15个紫萍种群,分析在高浓度氮和磷的水体中不同地理种群紫萍的生理响应和对氮磷吸收能力的差异性。结果表明:不同地理种群紫萍之间的生长表型和生理指标(叶状体个数、鲜重、干重、根长和蛋白质含量)均达到极显著差异(P <0.001)。进一步研究发现,不同地理种群紫萍对水体中氮和磷的生理响应和吸收能力也存在较大差异。不同地理种群紫萍对高氮的耐受性不同,氮耐受指数范围为64.47%~119.42%,其中昆明和乐山两地紫萍的氮吸收能力最高,分别为0.12和0.11 mg·pot^(-1)·d^(-1)。不同地理种群紫萍对高磷的耐受性差异较大,磷耐受指数范围为81.22%~157.73%,磷吸收能力以大理和武汉种群最高,分别为0.06和0.05 mg·pot^(-1)·d^(-1)。为了鉴定与紫萍净化氮磷能力相关的生理指标,通过关联分析,发现不同地理种群紫萍的叶状体个数、生物量、耐受性与其对氮和磷的净化能力均呈显著正相关,说明叶状体个数、生物量、耐受性对于紫萍净化氮磷能力具有重要的作用。本研究从生长表型和生理层面揭示了不同地理种群紫萍对高浓度氮磷的生理响应以及对水体氮磷净化能力的差异,获得了对水体氮磷污染具有较理想净化效果的紫萍种群,研究结果可为合理利用紫萍资源进行水体净化提供科学依据。

人工湿地处理城镇生活污水技术的研究进展

本文介绍了人工湿地及其去除污水中氮磷的机理,并从湿地植物、基质和微生物三个方面分别阐述了目前人工湿地系统提高氮磷去除率的研究进展情况;同时分析了影响人工湿地处理效果的主要因素、应用中存在的问题以及人工湿地未来的发展趋势,为人工湿地污水净化技术在赣州地区的应用研究提供了有益参考。