赣江枯水期脱氮功能微生物群落结构研究

为探究赣江枯水期底泥中脱氮功能微生物丰度及多样性与环境因子的关系,该文以赣江南昌段流域为研究对象,分别采集进入城区前、分支口以及南、北、中支流的表层水体及底泥样本。通过基于16S rDNA和功能基因的高通量测序手段对赣江底泥脱氮功能微生物的丰度和种群结构进行了分析。研究表明：赣江南支水体中氨氮、总氮和总磷明显高于其他采样区域。赣江底泥中微生物主要优势类群为变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)和绿弯菌门(Chloroflexi)。在赣江底泥中检测到3个脱氮功能微生物功能类群,分别是氨氧化古菌(AOA)、氨氧化细菌(AOB)、厌氧氨氧化细菌(Anammox)。底泥中脱氮功能微生物相对丰度排序为AOA>AOB>Anammox,这表明赣江底泥脱氮过程中AOA发挥着主要作用,其优势属为Crenarchaeota noname;脱氮功能微生物群落多样性为AOB>AOA>Anammox,AOB类群中优势属为Betaproteobacteria noname。冗余分析结果显示,硝态氮、氨氮是影响赣江底泥脱氮功能微生物多样性和丰度的关键...     

赣江上游典型流域水体三氮及重金属空间分布特征与风险评价

论文以赣江上游典型稀土、钨矿区流域-渥江流域为研究对象，沿程设置42个取样点，对水体的pH、氨氮、硝态氮、亚硝态氮以及Cr、Co、Cd、Pb、Hg、Ni、Mn、Cu、Zn、As这10种重金属的含量进行调查分析，同时运用内梅罗综合污染指数法、健康风险评价模型对渥江流域水体污染状况进行评价，运用Pearson相关性分析、主成分分析方法对重金属污染来源进行探究。结果表明：（1）各采样点氨氮、硝态氮、亚硝态氮含量在沿程分布上趋于一致，且与pH呈负相关；（2）渥江流域不同采样点重金属含量存在较大差异，干流重金属含量总体上高于支流，且干流部分河段和支流无重金属污染，而位于流域内稀土矿山和钨矿山附近的采样点目前已表现为轻度和重度重金属污染，主要健康风险来源于致癌重金属As和Cd。（3）各类水质指标、重金属含量具有显著相关性，研究区域水体重金属污染主要来自于周边稀土矿区和钨矿区。     

淮南潘一采煤塌陷区底泥沉积物氮磷形态分布特征

为了研究淮南潘一塌陷区底泥沉积物氮磷形态分布特征,在塌陷区不同采样点采集10个柱状底泥沉积物样品,分析在不同深度下总氮、氨氮、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、总磷、铝结合态磷、铁结合态磷、闭蓄态磷、钙结合态磷的含量。结果表明:塌陷区底泥沉积物中氨氮>硝酸盐氮>亚硝酸盐氮,氨氮随着深度增加呈下降趋势,硝酸盐氮变化趋势不明显,亚硝酸盐氮在底层(6~8 cm)时有一明显上升过程。总磷中铝铁结合态磷含量最高,其次是钙结合态磷和闭蓄态磷,随着深度的增加铝铁/结合态磷有一下降趋势,钙结合态磷和闭蓄态磷变化不大趋于稳定。     

清水江流域水体中氮磷分布及富营养化程度评价

于2013年8月和2014年1月先后2次在清水江流域进行水质监测,阐述了清水江流域氮、磷的时空分布特征,并对其富营养化状态进行评价。结果表明:清水江流域氮、磷污染严重,ρ(TN)的平均值为2.08 mg/L,ρ(TP)为0.80 mg/L((PO_4~(3-)-P)占77%)。流域氮、磷时空分布特征明显,下游氮元素的浓度明显比上游和中游低,磷元素则表现为在中游最高。富营养化评价综合指数表明清水江流域总体呈富营养化状态,清水江流域N/P比例关系显示干流上旁海(4号)到南加(9号)之间的河段以及支流重安江和卡龙河表现为氮限制,干流上的其他河段和支流表现为磷限制。     

洞庭湖氮磷时空分布与水体营养状态特征

为揭示通江湖泊洞庭湖水体、沉积物营养盐的时空分布特征,分别于2012年1月和6月在入湖河道、湖区和出湖口共采集了13个具有代表性的水样和沉积物样品,分析了样品中氮、磷的含量及洞庭湖的营养水平. 结果表明,洞庭湖水体中ρ(TN)、ρ(TP)、ρ(NH₄+-N)和ρ(NO₃--N)全湖平均值分别为2.34、0.06、0.27和0.54mg/L,沉积物中w(TN)、w(TP)、w(NH₄+-N)、w(NO₃--N)全湖平均值分别为1220.47、678.97、28.94、4.41mg/kg. 氮、磷含量总体表现为入湖河口大于湖体和出湖口,并且入湖河流中以湘江支流较高,湖体以东洞庭湖区较高. 不同季节间的对比表明,水和沉积物样品中氮、磷含量均表现为6月高于1月,尤其水体中ρ(TN),6月显著高于1月(P<0.01). 洞庭湖全湖TLI(∑)(综合营养状态指数)平均值为45.93,分布规律与ρ(TN)、ρ(TP)一致. 与其他富营养化湖泊相比,洞庭湖ρ(TN)、ρ(TP)较高,但没有发生大面积水华,主要是因为其换水周期短、流速较大所致.      

赣江流域土地利用方式对无机氮的影响

赣江无机氮是鄱阳湖氮素输入的主要来源,查明流域土地利用方式对赣江无机氮的影响对鄱阳湖的富营养化防治具有重要意义.基于2013年1月和6月对赣江干流和主要支流NO-3-N和NH+4-N的浓度测定,通过不同空间尺度和土地类型等级划分,利用相关分析和冗余分析研究土地利用方式对赣江无机氮浓度的影响.结果表明,不同空间尺度的子流域划分方式对赣江流域土地利用类型与无机氮浓度的相关性有较大影响.与NO-3-N相比,选择更小的子流域划分尺度有助于分析土地利用方式对NH+4-N浓度的影响;在温度较高、微生物活动强烈的季节,也应选择更小的子流域划分尺度研究土地利用方式对无机氮浓度的影响.一级土地利用分类下,赣江流域水田、水域对NO-3-N起"源"作用,林地、草地起"汇"作用;居民建设用地对NH+4-N起"源"作用,林地起"汇"作用.二级土地利用分类下,水田中丘陵水田是赣江NO-3-N浓度的主要来源,其次为平原水田,山区水田最小.居民建设用地中的城镇用地和其它工矿建设用地是赣江NH+4-N的主要污染来源,农村用地是NO-3-N的主要污染来源.     

沱江和涪江水系干支流氮磷营养盐的空间分布特征

沱江和涪江是长江上游的重要支流,且都存在严重的水体污染问题,其中氮(N)和磷(P)为最主要污染物.通过对沱江和涪江干支流进行取样并进行水体N和P空间分布特征的分析,寻找不同空间水质差异的原因,为长江上游及其支流流域地表水污染防控提供科学依据.结果表明,沱江水系和涪江水系均存在严重的总氮(TN)污染,劣Ⅴ类水质断面占比分别高达94%和50%,总磷(TP)污染适中,主要集中在Ⅱ类～Ⅳ类水质,但沱江水系TN和TP浓度整体上要高于涪江水系,污染程度要比涪江水系更严重;对沱江而言,干流硝态氮(NN)浓度从上游到下游呈现先增加后降低的趋势,氨氮(AN)浓度最大值出现在干流上游位点,中下游浓度较低,每流经一座城市后,TP浓度均明显增高,涪江干流的TN和NN浓度呈现上中下游逐渐增加的趋势;沱江和涪江水系均表现出支流TN和TP浓度大于干流的现象,且河流中的TN、 TP和NN还受水体pH和水温(T)影响,可见河流N和P污染控制应重视水环境因素的影响.     

世博园区水体底泥氮磷分布特征

分析世博园区水体底泥中氮磷营养盐、硫化物和有机质含量,结果表明,硫化物为(4.51±0.12)mg/kg,有机质为(1.73±0.01)%,氨氮为(206.6±1.2)mg/kg,亚硝酸盐氮为(0.041±0.001)mg/kg,硝酸盐氮为(0.066±0.002)mg/kg,总氮为(0.228±0.002)%,速效磷为(192.3±0.5)mg/kg,总磷为(0.247±0.001)%。运用有机指数评价底泥污染,为0.299±0.005,说明污染较严重。     

赣江流域系统特征与工业开发模式

依据赣江流域的系统特征,选择工业开发模式,是地域经济发展的战略核心问题。推进资源有效利用与高度利用,优势产品开发与替代产品开发,实现经济发展趋于由下游而上游的资源型—加工型—技术型产业结构指向的有序转化,资源开发与国土冶理趋于由上游而下游的生态经济良性循环,为赣江流域工业开发模式的基本要点。     

海河流域土壤中氮的分布特征

对海河流域不同土壤类型中各形态氮的含量分布、水平及其垂直变化进行探讨,研究了在一定条件下土壤中氮的自然富集、增减途径、自然循环环境及分布特征,为研究该区氮的库存量、流通量以及自然循环奠定基础.     

赣江流域山丘荒地的形成、危害和开发途径

赣江流域的山丘荒地总面积约为 2902×10⁴亩,除 35×10⁴亩属于“十边草地”零星分布于路边、河边、田边、村边、沟边之外,比较成片的约有 2867×10⁴亩（见表 1）,略多于现有耕地,而且相当于现有林地的一半。这些荒地 3/4以上分布在红壤丘陵（低丘岗地 388×10⁴亩,占13.5％;中低丘1236×10⁴亩,占43.1％;高丘605×10⁴亩,占21.2％;山地638×10⁴亩,占22.3％）,而且主要分于于上、中游地区（上游地区占60.2％,中游地区占25.4％,下游地区占14.4％）。综合开发治理、合理利用这些山丘荒地,是赣江流域、特别是上、中游地区的农民摆脱贫穷落后困境、实现小康目标的重要环节之一。     

赣江流域山丘荒地的形成、危害和开发途径

赣江流域的山丘荒地总面积约为 2902×10~4亩,除 35×10~4亩属于“十边草地”零星分布于路边、河边、田边、村边、沟边之外,比较成片的约有 2867×10~4亩(见表 1),略多于现有耕地,而且相当于现有林地的一半。这些荒地 3/4以上分布在红壤丘陵(低丘岗地 388×10~4亩,占13.5％;中低丘1236×10~4亩,占43.1％;高丘605×10~4亩,占21.2％;山地638×10~4亩,占22.3％),而且主要分于于上、中游地区(上游地区占60.2％,中游地区占25.4％,下游地区占14.4％)。综合开发治理、合理利用这些山丘荒地,是赣江流域、特别是上、中游地区的农民摆脱贫穷落后困境、实现小康目标的重要环节之一。     

北方高盐景观水体氮磷时空分布特征及富营养化评价

为掌握北方高盐景观水体的水环境状况,选取天津市中新生态城3个景观水体(清净湖、蓟运河和蓟运河故道)为研究对象,于2013年12月—2014年11月对其进行定期取样监测,开展水体氮磷污染特征分析及富营养化评价。结果表明:1)蓟运河、清净湖和蓟运河故道的TDS均值分别为3.42,4.64,20.2 g/L,属于高盐景观水体;2)水体TN和TP浓度逐月变化显著,水质整体上冬春季优于夏秋季,其中蓟运河TP和TN的浓度最大,且波动较大;3)根据TN/TP比值判定,研究区水体除清净湖在短时间表现为氮限制外,水体大部分时间段内表现为磷限制,P为主要限制因子;4)富营养化评价表明:水体均处于富营养状态,且有蓟运河蓟运河故道清净湖;5)相关性结果表明:TDS与电导率、水温及EI呈显著正相关,相关系数分别为0.905、0.822和0.645,盐度也是影响富营养化的关键因素。     

反硝化聚磷菌的筛选及脱氮除磷特性

为进一步研究反硝化聚磷菌的机理和性能,对经过SBR反应器富集驯化后的污泥进行实验研究。采用吸磷实验、硝酸盐还原产气实验、革兰氏染色及异染颗粒染色等方法,筛选得到N10、N17和N20 3株菌株;经过16S r DNA的测序鉴定,建立系统发育树,确定3株菌株均为气单胞菌属。绘制3株菌株的生长曲线,并进行厌氧/缺氧和厌氧/好氧静态实验,发现N10和N17菌株在两组实验中均具有较好的脱氮除磷效果,O2和硝酸盐均可作为电子受体;N20菌株仅在厌氧/缺氧实验中表现出脱氮除磷效果,仅可利用硝酸盐作为电子受体。     

水景构筑物对护岸型湿地中氮磷去除效率的影响

通过实验室模拟,研究了曝气处理及水景构筑物复氧处理(喷泉处理和跌水处理)对护岸型湿地中氮磷去除效率的影响。结果表明,护岸型湿地对缓流景观水体中的氮磷去除率分别约为61%和72%;曝气处理及水景构筑物复氧处理通过提高水体的DO值促进了护岸型湿地对氮磷的去除,对比空白系统,TP去除率提高了11.6%~19.1%,TN去除率提高了10.5%~16.1%;同时,喷泉处理和跌水处理通过对水体的较大扰动作用进一步强化了湿地对TP的吸附和强化絮凝作用;此外,硝化作用是护岸型湿地去除TN的主要控制步骤。     

中国煤中氮的含量及其分布

为了解我国煤中氮的含量水平及其分布特征,在全国主要产煤的26个省、市、区,根据各煤田的地质储量、成煤时期和煤变质程度,兼顾各矿区的煤炭产量,采集306个煤样,测定了全部样品的氮含量,并对各成煤时代、各聚煤区、各省市区的煤氮含量进行了统计分析。研究表明:煤中氮主要以有机形态赋存;氮含量与煤变质程度间有微弱的正相关关系;全国煤的氮含量近似服从正态分布,90%的样品含氮范围为0.52%～1.41%,宜用算术平均值0.98%作为全国平均煤氮含量。     

总氮、总磷联合测定方法的改进

采用钼锑分光光度法测定总氮,考察了在提高温度的条件下,缩短消解时间对测定结果的影响。试验结果表明,调节氢氧化钠和过硫酸钾的用量,在同一溶液内测定总氮、总磷,并且将测定条件改为126～128℃,消解10min,其测定结果和与标准方法对照,精密度及准确度均令人满意。     

湿地植物对污水中氮、磷去除效果的试验研究

采用室内试验和现场试验考察了黄花鸢尾、水葱和梭鱼草3种挺水植物对类污水处理厂二级出水中氮、磷的吸收速率、吸收容量和吸收贡献。结果表明:短期内,各种湿地植物污水中氮、磷的吸收速率比较稳定,但在整个生长周期内,各种植物对氮、磷的吸收速率却有较大变化,4月份,水葱对氮、磷的吸收速率最大,8月份,梭鱼草对氮、磷的吸收速率最大。在整个生长期内,黄花鸢尾对氮、磷的吸收容量一直保持最大,在10月下旬分别达到21.5和4.16 g/m2,因此其对二级出水中氮、磷去除的吸收贡献也最大,分别为30%和73%。这表明湿地植物的选择不仅要考查其对污染物的吸收速率,更要关注其对污染物的吸收容量,并且湿地植物的吸收作用对类二级出水中氮、磷的去除具有更加重要的意义。     

改进AB工艺脱氮除磷功能试验研究

试验采用一种改进AB工艺 ,旨在提高传统AB工艺城市污水处理厂的氮、磷去除效果。平行对比试验的结果表明 :在不扩充池容的情况下 ,仅在传统AB工艺基础上进行简单的调整 ,改进AB工艺可以较好地缓解传统AB工艺在生物脱氮除磷过程中存在的碳源相对不足问题 ;在保持有机物高效去除的前提下 ,与传统AB工艺、间歇曝气工艺相比较 ,改进AB工艺的TN、TP去除率显著提高 ,分别达到 79 8%和 90 6 1% ,出水CODCr、TN和TP等各项污染指标均能实现达标排放。