人工湿地处理渗滤液N2O的释放规律及控制

采用培养试验和现场研究,考察了垃圾填埋场渗滤液经人工湿地系统处理过程中N2O的释放规律.在投加同等质量浓度渗滤液条件下,碱性黏土样Soil 1中N2O释放通量为酸性砂土样Soil 2的近18倍(P<0.01).与孔隙含水率为46%时相比,投加蒸馏水的土样Soil 1,投加渗滤液的土样Soil 1和投加渗滤液的土样Soil 2在孔隙含水率为70%的条件下,其N2O释放通量平均值分别提高了6.5(P>0.05),1.8(P>0.05)和2.2倍(P<0.05).选用9种土壤投加渗滤液培养后统计分析表明:N2O释放通量与土壤pH,w(有机质)和碳氮比[(w(C)/w(N))呈显著正相关,而与土壤中w(砂粒)呈显著负相关.3种湿地处理渗滤液后,夹竹桃(Nerium indicum Mill)湿地中N2O释放通量最高,其年均值(以N2O-N计)为(298±234)μg/(m2·h)(P<0.05),分别比高羊茅(Feauca arundinacea Schreb)和狗牙根(Cynodon dactylon)湿地N2O年均释放量高出0.5(P>0.05)和6.6倍(P<0.05).在关注去除污水中氮元素的同时,也要重视由此引发的二次污染问题,建议人工湿地系统采用酸性砂土,种植的植物采用阳光穿透性强的针叶类植物,以减少处理污水过程中N2O的释放.     

两种沉水植物附着生物种群特征对水深的响应研究

选取浅水湖泊中两种常见沉水植物上的附着生物作为研究对象,通过显微观测和16S rRNA高通量测序的方法,探究原位实验条件下水深(分别以T1、T2、T3、T4代表0.6、1.2、1.8和2.4 m)对狐尾藻(Myriophyllum spicatum)和马来眼子菜(Potamogeton malainus)附着藻类和附着细菌种群组成及其多样性特征的影响.结果表明,沉水植物附着生物种群特征与水深和生物种类有关,试验组中所有水深梯度下的狐尾藻附着生物群落的自养指数(AI)均大于马来眼子菜,且试验组中较小水深0.6~1.2 m的AI值较高,较大水深1.8~2.4 m的AI值较低.两种沉水植物表面附着藻类组成随水深变化差异显著(p0.05),绿藻门和硅藻门仍占种群绝对优势;附着细菌种群随水深梯度的变化差异也显著(p0.05),但主要包括有Proteobacteria、Firmicutes和Bacteroidetes等优势菌群,同种沉水植物或相似水层深度间的附着细菌组成和丰度有较高的相似性,并且试验组中较小水深0.6~1.2 m中拥有更多特有的细菌种类.研究发现,相同水深时狐尾藻附着藻类的多样性大于马来眼子菜,而马来眼子菜附着细菌多样性大于狐尾藻,且位于中等水深1.2~1.8 m时两种沉水植物附着藻类和附着细菌的多样性往往最高.通过水深对沉水植物附着生物种群特征影响的研究,可为揭示沉水植物表面微生态作用规律提供参考.     

两种沉水植物对风浪及持续高水位胁迫的适应性研究

以两种沉水植物马来眼子菜(Potamogeton malainus)和狐尾藻(Myriophyllum spicatum)为研究对象,通过原位模拟试验,比较在相同水位变化幅度下不同高水位持续胁迫水平(分别以T0、T1、T2、T3表示恒静止、持续4 d、持续8 d和持续12 d)对沉水植物的生物量、植株伸长、具体形态指标和光合荧光特性的影响,并同步分析滆湖大洪港内两处风浪差异区(湖岸区M1和湖心区M2)两种沉水植物相应的适应性和形态变化的特征.结果表明,马来眼子菜和狐尾藻都表现出了较好的环境适应性,T0时任意两处的两种植物生物量和株高均最大;在风浪扰动较小区域(M2),持续高水位减弱了两种植物的伸长和生长(p0.01),并显著限制其在地上生物量的投资和茎干横向的分支(p0.05).在风浪扰动较大区域(M1),持续高水位对两种沉水植物产生了相同的形态变化,并显著降低各梯度下其Fv/Fm和快速光响应曲线(p0.05),但M1处两种沉水植物的光合能力均显著大于M2处.狐尾藻对风浪扰动和长时间水位胁迫能表现出更强抗弱光性和光合作用能力.因此,持续高水位胁迫下(小于8 d)两种沉水植物对一定程度水动力仍有较好的形态和生长适应性,对特定水文波动特征进行合理应对以保持沉水植物活力和维持湖泊生态系统具有指导作用.     

NUA-DAS生态滤池脱氮效果与反硝化菌特征研究

构建小型酸中和残渣(neutralized-used acid residue,NUA)和脱水铝污泥(dewatered alum sludge,DAS)联合生态滤池,研究了NUA-DAS生态滤池的脱氮效果和反硝化菌特征.系统运行稳定后,装置总出水中COD、TN、NO_3~--N的平均去除率达到60%、70%和95%,出水中NO_3~--N的浓度范围只有0.02~0.55 mg·L~(-1).采用PCR-DGGE分子生物学技术检测系统运行30d和60d各滤料层中含3类基因(nirS、nirK和nosZ)的反硝化菌群落特征,包括丰富度及相似度.结果表明,系统运行30 d和60 d里,nirS、nirK和nosZ基因反硝化菌丰富度均有明显增加,且处在各个滤料层中的反硝化菌丰富度基本相同.NUA和DAS滤料中检测出3类基因丰富度指数大小均为nosZnirKnirS.运行时间对反硝化菌的群落结构影响并不明显,但空间位置有一定影响.反硝化菌在NUA中的适应能力优于DAS,3类基因中nirK基因对滤料环境的适应能力最强.     

聚乙烯醇凝胶包埋固定化细菌联合植物的除氮研究

为了解聚乙烯醇(PVA)凝胶包埋固定化菌在富营养化水体生态修复中的效果,利用PVA凝胶包埋固定硝化和反硝化细菌并联合水芹(Oenanthe clecumbens)和蕹菜(Ipomoea aquatica)2种植物进行21 d的除氮试验。结果表明,加菌试验组TN、NH4+-N、NO3--N、NO2--N及TP去除率显著高于无菌试验组(P0.05);各试验组N的去除效率与添加PVA凝胶包埋固定硝化和反硝化细菌呈显著正相关(P0.05)。添加PVA凝胶固定硝化和反硝化细菌的蕹菜和水芹试验组植物的平均生长速率(RGR)分别为38.5和19.6 mg·g-1·d-1,而单纯蕹菜和水芹试验组RGR分别为29.9和9.5 mg·g-1·d-1。     

2014—2019年焦岗湖水质时空变化与影响因子分析

焦岗湖是淮河流域重要的浅水湖泊和淮河中游最大的生态湿地,基于2014—2019年焦岗湖和2017—2019年入湖河流水质逐月监测数据,利用Mann-Kendall(M-K)趋势检验、主成分分析(PCA)和相关性分析等方法分析焦岗湖水质时空变化规律,探讨入湖河流水质和环境因子对焦岗湖水质和富营养化状态的影响。结果表明：(1)2014—2019年焦岗湖整体属于GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅲ～Ⅳ类水之间,富营养状态为中营养和轻度富营养状态之间,主要污染区域在湖区西部和北部。高锰酸盐指数(COD_Mn)呈轻微下降趋势;TP和TN浓度年均值处于较高水平,主要原因可能是水产养殖。(2)入湖河流中N、P污染物的外源输入是导致湖区污染物浓度超标的关键因素。(3)主成分分析和相关性分析表明,降水量(P)、温度(T)、溶解氧(DO)和水深(D)对湖区水质有重要影响。降雨增加了外源输入,高温易造成藻类爆发,而水深的增加对水质有所改善。调整养殖产业结构,削减污染物外源输入,是改善焦岗湖水质的关键。     

太湖流域农村分散居民生活垃圾与生活污水共处置强化产沼技术

开发以农村生活易腐垃圾为骨料,利用农村生活污水流动分配养分的厌氧发酵技术,以实现农村废物的共处置目标。试验结果表明,生活污水回灌促进了生活垃圾产CH4量,进水频率5 d.次-1的工况处置CH4累积产量高于进水频率3 d.次-1的工况处置。进水量100 mL、进水频率3 d.次-1条件下,与空白反应器(加入蒸馏水)相比,加入生活污水的反应器所产CH4浓度提高了2.4倍(P0.05),45 d时CH4累积产量提高了4.9倍。反应器内CH4累积量与进水量呈正比例关系,进水量150与50 mL的工况处置相比较而言,CH4累积量可提高2.1~4.5倍。回灌后出水的沼液CODC r高于10 g.L-1,TN约为600 mg.L-1,TP约为100 mg.L-1,具备较高的肥效,可作为液体肥料还田。     

太湖流域分散农村居民对生活垃圾的产生和处理认知分析

本文通过问卷调查的方式考察了太湖流域分散农村居民对政府免费实施"村收集、乡转运、县处理"的收集清运垃圾模式和未来生活垃圾处置收费的认可度,获得了太湖地区分散农村居民对生活垃圾处置现状的认知度,结果表明:农村居民对生活垃圾收费制度的认可程度低,对有害垃圾的处置缺乏必要的认识;被调查者受教育程度与垃圾分类(P0.01)、危险废物分离(P0.01)和垃圾危害的认知程度(P0.05)呈显著正相关关系;垃圾付费选项中,被调查者不愿意支付费用的占53.2%,仅有26.2%的被调查者愿意支出1~3元/月;对现有的政府免费收集清运垃圾模式认可程度高达94%以上。该研究结果对促进太湖流域农村生活垃圾的资源化与减量化管理具有重要的战略意义。     

凹凸棒黏土对水体和底泥中Cr (Ⅵ)的吸附

为考察凹凸棒黏土对水体和底泥中Cr（Ⅵ）污染治理与修复效果,通过实验室模拟试验,运用Langmuir和Frundlich等温吸附模型及准一级和准二级动力学模型,研究了天然凹凸棒黏土对水体中Cr（Ⅵ）的吸附特性,并研究了pH对吸附过程的影响及凹凸棒黏土对底泥中Cr（Ⅵ）金属形态的影响,通过XRF（X-射线荧光光谱仪）和SEM（扫描电镜）确定凹凸棒黏土的化学组成和微观形貌结构.结果表明:天然凹凸棒黏土内部呈纤维状且多孔隙,成分中含有铁、铝、钙等元素,吸附后的材料中发现了Cr元素;Langmuir-Frundlich吸附等温模型（R2=0.996）和准一级动力学模型（R2=0.993）较好地拟合了凹凸棒黏土对Cr（Ⅵ）的吸附热力学与动力学过程,动力学模拟的Cr（Ⅳ）平衡吸附量及实测值分别为1.38和1.37 mg/g.溶液pH对Cr（Ⅵ）的吸附具有影响,其最佳pH为3,此时吸附率最高,为85.80%.研究显示,向底泥中添加凹凸棒黏土能促使Cr形态由不稳定态（酸溶态和铁铝还原态之和）向稳定态（可氧化态和残渣态之和）转化,从而达到修复底泥中Cr（Ⅵ）污染的目的.      

前置库技术在太湖流域面源污染控制中的应用探讨

根据前置库技术控制流域面源污染的基本原理以及在国内外的进展情况，分析了太湖流域利用前置库技术的可能性、可行性，研究提出了适合于太湖流域面源污染控制的强化净化前置库方案，为太湖地区及其他平原河网地区面源污染控制提供了一个可以考虑采用的方法。