农田地表控制排水对排水中磷质量浓度的影响

为对比研究农田地表控制和非控制排水条件下,不同时段暴雨产生地表径流中磷质量浓度和总排水量的变化规律,进行平均降雨强度为0.49 mm/min、历时126 min的降雨排水试验。试验结果表明:非控制排水各时段平均磷排出质量浓度为8.48 mg/L,控制排水平均磷排出质量浓度为4.4 mg/L;控制排水量比非控制排水量减少了13.5%;非控制排水磷排出量为271.6 mg/m2,控制排水磷排出量为136.5 mg/m2。控制排水总排水量的减少和排水中磷质量浓度的降低,使得控制排水磷排出量仅为非控制排水的50.3%。农田地表控制排水显著减少了磷的排出量。

不同磷质量浓度下溶藻细菌L7对铜绿微囊藻的溶藻特性研究

为了探索溶藻细菌L7在不同ρ（磷）下对铜绿微囊藻（Microcystis aeruginosa）的溶藻特性,实验研究了在3种ρ（磷）（1.77、7.13和17.70 mg/L）的铜绿微囊藻培养液中添加固定浓度溶藻细菌L7菌液进行共培养,测定了藻细胞脱氢酶活性、ρ（叶绿素a）、菌-藻细胞密度、藻细胞Zeta电位以及培养液和藻细胞内ρ（总磷）等指标。结果表明,溶藻细菌L7在实验设置的ρ（磷）下对铜绿微囊藻的溶藻效应无显著性差异（n=3,P〉0.05）,溶藻细菌L7通过降低铜绿微囊藻细胞脱氢酶活性、抑制藻细胞叶绿素a色素合成、提高藻细胞表面Zeta电位而抑制其生长;实验过程中,溶藻细菌L7细胞密度维持在（2.60-3.21）×10^7cfu/mL水平,铜绿微囊藻细胞密度逐步下降;溶藻细菌L7不抑制铜绿微囊藻对磷的吸收,且在后期能促进磷在铜绿微囊藻细胞内的积聚。

不同磷质量浓度营养盐对斜生栅藻生长及其碳、氮、磷组成的影响

为研究不同磷(P)质量浓度营养盐对斜生栅藻(Scenedesmus obliqnus)生长和碳(C)、氮(N)及磷(P)组成的影响,试验通过配制0.005 4、0.054、0.54、2.7、5.4和8.1 mg/L共6个不同初始磷质量浓度梯度的培养液组,同时设置无磷BG11培养液为空白对照组。结果显示:斜生栅藻的单位体积干重及生长率随着磷质量浓度的增加而增加;斜生栅藻的最佳生长磷质量浓度范围为5.4~8.1 mg/L;磷质量浓度为0.005 4、0.054 mg/L时是斜生栅藻的生长限制因子,在磷限制的情况下,斜生栅藻单个细胞个体显著增大;斜生栅藻的C、N、P含量则随着磷质量浓度的升高而升高;在不同磷质量浓度下,斜生栅藻的C∶N比差异不大(11∶1~14∶1);C∶P比及N∶P比随着磷质量浓度的增高而急剧减少。研究表明:不同磷质量浓度对斜生栅藻的生长、藻体的化学组成有显著的影响。

不同磷质量浓度对穗花狐尾藻和轮叶黑藻生长的影响

实验研究了不同质量浓度(0.02、0.1、0.2、0.4、0.8 mg.L-1)磷对穗花狐尾藻和轮叶黑藻生长状况的影响.结果显示,当磷质量浓度为0.2 mg.L-1时,是轮叶黑藻适宜生长的磷质量浓度,表现为分枝数、株高和根长均显著增加且达到最大,而穗花狐尾藻的适宜生长磷质量浓度为0.4 mg.L-1.两种沉水植物株高和根长增加量在磷质量浓度小于0.2 mg.L-1时,表现为轮叶黑藻大于穗花狐尾藻;当磷质量浓度大于0.4mg.L-1时,表现为穗花狐尾藻大于轮叶黑藻.实验结果表明,穗花狐尾藻比轮叶黑藻更能耐受高质量浓度的磷,并且两种沉水植物适宜生长的磷质量浓度都高于目前富营养化湖泊水体中的磷质量浓度,也远高于湖泊富营养化的磷质量浓度标准(0.02 mg.L-1).因此,单纯的磷质量浓度并不是富营养化水体中沉水植物退化消亡的直接原因.

大凌河流域河流中氮磷变化特征分析

研究分析了大凌河流域2008—2021年丰-枯水期的TP、NO_(3)-N、NH_(3)-N、TN质量浓度分布和变化特征,按不同河段的河流特点将大凌河划分成上、中、下游段,按水流来源可以划分成西支、第二牤牛河、老虎山河、牤牛河、细河、大凌河干流。结果表明:1)2013年枯水期第二牤牛河TN质量浓度达到最大值8.12 mg/L,2009年西支TP质量浓度达到最大值0.16 mg/L,丰-枯水期大凌河TP质量浓度为0.02~0.16 mg/L,波动变化较小;2009年西支NH_(3)-N质量浓度达到最大1.72 mg/L,2019—2021年NH_(3)-N总体小于0.5 mg/L,符合Ⅲ类水要求。2)大凌河流域氮、磷质量浓度季节性变化明显,变幅丰水期<枯水期;丰水期的氮、磷质量浓度中游<上游<下游,枯水期的氮、磷质量浓度上游<中游<下游;大凌河上游及沿岸城市氮、磷浓度明显高于其它点位,且丰水期更加显著。

宁夏段黄河水中氮磷浓度及其赋存形态特征

为了探讨宁夏段黄河水中氮磷浓度变化动态及其赋存形态,采用定位监测取样的方法,于2015年5~10月动态观测了该流域上、中、下游黄河水中总氮(TN)、溶解性总氮(DTN)、颗粒态总氮(PTN)、溶解性有机态氮(DON)、NO_3^--N、NH_4^+-N、总磷(TP)、颗粒态总磷(PTP)、溶解性总磷(DTP)的质量浓度,分析了其主要赋存形态与相互关系。结果表明:干流和干渠黄河水中不同形态氮磷的质量浓度呈明显动态变化,其大小与降水量密切相关。黄河水中氮形态包括TN、DTN(包括NO_3^--N、NH_4^+-N和DON,以NO_3^--N为主)和PTN,磷形态包括TP、DTP和PTP,DTN和PTP分别为氮磷主要赋存形态。干流和干渠黄河水中TN与DTN极显著相关,与PTN、NO_3^--N显著相关;干流和干渠DTN与NO_3^--N、DON极显著相关;干流和干渠TP与PTP均呈极显著相关。2013—2015年宁夏灌区黄河水灌溉单位面积农田平均输入N 27.92kg/hm^2、P2O57.74 kg/hm^2。本研究为宁夏段黄河水质监测和农田氮磷化肥减施替代提供数据参考。

氮磷对铜绿微囊藻群体形态的影响

在自然条件下,铜绿微囊藻主要以群体形态存在,其群体形态通常由10~10^3数量级的单位细胞组成,然而在实验室条件下经过几代培养之后,铜绿微囊藻的群体形态逐渐变为单细胞和少量双细胞.在实验室条件〔温度为（25±1）℃,光照强度为2 000 lx,光暗比为12 h∶12 h〕下,采用不同ρ（TN）、ρ（TP）的BG11培养基培养群体形态的太湖铜绿微囊藻（FACHB912）,其中T1试验组ρ（TN）、ρ（TP）分别为1.00、0.05 mg/L,T2试验组为5.00、0.25 mg/L,T3试验组为25.00、1.25 mg/L,T4试验组为125.00、6.25 mg/L,T5试验组为247.06、7.11 mg/L.结果表明：T1、T2和T3试验组铜绿微囊藻群体形态细胞所占比例及群体大小均有所增加,T4和T5试验组则表现为减少,并且T1、T2、T3试验组与T4、T5试验组间差异显著（P〈0.05）.T1、T2、T3试验组出现了〉100个细胞的群体,其中T2试验组的铜绿微囊藻群体最大,最大群体约由960个藻细胞组成;而T4、T5试验组中的群体却趋于消失.相对于单细胞,群体形态的铜绿微囊藻在低ρ（TN）、ρ（TP）条件下能吸收更多的营养盐,有利于细胞的生长;高ρ（TN）、ρ（TP）条件下提供了丰富的营养盐,但可能抑制或者不能刺激胞外多糖的合成和分泌,从而不利于铜绿微囊藻群体形态的维持.

厌氧—好氧生物除磷影响因素的控制

采用厌氧-好氧生物除磷工艺,研究了两个关键因子--化学需氧量与磷的比值和污泥负荷对系统除磷效果的影响及其控制.结果表明,原污水中化学需氧量与磷的比值越高,厌氧放磷越多,越有利于除磷;厌氧放磷与厌氧吸收碳源呈正相关;并且,进水化学需氧量与磷的比值的变化对整个系统碳源污染物的去除效果不会产生明显的影响.试验发现,厌氧条件下聚磷菌贮存碳源的多寡并不完全依赖于高能磷酸键水解提供的能量,原污水中化学需氧量越多,越有利于厌氧碳源的贮存.若要达到好的除磷效果,系统的污泥负荷必须控制在0.21～0.5 kg/(kg·d)之间,且污泥负荷越高,除磷效果越佳.

暴雨条件下不同灌排模式稻田排水中氮磷变化规律

为研究暴雨条件下不同灌排模式稻田排水中氮磷质量浓度变化规律,减少农田面源污染,提高氮肥的利用效率,在江苏省宿迁市宿城区运南灌区开展田间试验。试验结果表明:与常规灌排模式(CK)相比,控制灌排模式节水18.7%,排水总量减少50.6%,水稻产量减少3.6%;控制灌排模式由于增加了稻田蓄水深度,减少了雨后排水量,延迟了雨后排水时间,稻田排水中NH+4-N、NO3--N、TN和TP流失总量分别比CK减少48.15%、49.09%、45.54%和49.10%,节水减排效果显著。

盘龙江青萍的磷污染指示性研究

[目的]判断青萍是否可以作为盘龙江磷污染的指示性生物。[方法]以青萍作为研究对象,研究青萍对磷的耐受程度,分实验室培养和野外调查。[结果]实验室培养条件下,青萍可以在磷浓度0.1~15.0 mg/L的培养液中正常生长。野外调查盘龙江各采样点磷浓度（0.07~0.47 mg/L）的青萍分布情况：上游河段没有出现,中游河段有出现,下游河段多度增加。[结论]青萍至少可以指示2类水以上的水质,有青萍出现的水体已经受到磷污染。

富营养水体浮游植物群落对新型生态浮床的响应

通过围隔水泥池模拟试验,研究了富营养化水体中浮游植物群落对新型组合型生态浮床系统净化水质的响应.每隔2周对水体中各水质指标、浮游植物及浮游甲壳动物群落进行检测,结果显示:①3种不同覆盖率(以浮床面积计)处理下,组合型生态浮床对氮、磷的去除率表现为39%覆盖率>26%覆盖率>13%覆盖率.②3种覆盖率下水体中的浮游植物群落结构复杂性和生物多样性指数均显著高于空白对照组,其中,26%和13%覆盖率对浮游植物生物量的抑制效果比39%覆盖率好;同时,26%覆盖率比39%覆盖率水体中的浮游植物生物多样性指数要高,群落结构更复杂,随后是13%覆盖率处理.③浮游植物生物量的变化与浮游甲壳动物表现出明显的相反时间趋势.尽管26%覆盖率对氮、磷的去除量不是最大,但却更利于形成较为稳定的浮游植物群落结构,促进水体生态系统的平衡与健康发展;浮游植物生物量与营养盐的显著相关性及与浮游甲壳动物的相反时间趋势显示,生态浮床对浮游植物群落的改善可能是通过营养盐的上行效应与浮游甲壳动物的下行效应等因素得以实现.

适用于青萍修复的水体富营养化状况研究

为了分析青萍适合应用于何种富营养化程度地表水体的修复,研究水体富营养化的限制因子磷对青萍生长的影响.在其他条件不变的情况下,设计0.01、0.2、0.5、5、50 mg/L 5个磷质量浓度进行研究.测定叶状体数目相对增长率、根长、叶绿素a含量、可溶性蛋白含量以及抗氧化酶系统的几种酶,包括过氧化物酶(POD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性以及丙二醛(MDA含量).将宏观的生长指标和细胞水平的保护酶活性的变化结合,研究青萍适合于何种磷质量浓度的富营养化水体的治理和生态修复中.结果表明,青萍可以生长的磷质量浓度范围很广.在所设计的5种磷质量浓度下,青萍均可生长,但青萍适合生长于磷质量浓度在0.2-5 mg/L(尤其是0.5 mg/L左右)的水体环境中.该植物适合应用于富营养化水平较高的水体环境中,适合于中国大多数湖泊等地表水体的治理和生态修复中.

水质水量调控对浅水湖泊草藻转换过程影响分析

浅水湖泊生态系统存在以大型水生植物(草型)为主要初级生产者的清水稳态和以浮游藻类(藻型)为主要初级生产者的浊水稳态.如何保证湖泊维持草型清水稳态,是湖泊富营养化治理的关键.本研究以白洋淀为案例区,将水体中的沉水植物覆盖度与总磷质量浓度作为湖泊稳态类型的评价指标,建立湖泊草藻转换驱动机制模型,探究影响湖泊稳态转化进程的关键驱动因素.结果表明:进水磷质量浓度和换水周期是影响湖泊草藻转换过程的重要参数.进水磷质量浓度长期保持在0.19 g·m^-3以上时,湖泊将最终演化为藻型稳态.降低进水磷质量浓度,能有效提高湖泊稳态沉水植被覆盖度,降低稳态总磷质量浓度;湖泊换水周期对稳态沉水植物覆盖度影响较大,减小换水周期,将有利于湖泊向草型演化;同时,从水文管理角度出发,设定以沉水植被覆盖度为指标的不同草型稳态目标,依据换水周期法,计算得到各个稳态目标下,不同进水磷质量浓度下对应的最大换水周期.可通过合理控制湖泊进水磷质量浓度,并依据不同进水磷质量浓度调整换水周期,控制湖泊平均出湖流量等水质水量调控措施,实现湖泊长期保持草型清水稳态,从而为白洋淀水利工程生态调度提供决策依据.

乌梁素海水体富营养化原位生态修复实验及效果分析

为探讨原位生态修复技术对乌梁素海水体富营养化的治理效果,在乌梁素海农田排水入湖口作业区用双层防水围隔建立了实验示范区,测定了水体中氮磷质量浓度和底泥中氮磷质量分数;在室内进行模拟实验,研究了溶解氧(DO)和pH值变化下柱状底泥营养盐的静态释放规律。室外实验结果表明:示范区水体中总氮(TN)和总磷(TP)质量浓度显著低于对照区(P<0.001),削减率分别为66%和68%,水体平均TN质量浓度为0.99 mg·L^(−1),TP质量浓度为0.11 mg·L^(−1);就水质年度变化而言,5月份水体TN和TP质量浓度相对较高,随着水生植物生长,其质量浓度显著降低,11月达到最低值,翌年1月,其值有所回升;实验示范区底泥中的平均TN和TP质量分数分别为1.43 g·kg^(−1)和0.43 g·kg^(−1),显著低于对照区的数值(P<0.01),削减率分别为16%和28%。室内模拟实验结果表明:当DO质量浓度低于2.0 mg·L^(−1)时,底泥中磷的释放速度较快;当DO质量浓度高于2.0 mg·L^(−1)时,随着pH值的增加,底泥中磷的释放速率显著增加(P<0.01);在厌氧状态下,pH值对底泥氮释放影响较小;在好氧和缺氧状态下,底泥中氮的释放速率显著增加后又下降;DO和pH值对底泥氮磷释放有很强的协同作用。综上所述,原位生态修复技术可显著降低水体和底泥中氮磷营养盐质量浓度,达到净化水质,减缓内源污染的目的,有望成为治理乌梁素海富营养化的一种有效措施。

再生水水质环境中典型水华藻的生长特性

基于微藻的生长潜力试验,研究了再生水回用于景观水体时的水华风险.结果表明,在天然混合藻种接种体系中,铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)在再生水水质条件下的生长潜力大于其他受试藻种,其在3种二级出水(A2O、氧化沟和活性污泥)中的最大藻密度均可大于106个.mL-1,比生长速率>0.39 d-1.A2O-超滤膜过滤-活性炭吸附-氯消毒深度处理工艺没有有效减低铜绿微囊藻的生长潜力,难以减小水华风险.再生水中的TP浓度能够明显影响铜绿微囊藻的最大密度(Kmax)和最大种群增长速率(Rmax),且符合Monod方程.