中国畜禽养殖结构及其粪便N污染负荷特征分析

利用中国31个省（自治区、直辖市）1997-2004年牛、猪、羊和家禽的养殖量统计数据,计算了畜禽粪便量和以氮含量为标准的猪粪当量,分析了我国不同省（自治区、直辖市）的畜禽养殖结构变化情况以及畜禽粪便污染结构,进而结合农田耕地面积求出了不同地区的畜禽粪便农田负荷量及其分布状况.研究表明,中国的畜禽粪便N污染负荷呈现由西北内陆向东南沿海逐渐加重的趋势,可以400 mm等降水量线为界分为高污染负荷区和低污染负荷区.另外,北京与上海2市畜禽养殖在经历了持续高速发展之后,近几年开始回落,畜禽粪便N污染负荷开始下降,但其周边地区的畜禽粪便N污染负荷却呈现出居高不下甚至不断攀升的趋势.最后,通过对畜禽粪便N污染负荷量预警分析,发现全国只有8省（自治区、直辖市）污染负荷量对环境尚未构成潜在威胁,其余省份理论上对环境均构成潜在威胁.结果表明,畜禽养殖结构和畜禽粪便污染特征均与当地经济发展水平程度有着密切的联系;经济发达区畜禽粪便污染已开始向周边地区进行转移;东部地区的畜禽养殖业对环境的潜在威胁较重.

混沌理论在NH_3—N污染指数时间序列分析中的应用

根据混沌理论,对四川省乐山岷江大桥NH3—N污染指数时间序列通过相空间重构,应用自相关法和Cao方法确定出重构参数,并分别计算了该序列的关联维、最大Lyapunov指数以及Kolmogorov熵等特征量。结果表明,四川省乐山岷江大桥NH3—N污染指数时间序列存在明显的混沌特性,是非线性混沌动力系统演化的结果;研究结果为进一步研究NH3—N污染指数时间序列的复杂性、演化规律及预测奠定了基础,也可为岷江中上游地区水质环境监测和保护提供决策支持。

不同植物组合的生态沟渠对地表N、P元素污染吸附效果的影响

在沈阳市辽中区珍珠湖附近选取一条生态沟渠为研究对象,配置不同植物组合,建设生态沟渠。试验设计了稗草+芦苇、马唐+三棱草、野慈姑+眼子菜3种植物组合。结果表明,3种植物组合对氮、磷元素均起到了吸附作用,总氮去除率分别为稗草+芦苇(87.68%)>马唐+三棱草(83.42%)>野慈姑+眼子菜(79.37%);总磷去除率分别为稗草+芦苇(85.24%)>马唐+三棱草(79.25%)>野慈姑+眼子菜(77.69%)。

生物质热化学转化过程含N污染物形成研究

生物质热化学转化过程(热解与气化)含N污染物是大气PM_(2.5)的重要成因,研究其形成对大气污染防控具有重要意义。本文综述了国内外关于生物质热解与气化含N污染物形成机理及其影响因素的研究进展。现有研究结果表明:热解与气化过程含N污染物形成路径相似,但其种类及含量有明显差异,其中,热解主要为NH_3与HCN,气化主要为NH_3。从影响因素上看,燃料N赋存、温度、热解升温速率、气化反应气氛、燃料理化特性及反应添加物对含N污染物均有一定影响。升温速率快、燃料含N高、参与反应水蒸气浓度高等,均会造成含N污染物的增加,温度对两过程含N污染物的影响规律具有相似性,高温有利于降低其含量。从含N污染物三相分布特征来看,主要以气相形式存在,热解基本在50%左右,气化可高达90%,因此,控制并降低气相含N污染物形成是生物质热化学转化过程减少污染的重要方向。同时,本文基于研究结论的对比,指出国内外目前研究现状的不足。

巢湖流域非点源N·P污染控制措施研究

结合巢湖流域非点源污染的实际情况,采用最佳管理措施(BMPs),通过分析流域内非点源污染物的来源及种类,探讨了流域内非点源污染的治理措施,分别从陆域非点源污染治理和水体非点源治理两方面提出了流域非点源污染控制的对策和建议。

象山港海域N、P污染特征及潜在性富营养化程度评价

根据2002年4～9月份象山港海域表层海水N、P营养盐监测基础资料,分析探讨了象山港海域在赤潮多发期N、P污染的时空变化特征,并利用潜在性富营养化评价模式,对整个象山港海域水质富营养化程度进行了评价.结果表明:在赤潮多发期,象山港海域水质N、P污染严重,表层海水DIN指标数倍于Ⅳ类海水最大允许值,明显呈现高N、低P的污染特征;由于受港湾季节性生态环境的演变和陆源径流的影响,象山港海域N、P污染存在明显的空间分异和时间变化特征,NO2-N含量也会因硝化细菌活动的加剧而增加;潜在性富营养化评价结果表明:在赤潮多发期,整个象山港海域由于P的限制,总体上处于潜在性富营养化阶段.

太湖的富营养化及N．P污染的治理

太湖是太湖流域最主要的水体，由于流域内经济高速发展和水污染防治，水资源保护工作的相对滞后，太湖水污染形势严峻，突出反映在富营养化的发生发展，已危及流域内经济可持续发展，太湖富营养主要由于TN，TP污染为主，P是主导制约因子，工业点源污染，生活污染，养殖污染和农业面源是湖体N，P主要来源，必须抓紧治理，拟定正确的治理战略，采用科技含量高的治理措施，河网陆域治理和湖内水域水态治理相结合。当务之急应加快工业污染源的治理，畜禽养殖治理和城镇水处理厂的建设，强化政府执法监督和公众参与力度。

开封市龙亭湖水体沉积物中N、P污染分析

以龙亭湖西湖为研究对象,共采集到23个水体样品和23个沉积物样品,据此分析测定水体和沉积物中TN、TP、NH4-N、NO3-N、NO2-N、PO4等含量,并对N、P各种存在形态进行分析测定.通过对水体和沉积物污染状况,以及沉积物污染对上覆水体水质影响的研究表明:对照地表水国家标准GB-3838-2002氨氮含量标准,龙亭湖水体上覆水集中于1、2、3、4类,其中3类水所占比例最高;沉积物对上覆水体NH4-N、NO3-N起到一定程度的净化作用,却是NO2-N、PO4的储存库,是龙亭湖上覆水体的一个内在污染源.研究结果为龙亭湖水体污染治理提供重要的决策依据.

珠江河口地区农田水体N、P污染研究

以张松村和万顷沙十五涌的农田水渠为研究对象,根据水系分布情况设置采样点,分析N﹑P在渠系中的时空变化规律.结果表明,农田水渠水体N、P平均浓度高于附近河涌及珠江河道.两个研究区中TN、NH4+-N浓度沿着排水水流方向总体上有逐渐减小的趋势,而NO3--N浓度逐渐增大.万顷沙十五涌农田水渠TP沿着排水水流方向逐渐减小,而张松村的变化无明显规律.Spearman相关分析结果显示,张松村农田水渠TN与NH4+-N、TP、CODcr呈显著性正相关;NH4+-N与NO3--N呈负相关;万顷沙十五涌农田水渠TN与NH4+-N、TP、NO3--N和CODcr呈显著性正相关.该研究可为珠江河口地区水环境保护和农业面源污染治理提供参考依据.

氮肥施用对水稻产量效益、水体氮素污染影响试验小结

试验表明,在该实验条件下,N素施用量在14kg/667m2,水稻产量效益达最佳,再增加施氮量则出现下降;施肥后1-2周内土壤、田水NH4+均出现最高值,田水的含氮量较大,除保水保肥能力差的水田外,水田N素流失和污染水体的主要途径是田水外溢、排水。

BP神经网络用于水体中N综合污染评价

为解决环境质量评价的模式识别问题,采用BP算法的人工神经网络建立水质评价模型,对长江上游某一监测区间的对照断面水体的N元素污染情况进行综合评价。通过实例探讨,这种新的BP网络既适用于定量指标的水质参数的评价又适用于定性指标的水质参数的评价,可以用于环境质量评价体系的建立。

北里湖总氮、总磷主要输入外源辨识

为了确定影响杭州西湖的主要污染源,以相对封闭的西湖北里湖为研究对象,通过在沿湖路面设置采样点以及在湖中设置大气沉降采样点,对路面及大气入湖的N和P进行监测、估算,结果表明：（a）各月大气总沉降中TN及TP的输入变化趋势不明显,但干沉降中TN及TP的输入却有着明显的春、夏差异;3—8月北里湖TN输入量为1202.20kg,TP输入量为15.02kg.（b）沿岸人行道路面由草地及不透水路面构成,路面灰尘以细颗粒（d〈150μm）物质为主,可占总量的79.12%~90.04%;不同粒级组的灰尘中TN含量呈现以下规律：细颗粒组（28μm≤d〈150μm）〉极细颗粒组（d〈28μm）〉粗颗粒组（d≥150μm）,但TN含量分布特征不明显.（c）草地的N和P输出通过输出系数法估算,不透水路面的N和P输出通过模拟路面灰尘的累积、冲刷进行估算,得到2010年3—8月北里湖来自沿岸人行道的TN输入量为60.13kg,TP输入量为12.52kg.分析结果表明,大气沉降是北里湖N输入的主要外源,同时也是湖水中P的相对重要的来源.

窑泥沟人工湿地应用研究及新构思

以云南省澄江县污染最为严重的窑泥沟为研究对象,从植物、填料和工艺流程等方面,分析和研究了复合型人工湿地对污染物的去除情况,尤其是在不同季节进水浓度变化较大时氮磷的去除情况,并由此找出了存在的一些问题,提出了解决的构思。

新型填料A/O生物滤池处理低碳氮比农村污水脱氮

针对低碳氮比导致低污染农村污水生物处理时出水总氮(total nitrogen, TN)质量浓度高不能满足排放标准的问题,以普通砾石A/O生物滤池为对照组(1号),采用芦竹和活性炭分别作为缺氧段和好氧段填料的A/O生物滤池(2号)处理人工模拟农村污水并研究其脱氮效果.结果表明,当进水化学需氧量(chemical oxygen demand, COD)、氨氮(ammonia nitrogen, NH+4-N)和TN质量浓度分别为(79.47±14.21)、(34.49±2.08)和(34.73±3.87)mg·L-1时,两套装置对COD、NH+4-N和TN的去除率分别为(88.00±7.00)%和(89.00±10.00)%、(90.00±2.00)%和(97.00±7.00)%、(37±15)%和(68±7)%,表明添加新型填料芦竹和活性炭能显著增强A/O生物滤池对NH+4-N和TN的去除.高通量测序结果显示, 1号装置中参与硝化过程的微生物主要为Proteobacteria(变形菌门), 2号则是变形菌门和Nitrospirae(硝化螺旋菌门)共同作用;1号装置缺氧段中发挥反硝化作用的主要细菌门类包括Chloroflexi(绿弯菌门)、变形菌门、Bacteroidetes(拟杆菌门)和Planctomycetes(浮霉菌门),而2号缺氧段中则主要是拟杆菌门、变形菌门、Firmicutes(厚壁菌门)和Patescibacteria.实时荧光定量聚合酶链式反应(quantitative real time polymerase chain reaction, qPCR)结果表明, 2号装置中生物膜的硝化功能基因(amoA和Nitrospira 16S rDNA)、反硝化功能基因(narG、nosZ、nirS和nirK)和厌氧氨氧化功能基因(ANAMMOX)丰度均高于1号装置,除narG和nosZ基因外,其余几种都有1~2个数量级的差别.