黄菖蒲人工湿地系统对含盐再生水中氮磷污染物的去除研究

为探讨湿地植物黄菖蒲对含盐再生水中氮磷污染物的去除效果,参照湿地系统结构,构建了CW1~CW5共5组植物、基质、灭菌剂不同组合的实验系统,分析了各系统对污染物的去除效果、黄菖蒲生物量、植物累积量等指标变化,研究了系统不同组成对污水中氮磷的去除差异及贡献率。结果表明植物与基质联合的CW2组对模拟含盐再生水的净化效果最好,其对水中TN、NH_(4)^(+)-N、TP的去除率分别达到56.52%、75.47%、64.53%,均优于其他4组。这可归因于基质的添加为氮磷吸附提供了接触位点,同时为黄菖蒲植株提供了适宜的生长环境,植物根系不断进行有氧呼吸进而促进植物生长,一方面加强了植物本身对氮磷污染物的吸收,另一方面生长状况良好的根系可为大量微生物提供附着载体,促进硝化-反硝化作用的进行。进一步研究发现,CW2组湿地系统中植物吸收去除的氮、磷分别占总输入的24.62%、22.62%,基质通过拦截、吸附等途径去除的氮、磷分别占总输入的13.33%和29%,植物吸收与基质去除均为主要的氮磷去除途径。

油茶果壳生物炭对氮磷污染物的吸附性能研究

为了寻求农林废弃物的资源化利用途径和开发低成本、高效的氮磷污染物吸附剂,本研究以油茶果壳为原料,制备生物炭应用于氮磷污染物的吸附特性研究。结果表明,热解温度为300℃的油茶果壳炭孔隙结构发达,含氧官能团丰富,有利于氮磷污染物的吸附;当生物炭投加量为0.01g、NH4Cl和KH2PO4的浓度为100mg·L^(-1)、pH值为8时,吸附效果最好,NH4+吸附量为66.9mg·g^(-1),PO43-吸附量为193.76mg·g^(-1)。油茶果壳炭对氮磷污染物的吸附过程更符合准一级动力学模型和Langmuir等温模型。

前山河流域一河三涌底泥氮磷污染物空间分布特点研究

前山河流域是粤港澳大湾区西部城区重要河道,有排涝、泄洪及景观的功能,但随着城市化进程加快,污染源增多,前山河水环境面临更大的挑战。本文通过对前山河流域中的前山河干流、沙心涌、广昌涌和洪湾涌的底泥氮磷污染物表层、中层和底层和不同断面分布特点研究,分析前山河一河三涌受污染情况。结果表明,前山河表层底泥平均氮磷浓度约为2135 mg/L和1392 mg/L。氮磷浓度较高的主要集中在前山河干流与沙心涌汇合处、前山码头处以及白石路排洪渠附近河段底泥表层,沙心涌下成丰、四间围、连丰围河段底泥中层,广昌涌广盛围、坦南村中心街等河段底泥表层和中层及洪湾涌的底泥表层。本文旨在通过基础数据研究分析并提出建议为管理部门整治前山河流域水环境提供理论依据,为落实广东省政府提出“南粤水更清行动计划”和“水污染防治计划”提供技术支撑。

基于成本-收益分析法的太湖氮磷污染物去除生态补偿

本研究以江苏省农业科学院水葫芦资源化利用示范工程为研究对象,运用成本-收益分析法,对利用人工种植水葫芦为氮磷富集载体,能源化、肥料化利用水葫芦,达到消减太湖氮磷污染物的示范工程进行实证研究,测算太湖氮磷去除成本和资源化利用收益,同时运用比较分析法对其他太湖治理工程成本进行比较研究。结果表明,从太湖氮磷的去除成本考虑,江苏省农业科学院水葫芦资源化利用示范工程项目优于无锡市太湖蓝藻水分离站杨湾站工程项目和贡湖湾湿地退渔还湖示范项目。综合考虑氮磷总去除成本,得出太湖氮磷污染物生态补偿标准为每1 t4.2×104元;补偿的主体是太湖流域各省市县和太湖治理工作领导小组及相关职能部门,补偿的客体是按照自愿原则承担水体污染物去除工作的单位或组织;补偿资金可来源于财政补贴、水污染治理专项资金、生态补偿专项资金。

沟渠不同水生植物对双季稻田氮磷污染物净化效果的研究

研究了沟渠内3种水生植物对双季稻田施肥期间氮、磷污染物的净化效果。结果表明:与空白杂草相比,沟渠内香根草、茭白和白莲对水稻田氮、磷污染物均具有较强的降解能力,且越靠近稻田出水口,它们的降解能力越强;3种水生植物对氮、磷污染物的降解能力总体上表现为白莲>茭白>香根草;处于生长旺盛期的水生植物对沟渠水体中氮、磷污染物的去除率最高。

长江流域氮磷污染物的空间分布特征及关键源区识别研究

通过SWAT模型将长江流域划分为13个子流域,分析氮磷污染物的空间分布特征与关键源区识别。实证研究表明,氮污染物的主要污染源是畜禽养殖和化肥施用,在总排放量中占比分别为32.19%和30.32%;磷污染物的主要污染源是畜禽养殖,在总排放量中占比为34.7%;氮污染物与产流属于显著正相关关系,与产沙呈不显著相关,说明流域中氮污染物负荷的形态主要为溶解态;磷与产流、产沙均属于显著正相关关系,说明该流域中磷污染物负荷的形态主要为吸附态;丰水期是形成氮磷污染物的主要时期,决定氮磷污染的严重程度,降雨量多的月份会导致土壤侵蚀情况加剧,提高了氮磷污染物的负荷量。

秋季湿地植物收割对氮、磷污染物去除能力影响浅析——以罗时江湿地为例

以洱海流域典型湿地——罗时江湿地为例,调查分析湿地内主要湿地植物物种,测定主要湿地植物秋季地上可收割部分生物量、植株含水率及氮磷含量,计算单位面积湿地植物氮、磷同化量。再依据各种湿地植物面积,初步估算开展秋季湿地植物收割可移除的氮、磷数量。

山地散养鸡场对下游水域水体氮磷污染规律初探

本试验针对坡地放养鸡导致大量氮磷流入下游水域的问题，在野外构建径流场，设置山地集中养殖（对照）、山地常规放养和轮牧的生物拦截养殖方式三个处理，在雨后收集小区径流水样并测定氮磷主要形态的浓度。结果表明，山地散养鸡对下游环境的影响大，轮牧散养的小区径流中泥沙含量较常规散养的低18％-55％不等，前者的总氮总磷浓度显现出较后者低的趋势；但从可溶性总磷、总氮、无机磷、氨氮的浓度来看，两者未见规律性的差别。说明轮牧的方式在地表留有植被、人为在水沟中播种狗牙根等措施对地表径流中的泥沙起到了一定的拦截作用，从而使携入下游总氮总磷的量减少，对山地水土保持具有一定的作用，但其对可溶性污染物质的消减作用不大。

洞庭湖出入湖氮磷通量特征及滞留效应研究

采用2013—2017年洞庭湖主要出入湖断面水质、水量监测数据,估算洞庭湖经由“四水”(湘江、资水、沅江、澧水)和长江“三口”(松滋口、太平口、藕池口)入湖及城陵矶出湖氮、磷通量,分析其时空变化特征及滞留效应。结果表明:时间上,2013—2016年“四水”“三口”年均入湖氮、磷通量总体呈增加趋势,但2017年受入湖水质改善、水量减小的同步影响,相比2016年入湖氮、磷通量分别减小了19.93%、23.14%,受水情影响,入湖氮、磷通量在年内分配不均,70%以上集中在4—9月;空间上,入湖氮、磷通量主要来源于“四水”水系,分别占78.48%和71.77%,其中湘江和沅江的贡献较大。“四水”受点、面源污染的综合作用,而“三口”的面源污染是其主要污染来源。此外,洞庭湖氮、磷滞留率很低,藻类浓度不高,但湖区氮、磷浓度(1.73、0.075 mg/L)仍远高于湖泊藻类暴发的临界值(0.20、0.02 mg/L)。为降低湖泊水华的发生风险,关键是保持湖泊的连通性,警惕长江“三口”区域总磷风险,并兼顾湖滨区污染物控制。

长江口杭州湾氮磷污染源分析及防治对策

在共抓大保护,不搞大开发的背景下,长江口杭州湾水环境状况越来越受到重视。本文基于相关环境公报以及监测站监测数据,分析长江口杭州湾氨氮和总磷污染物排放情况,并针对性的提出减少陆源污染排放的对策。结果表明,上游来水氮磷污染物是长江口杭州湾主要的氮磷污染物来源,沿江支流和排污口也有一定的影响。从强化长江流域综合管理、加大水环境防治力度、加强水资源保护能力建设、夯实科学研究支撑基础、创新环境协同保护机制以及提升公众参与监督力度方面提出减少陆源污染对长江口杭州湾水质影响的对策。

河流泥沙对污染河水中污染物的吸附特性研究

泥沙是河流水体的重要组成部分,在迁移过程中吸附一定的氮、磷进入底层或下游,从而改变水中污染物的分布。通过模拟试验,选择粒径76μm以下泥沙研究不同泥沙含量、不同污染程度等条件下,河流泥沙对污染河水中氮、磷等污染物的吸附特性。结果表明:河流泥沙对污染河水的氮、磷及高锰酸盐指数均有一定的吸附效果,特别是对氮、磷的等温吸附比较明显;与对照相比,含泥沙的试验组水体磷质量浓度最大降低值达0.53mg·L-1;水体溶解性总氮随时间延长,含量逐渐下降。污染物含量、泥沙含量、粒径等均会影响泥沙对污染物的吸附,污染物含量越高、泥沙含量越大、粒径越小吸附效果相对越好。泥沙吸附和富集污染物后沉降进入水体底层,离开水相,因而可以降低水中污染物含量,达到净化水质的作用。

污泥改良盐碱土中污染物的淋滤行为

为了研究施用污泥盐碱土中污染物的淋滤行为,通过孵育实验和淋滤实验研究了施污泥后盐碱土中养分含量、重金属形态分布,以及土柱淋滤液中总有机碳、N、P污染物和重金属含量的变化。结果表明:施用污泥孵育0 d可使土壤有机质增加2.5倍,总氮、磷分别增加4倍、2.4倍;速效氮磷钾分别增加3.2倍、11.6倍和1.2倍。随孵育时间的延长,养分总量有所降低,速效养分有所增加。施用污泥对土壤重金属形态分布影响较小,孵育60 d后,可交换态与碳酸盐结合态的Zn、Ni、Pb明显降低;土壤淋滤液中TOC、TN、NH4+-N、Cr、As、Pb、Ni的浓度随孵育时间的延长而减少,若孵育60 d后改良土壤经历降水,淋滤液中污染物含量已接近对照值。

胶州湾入海源区氮磷超载状况分析

陆源污染物排海数量不断增多是造成胶州水质恶化的主要原因之一,准确核算陆源污染物入海通量是进行胶州湾陆源污染物总量控制的前提和基础。该研究应用2012-2013年在胶州湾陆源源区和海域进行的春、夏、秋、冬四季陆海同步调查资料,分析了胶州湾源区不同季节溶解无机氮(DIN)、溶解无机磷(DIP)的入海通量分担率与胶州湾海水水质间的时空对应关系,并基于胶州湾源区DIN和DIP的分配容量计算结果,评价了胶州湾源区污染物的超载状况。结果表明,2012-2013年入胶州湾源区DIN、DIP的通量分别为7 400和280 t/a,且呈现丰水期高、平水期和枯水期低的季节变化特征;其中位于胶州湾北部和东北部的大沽河源区、墨水河源区、李村河源区和楼山河源区超载率较高,DIN和DIP平均超载率分别达到349%和318%;DIN、DIP入湾通量超载率最高的源区都为墨水河源区,超载率分别为610%和555%,这是导致胶州湾东北部海域污染严重的直接原因。要实现胶州湾海水水质达标,需要根据入胶州湾各个源区的水质分配容量,科学制定胶州湾陆源氮磷污染物入海通量时空差别化减排方案。

潮白河上游河岸植被缓冲带对氮、磷去除效果研究

为了充分了解河岸植被缓冲带对地表径流污染物的去除效果,采用人工模拟地表径流的方法,在不同污染物浓度条件下,对北京潮白河流域内不同河岸植被缓冲带对地表径流中氮、磷污染物的去除效果进行研究。结果表明:在3种不同立地类型的河岸植被带中,随着植被带宽度的增加,河岸植被缓冲带对地表径流污染物的去除效果呈逐渐增大的趋势,草本缓冲带对磷污染物的削减效果最好,平均去除总磷率达到80.63%;草本缓冲带对氮素污染物的去除效果次之,对总氮和铵态氮的平均去除率分别为75.71%、62.18%;而灌木缓冲带对总氮、磷的削减效果较差,平均去除率分别为62.08%、65.56%。对污染物去除效果大小顺序依次为:草本缓冲带>草灌缓冲带>灌木缓冲带>对照地。结果表明,不同河岸植被缓冲带对地表径流中氮、磷污染物的去除效果各有差异。在对受污染的河流进行生态植被修复时,应当充分考虑当地河流水质污染特点和地表植被特征,从而充分发挥不同河岸植被缓冲带对不同污染物的去除优势。

九段沙水域不同形态氮磷(N/P)的时空分布格局及其赋存特征

文章在现场采样分析的基础上,结合多因素分析法研究了上海九段沙湿地水域N/P营养盐的主要形态及其时空分布格局,解析了其主要的赋存形式,探究了其主要来源。通过对4个区域、12个采样点、不同季节的采样数据的分析,得出以下结论:九段沙湿地水域TN的主要赋存形式为溶解态,约占90%甚至更高,NO3-N占TN比例达70%;九段沙湿地水域TP的主要赋存形式为不溶态,约占75%;九段沙湿地水域的TN主要来自于上游点源排放,TP主要来自于水体中的泥沙携带,而上游点源排放和湿地植物的腐烂释放都可能是湿地水域AP的主要来源。

海水养殖残饲粪便衍生生物炭对水体中污染物的去除

近年来陆基水产养殖业快速发展,在增加水产品产量的同时也产生了大量的残饲粪便。然而海水养殖残饲粪便因含盐一直未能建立合理处理方式,以海水养殖残饲粪便为原料制备生物炭(BC700),并采用不同方法进行改性,研究了不同生物炭对水体中PO_(4)^(3-)、NO_(3)^(-)、NO_(2)^(-)和NH_(4)^(+)的去除率,吸附动力学及去除机制。结果显示:碱、酸和金属负载改性分别使BC700比表面积显著增加39.8%(生物炭K)、88.1%(生物炭P)以及72.9%(生物炭Fe)。所有生物炭均含有-OH和/或苯酚、C-O、-CH_(3)、芳香族C=O和C=C基团。改性显著提高BC700对水体中NH_(4)^(+)的去除率,生物炭Fe对水体PO_(4)^(3-)、NO_(2)^(-)、NH_(4)^(+)的去除率最高。不同生物炭对PO_(4)^(3-)和NH_(4)^(+)同时存在物理吸附和化学吸附,生物炭对NO_(3)^(-)和NO_(2)^(-)的主要吸附机制可能是化学吸附。该研究成果为海水养殖残饲粪便的资源化利用提供了新视角,助推水产养殖绿色可持续发展。

白洋淀上游流域农业面源污染治理工作探索

近年来,我国农业生产导致的面源污染严重,水体中有1/3氮磷污染物的来源是农药面源污染,白洋淀自2010年后处于轻度富营养化状态,白洋淀上游流域的农业面源污染是导致水体富营养化的重要污染来源之一。2018年4月,中共中央、国务院批复《河北雄安新区规划纲要》,明确了白洋淀生态环境治理和保护的目标和任务。同年9月,河北省人民政府印发了《白洋淀流域治理实施方案(2018-2020年)》,白洋淀上游流域治理工作随即启动。

苏州古城区域河道碳氮磷类污染物的分布特征

苏州是水质型缺水城市,节水、减排、控源和截污等工程实施后,水质问题依然严峻.为了解苏州古城区域河道中碳氮磷类污染物的总量及分布特征,提出河道疏浚决策依据,于2019年春季在苏州古城区域采集了20个代表性断面的河道底泥和水体样品,测定了河道底泥的深度,分析了河道底泥和水体样品中碳氮磷类污染指标的含量,评价了河道底泥和水体的污染程度,并预测了换水、引水、降雨和疏浚情境下水质的变化.结果表明,苏州古城区域河道底泥深度在22~1 025 mm之间(均值为266 mm),底泥总质量约为5.2×10^(5)t.底泥中总有机碳、总氮、氨氮、总磷和有效磷平均含量分别为3.4%、2 074 mg·kg^(-1)、140.2 mg·kg^(-1)、1 765 mg·kg^(-1)和57.2 mg·kg^(-1),属中度污染,总磷含量超标点超过90%,环城河污染程度最高,建议优先疏浚.水体中总有机碳、生化需氧量、化学需氧量、总氮、氨氮、凯氏氮、总磷和磷酸盐平均浓度分别为7.8、0.6、13.1、2.5、0.643、1.3、0.18和0.09 mg·L^(-1),属重度污染,为劣V类地表水,总氮浓度严重超标.基于沿程碳氮磷类污染物总量的分布情况,苏州古城区域河道疏浚推荐顺序为环城河、古城北部河道、干将河和古城南部河道.降雨情景下,初期径流污染物浓度高,将导致河道水质急剧下降;换水和引水情境下水中总氮总量均减少0.2 t,完全疏浚后水中总氮总量分别进一步减少4.58 t和2.19 t.底泥磷以外源输入为主,可受纳部分水体中的磷,故疏浚后,水体中总磷总量可能增加.

高原湖泊典型农业小流域氮、磷排放特征研究--以凤羽河小流域为例

通过对凤羽河小流域出水口断面进行定位连续监测,计算流域出水量和氮磷排放量,解析了流域氮磷排放量的时间变化特征,以期为小流域氮磷排放量计算、农业管理措施调控、削减流域氮磷排放量提供科学依据.结果表明,凤羽河小流域年度水流量为0.99亿m3,7—9月雨季水流量占全年的43.70%.小流域总氮(TN)的年排放量为139.8 t,可溶性总氮(DTN)是氮的主要排放形式,占TN的71.16%,颗粒态氮(PN)占TN的28.84%.小流域总磷(TP)的年排放量为27.7 t,颗粒态磷(PP)是磷的主要排放形式,占TP的76.47%,可溶性总磷(DTP)占TP的23.53%.7—9月雨季氮磷排放量占全年总量的比例分别为55.33%和77.81%.降雨是影响流域径流过程的重要因素,同时,流域内农业管理措施对径流量和氮磷排放具有较大影响.

种植不同植物及其组合的人工浮岛对水中氮、磷的去除效果比较

于2017年6月1日-7月20日,选取水葱（Scirpus validus）、千屈菜（Lythrum salicaria）、黄花鸢尾（Iris wilsonii）、小香蒲（Typha minima）和狐尾藻（Myriophyllum verticillatum）,配置成10种植物组合,种植在北京林业大学八家实验室中,将其种植在10个人工浮岛上,监测这些植物的生长状况,测定并比较种植不同植物的人工浮岛对取自北京市昌平区东沙河的河水中硝态氮、总氮、磷酸盐和总磷的去除效果,最终筛选出最优的水生植物组合。研究结果表明,多种植物组合的人工浮岛对水中氮、磷污染物的去除效果都优于种植单一植物的人工浮岛。在实验结束时,种植各种植物及其组合的人工浮岛对水中的硝态氮的去除率都接近100%;种植水葱＋狐尾藻的人工浮岛对水中磷酸盐的去除率最高,为94.07%;种植水葱＋黄花鸢尾＋狐尾藻的人工浮岛对水中总氮和总磷的去除率最高,分别为74.38%和89.73%;种植黄花鸢尾的浮岛上的其它植物生长较差,在其它浮岛上的植物都可以正常生长,根系长度增长幅度最大的是小香蒲＋狐尾藻组合,其增长量为（10.15±1.98）cm;植株高度增加幅度最大的是水葱＋狐尾藻组合,其增长量为（78.25±11.28）cm;在组合种植模式下,水葱和小香蒲根系和植株高度增长量都高于单一种植模式下的增长量。因此,在实际应用中,可以选择种植水葱＋黄花鸢尾＋狐尾藻的人工浮岛,来达到有效去除富营养化水中氮、磷的目的。