水库底泥污染物释放模拟研究

通过对底泥主要污染物稳定性实验研究及模型分析,了解底泥污染物释放对水库库区水体水质的影响,为水库底泥处置和底泥污染治理工作提供技术依据和指导性分析。通过对底泥动态释放模拟实验,对底泥中部分重金属Cd、Mn、Zn及TN、P对水体的污染程度进行了分析和预测。其结果表明:底泥中重金属Zn、Cd、Mn的释放速率及年释放量较低,对于库区水体水质影响较小;TN和P的释放速率及释放量较高,对于库区水体水质影响较大。这些结果对确定底泥的处理方案及防止底泥二次污染具有一定的借鉴意义。     

水库底泥污染物释放模拟研究

通过对底泥主要污染物稳定性实验研究及模型分析,了解底泥污染物释放对水库库区水体水质的影响,为水库底泥处置和底泥污染治理工作提供技术依据和指导性分析。通过对底泥动态释放模拟实验,对底泥中部分重金属Cd、Mn、Zn及TN、P对水体的污染程度进行了分析和预测。其结果表明:底泥中重金属Zn、Cd、Mn的释放速率及年释放量较低,对于库区水体水质影响较小;TN和P的释放速率及释放量较高,对于库区水体水质影响较大。这些结果对确定底泥的处理方案及防止底泥二次污染具有一定的借鉴意义。     

pH与三峡库区底泥氮磷释放关系的试验

通过对三峡库区底泥总氮、总磷(TN、TP)释放特性进行研究,分析了pH对三峡库区底泥TN、TP释放的影响及其原因,结果表明水溶液的pH在3．98～11．05范围内,TN、TP在3d内最大释放量达到最大值,pH在l1．05～11．94范围内,TN在3d内最大释放量达到最大值,而TP在ld内最大释放量就达到最大值;pH越低TN的最大释放量越大,pH在3．98～10．07范围内,TP的最大释放量基本相同,pH在10．07～11．94范围内,TP的最大释放量急剧增加。说明了三峡库区底泥TN、TP对库区水质存在的危险性,并为三峡库区富营养化治理从控制氮磷营养盐含量方面提供了参考。     

底泥泥质与污染物释放量的关系

为研究底泥泥质与污染物(TP、TN、COD)释放量之间的关系,采用三峡大学校园文思湖水体底泥进行静水释放实验.结果表明,在本实验条件下,有机质对底泥CODMn的释放有非常大影响;TOC对释放TN有较大的影响;TOC对底泥释放TP影响不大.因此,可以通过调节底泥泥质来抑制湖泊底泥污染物的释放.实验结果可以为文思湖的污染治理提供科学依据.     

水耕植物过滤法对溶解性氮磷去除的影响因子

为改善水耕植物过滤法(HBFM)对溶解性氮、磷的去除效果,通过室内模拟试验定量分析HBFM试验床中植物吸收、底泥释放及生物脱氮3个影响因子的作用.试验结果表明:底泥NH4 -N释放速率滤床上游高出中游及下游的1.6～3倍;水相的高溶解氧条件抑制了底泥释放PO43--P;试验床中植物平均氮吸收量、底泥平均氮释放量和微生物平均脱氮量分别为352.9,492.8和153.1 mg/(m2·d),植物吸收与微生物脱氮量之和近似等于底泥氮释放量.因此合理控制底泥清除周期减少底泥释放量,是提高HBFM溶解性氮、磷去除能力的重要途径之一.     

典型环境因子对沈阳北运河底泥总氮释放的影响

以沈阳北运河为对象,采用静态模拟的方法,研究上覆水总氮浓度、p H值和温度等典型环境因子对底泥中总氮释放的影响,并采用动力学模型对实验结果进行了拟合分析.结果表明:上覆水总氮浓度和温度对底泥总氮释放过程及释放量影响显著(P 0. 05),上覆水总氮浓度越低,温度越高,总氮释放速率常数越大,总氮释放量越多.偏酸性条件下底泥释放总氮量显著低于中性和偏碱性条件(P 0. 05).研究结果为沈阳市河流污染控制及黑臭水体治理提供了重要依据.     

太湖藻类动态模拟

建立了太湖藻类生长的动态模型，并将其与水动力模型和水质模型相耦合，综合考虑了风场、水动力特征、光照、水温等环境因子的影响.通过室内环形水槽实验得到了底泥释放率随水动力条件动态变化的特征，建立了底泥中TN，TP释放率与水体流速的定量化关系，并在模型中得到应用.该模型不仅可以对太湖的风生湖流，TN，TP等水质要素进行模拟，还可以模拟藻类在太湖中的生长和消亡情况以及其随风生湖流迁移的规律.采用2001年7～9月太湖的实测资料对模型进行了率定、验证.结果表明：该模型对风生湖流、总磷、总氮的模拟都是切合实际的，以叶绿素a浓度描述的藻类浓度的模拟值也能较好地拟合实测值.说明该模型对太湖富营养化的产生过程具有较好的描述能力，特别是考虑了底泥释放率与水动力条件相关联的重要性和必要性.     

梦清园景观水体生态净化系统模糊综合评价

梦清园景观水体生态净化系统对苏州河河水进行处理后排放,根据2017年3月-11月的水质监测数据,采用单因子评价法以及模糊综合评价法分别对苏州河河水和景观水体生态净化系统的水质类别进行评估.结果表明,该处理工艺对NH3-N、TN和TP等指标有一定的去除率,分别为29.7%、55.2%和24.3%,溶氧浓度有很大提升,但各单元水质波动较大,其中由于植物堆积、内源释放、基质饱和等原因,芦苇湿地的水质最差(劣V类),需要加强管理维护以恢复水体净化效能.     

清淤联合微生物技术的湖泊水体脱氮技术研究

水体清淤是短期内快速降低水体污染物的有效手段之一,清淤后由于底泥扰动大带来的主要环境问题是水体富营养化.为探讨清淤+微生物技术组合运用时对水体中含氮污染物的去除效果,共设置了4组试验,进行了连续60 d的水质检测,分析了实验中各含氮污染物的浓度变化情况.结果表明:清淤后由于底泥扰动在短期内会造成水体中硝氮和亚硝氮浓度上升.投加微生物后30 d内可促进水体硝化作用,水体中TN和氨氮的去除率达到80％以上.清淤和微生物技术综合运用可有效地降低水体中含氮污染物的浓度,是一种较为有效的富营养化水体清淤防控措施.     

乡土植物对洱海水体的净化效果研究

以灯心草、菖蒲、金针菜、香茶菜4种乡土植物为试材,制成植物浮床,研究4种植物对洱海水体中氮、磷的净化效果。结果表明：4种植物在洱海水体中能保持较强的生命力,试验结束时,其生物量均有显著增加,增长量表现为香茶菜〉金针菜〉菖蒲〉灯心草。4种植物对水样总氮（TN）、总磷（TP）、均有明显的去除效果,4种植物对洱海水体TN的去除率均在65%以上,灯心草、菖蒲、金针菜、香茶菜对水体中TN的去除率分别为69.8%、80.03%、72.60%和85.08%,远高于对照组的去除率（37.10%）,4种植物对水体中TP的去除率分别为74.39%,80.04%,72.88%和78.01%,去除率同样显著高于对照组。试验表明,4种植物对洱海水体均有很好的净化效果,可在今后净化洱海水体水质中推广应用。     

不同林分密度华北落叶松人工林土壤养分特征

为了研究不同林分密度华北落叶松人工林土壤养分的变化,以河北省木兰围场内落叶松人工林为研究对象,系统采集了区域内土壤表层及深层样品,采用方差分析、克拉克插值法等分析方法,研究了林分密度对土壤有机质、全氮、全磷质量分数及空间分布的影响.结果表明:该区域0～20 cm土壤有机质、全氮、全磷质量分数最高,分别为65.23,2.99,0.25 g/kg. 40～60 cm土壤有机质、全氮、全磷质量分数最低,分别为25.85,1.79,0.19 g/kg.相同土层深度下,未经人工抚育的样地土壤有机质、全氮、全磷质量分数明显高于其他受到人为干预过的样地,同时,随着林分密度的增加,土壤有机质、全氮、全磷质量分数呈现先增大后减小的趋势.对比3块典型样地空间格局得出,该区域土壤有机质、全氮、全磷的空间相关性较大,表现为在东北方向上占优势.林分密度与土壤养分表现出显著的相关性,华北落叶松表现出一定的异质性空间分布特征.     

摇蚊幼虫生物扰动对富营养化湖泊内源磷释放的影响

利用高分辨率的薄膜扩散梯度技术(Diffusive Gradients in Thin Films,DGT)和微电极技术,从微界面的角度研究了摇蚊扰动对沉积物中溶解氧(DO)、活性磷(Labile P)、活性铁(Labile Fe)及Labile P扩散通量的影响。研究发现摇蚊幼虫扰动增加了沉积物中溶解氧的渗透深度,降低了Labile P和Labile Fe的浓度,同时抑制了Labile P向上覆水中的释放。由于Labile P与Labile Fe显著相关(对照组R=0.672,P0.001;摇蚊组R=0.810,P0.001),可知Labile P的变化受DO和Labile Fe控制,即Labile Fe被氧化生成三价Fe(OOH),同时吸附Labile P,使得Labile P和Labile Fe同时降低。     

梯级生态浮床系统处理黑臭河水除磷性能研究

以上海市某黑臭河道为处理对象,通过模拟天然水体中水生植物的分布,构建逐级下沉式梯级浮床系统(Staged Floating Treatment Wetlands,SFTWs),分析温度、植物种类、pH值和溶解氧(DO)等因素对浮床系统的除磷性能的影响.结果表明,浮床系统的除磷率受温度变化较为明显,一定温度范围内两者呈正...     

不同密度人工水草对氮、磷去除效果研究

污水处理厂出水作为城市公园景观用水,已成为我国北方缺水城市的通遍做法。由于污水处理厂出水中氮、磷含量相对较高,景观水体极易发生富营养化。本实验利用碳纤维人工水草作为生态基形成生物膜,对景观水体进行脱氮除磷处理效果进行研究。试验共布设2株/m~2、4株/m~2、10株/m~2、16株/m~2、20株/m~2 5种水草密度,通过SPSS进行方差分析,结果显示不同密度人工水草对氮,磷去除效果存在差异,明4株/m~2、10株/m~2,20株/m~2对总氮、氨氮、溶解性磷酸盐具有显著去除效果,对总磷去除效果不明显。叶绿素a浓度与氮、磷去除率呈正相关,表明在流动水体中藻类优势群落的形成对微生物膜快速形成以及污染物的去除有重要影响。     

沉积物再悬浮氮磷释放的机制与影响因素

在对沉积物再悬浮的诱因和方式进行分析的基础上,系统探讨了沉积物氮磷释放进入水体的机制与影响因素,提出了沉积物再悬浮引起的氮磷释放研究中应重点关注的问题。主要结论包括:沉积物主要因波浪与水流、人类活动及生物扰动等诱因而发生再悬浮;沉积物-水界面上氮磷不同形态之间的转化及迁移为沉积物氮磷的释放机制;上覆水体理化性质(如pH、盐度、温度、溶解氧与氧化还原电位)、沉积物性质(如粒径、氮磷赋存形态)、扰动时间与强度是沉积物再悬浮氮磷释放的关键影响因素。进一步研究应着重从沉积物再悬浮过程中氮磷释放的动力学过程、再悬浮沉积物氮磷释放的生物影响程度等方面深入开展。     

鄱阳湖南矶湿地苔草植被根际土壤微生物群落结构分析

为探究鄱阳湖南矶湿地苔草植被根际土壤微生物群落结构,该文以鄱阳湖南矶湿地苔草植被根际土壤为研究对象,采取0～15 cm、15～30 cm及30～45 cm深度的土壤,采用Illumina HiSeq高通量测序技术,研究不同深度土壤群落结构及其影响因素.研究结果表明：不同深度土壤样品理化性质和酶活性存在显著差异,随土壤深度的增加呈降低趋势.Pearson相关分析表明鄱阳湖南矶湿地苔草植被根际土壤理化性质与土壤酶活性之间存在不同程度的相关性.高通量测序结果表明不同深度土壤细菌和真菌群落微生物丰富度及多样性未达到在统计学意义上的差异显著水平(P>0.05),土壤古菌群落微生物多样性随土壤深度的增加而增加.在苔草植被根际土壤中共检测到41个细菌门类,其中变形菌门、酸杆菌门、绿弯菌门和硝化螺旋菌门为优势菌门;检测到8个真菌门类,其中子囊菌门、担子菌门和罗兹菌门为优势菌门;检测到10个古菌门类,其中广古菌门、泉古菌门、奇古菌门为优势菌门.冗余分析表明：土壤有机质、全氮、全磷和碱解氮含量是影响细菌群落的主要环境因子;土壤有机质、全氮、有效磷和碱解氮含量是影响真菌群落的主要环境因子;土壤有机质、...     

不同林地清理方式下生物炭和氮添加对桉树红锥混交林土壤养分的影响

【目的】阐明不同林地清理方式下(火烧清理和人工清理)生物炭和氮添加对桉树红锥混交林土壤养分的影响,为人工林的经营管理提供参考。【方法】在火烧清理和人工清理林地的桉树红锥混交林中,设置生物炭和氮添加的控制实验,研究生物炭和氮添加对土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)、全钾(TK)、有效磷(AP)和有效钾(AK)含量的影响。【结果】不同林地清理方式下,生物炭和氮添加对林地土壤养分的影响存在差异:与对照相比,人工清理林地时,添加生物炭显著增加了20～40cm土层的AP含量;氮添加极显著增加了0～10cm土层的SOC、TP、AP含量和C∶N;10～20cm土层的SOC、AK含量,20～40cm土层的AP和AK含量也显著增加;而0～10cm土层的N∶P则极显著降低。林地清理方式为火烧清理时,生物炭添加极显著增加0～10cm土层的TP含量,而0～10cm、10～20cm土层的SOC和AK含量,0～10cm土层的C∶N,10～20cm的AP∶TP、C∶P以及0～10cm、10～20cm、20～40cm土层的AK∶TK显著降低,0～10cm土层的AP含量、AP∶TP、C∶P和N∶P更是极显著降低。氮添加显著降低10～20cm土层的N∶P以及0～10cm土层的AP∶TP,0～10cm土层的AP含量以及10～20cm的TN含量下降达到极显著水平。【结论】人工清理林地条件下,实施生物炭和氮添加有利于提高桉树红锥混交林的土壤养分。     

基于数据挖掘的太湖蓝藻生长水环境关键因子研究

为探究太湖水体富营养化演变机理,识别影响太湖富营养化及蓝藻生长的水环境关键因子,对2006—2018年太湖多源监测序列数据开展数据准备和数据清洗,采用K-means均值聚类方法获取离散的布尔型关联规则挖掘候选数据集,构建基于Apriori算法的太湖水环境关键因子关联规则挖掘模型,对影响太湖水体富营养化的水环境关键因子进行识别。结果表明:表征太湖富营养化程度的Chl-a质量浓度与TP质量浓度、NH₃-N质量浓度、pH和COD_Mn质量浓度均呈现不同强度的关联性,其中Chl-a质量浓度在0~18.36 mg/m³区间内与TP质量浓度在0~0.045 mg/L区间内关联性最强;从水环境治理角度看,若将太湖TP质量浓度控制在0.045 mg/L以下,则全湖Chl-a质量浓度小于18.36 mg/m³的概率最大,可以有效控制蓝藻数量总体处于较少状态,避免太湖蓝藻水华大规模暴发。     

辽河吉林省段干支流沉积物中氮和磷的形态与释放特征

利用化学提取方法测定分析辽河吉林省段干支流沉积物中氮和磷的质量比及形态, 并在实验室条件下模拟研究沉积物中氨氮和可溶性磷酸盐的释放过程. 结果表明： 除杨木水库与支流条子河的沉积物中总磷和总氮质量比较高（1.09~3.00  g/kg）外, 其他干支流沉积物中的总磷和总氮质量比均较低（0.25~0.70 g/kg）; 氨氮的质量比在杨木水库中下游的沉积物中相对较高（0.044~0.052 g/kg）; 钙结合态磷、 有机磷和残渣磷是总磷的主要存在形态, 可交换态磷、 铝结合态磷和铁结合态磷的质量比较低; 酸性条件可促进沉积物释放氨氮和磷[JP2]酸盐, 碱性条件有利于沉积物释放氨氮; 释放过程受微生物活动、 pH值和溶解氧含量的影响.     

葡萄糖对水-沉积物微界面NH4^＋和O2流速影响的微电极原位监测

通过模拟实验,用微电极技术原位监测有机负荷(葡萄糖)对水-沉积物微界面NH4+和O2流速的变化,结果表明:1)有机负荷沉降提高了水-沉积物界面好氧微生物的活性,导致界面耗氧速率加快;2)有机负荷沉降,引起水-沉积物界面上NH4+流先由向水体释放转为向沉积物内流,后慢慢恢复到初始的释氮状态.