滨岸缓冲带脱氮性能试验研究

为了摸清整个滨岸缓冲带系统的脱氮效应及各类型滨岸缓冲带在系统中的作用,通过工程尺度的现场试验,研究了一定浓度污染负荷冲击下滨岸缓冲带各区TN、NO-3-N、NO-2-N和NH+4-N的净化机理。结果表明:农田是湖泊、水库水体非点源污染物的重要源头,其他不同形式的植被过滤带可以有效地聚集、吸收污染物。其中,乔草复合过滤带比单一草本过滤带具有更好的氮素去除效果,乔草复合过滤带中TN、NO-3-N、NO-2-N和NH+4-N质量浓度消减率分别为84.21%、51.61%、17.61%和71.98%,而单一草本过滤带只是37.44%、49.60%、6.72%和74.45%,芦苇植物为主的挺水植物过滤带对农业非点源污染可以起到很好的防治作用,TN、NO-3-N、NO-2-N和NH+4-N质量浓度消减率为82.77%、36.40%、37.82%和74.54%。     

厌氧消化对养猪场废水的净化效果

考察了不同水力停留时间下厌氧消化对养猪场废水水质（COD、NH4^＋-N、TP和pH）的影响及装置产气量的变化．结果表明,厌氧消化对废水COD的去除效果较好,实验期内废水COD浓度持续下降,最终去除率为78．1％．但对NH4^＋-N的去除效果不理想,最终去除率仅为1．8％,对废水TP的最终去除率为68．4％．     

高氨氮猪场废水的亚硝酸型脱氮研究

猪场废水脱氮处理前一般要经过厌氧消化处理，完全厌氧消化能去除废水中大部分有机物，但这同时降低了废水中的COD/NH4^ -N(1-3)，根据厌氧消化四阶段理论，控制厌氧消化到水解或产乙酸阶段，使废水中的COD/NH4^ -N维持在较高的水平(7-10)，为后续脱氮处理创造条件，本实验对比分析了运用缺氧/好氧SBR工艺处理这两种COD/NH4^ -N不同的废水的脱氮效果，实验结果表明：两的脱氮过程都是通过短程硝化反硝化实现的，反应器中的NH4^ -N浓度和pH值是控制亚硝酸型硝化的重要因素，经过部分厌氧消化的废水由于保持了较高的COD/NH4^ -N脱氮效果明显好于完全厌氧消化废水，NH4 -N去除率达到98％以上，但出水反硝化不完全，投加乙酸钠后出水NOx^--N减少到10-20mg/L，投加量以275mg/L为宜。     

河岸杨树人工林缓冲带对径流水中磷素截留效果的研究

【目的】河岸植被缓冲带可以有效截留和吸收地表径流水中的磷素,从而减少进入湖泊水体中的磷。笔者在平缓坡地上构建适宜的植被缓冲带并研究其生态效果,为减缓农业面源污染、生态修复富营养化湖泊提供参考。 【方法】选定太湖流域4块大小为20 m×50 m不同密度的杨树林河岸缓冲带为研究对象,在缓冲带不同宽度处地面下不同深度(20、40和60 cm)处平行埋设PVC管,每个宽度分别设置3组淋溶管作为重复,每组3个,作为地表径流水的收集装置。分别于4、5、6、7、9月强降雨后采集水样,低温保存并测定其中磷素质量浓度。分析不同季节各宽度和密度的杨树林缓冲带截留径流水中磷素的差异,以确定适宜的河岸人工林缓冲带。【结果】① 7月径流水中可溶性磷(DP)、总磷(TP)去除率达到最大值(36.91%、26.50%),PO^3-₄去除率在6月达到63.30%,4、9月3种不同形态磷的去除率相比6、7月有所下降,不同月份PO^3-₄、DP、TP质量浓度呈显著性差异(P<0.05,F=2.382,2.052,2.758,df=180),去除率与时间呈极显著相关(P<0.01; F=3.464,3.265,3.279; df=180)。② 径流水中污染物去除率与缓冲带密度并不呈简单的正比例关系。稀植杨树林河岸缓冲带杨树数量稀少,截留污染物能力不足; 密植杨树林河岸缓冲带由于栽植密度较大,不利于杨树自由生长,吸收含磷污染物效果不佳。栽植密度并非越大越好,而是存在一个适宜栽植密度阈值。③ 随着河岸缓冲带宽度的增加,径流水中PO^3-₄、DP、TP质量浓度呈现下降趋势,截留率呈现上升趋势。河岸缓冲带对PO^3-₄的去除率最高,其次是TP,DP效果最差。不同宽度的缓冲带对20 cm深度径流水中PO^3-₄、DP的去除率较高,对40 cm深度的径流水中TP去除率总体高于20 cm深度的,60 cm深度径流水中PO^3-₄、DP、TP的去除率最低。在不同深度径流水中的3种磷素质量浓度在杨树缓冲带前15 m宽度变化差异显著(P<0.05; F=3.232,2.808,2.175; df=180); 之后随着宽度增加径流水中PO^3-₄、DP、TP的质量浓度变化不显著。15 m宽度的缓冲带对径流水中磷素平均去除率接近50 m宽度缓冲带的,说明15 m宽度的缓冲带基本能满足截污需求。【结论】杨树人工林河岸缓冲带在夏季对径流水中磷素的截留效果较好; 中等密度人工林缓冲带对径流水中磷素有较高去除率,但不同密度杨树林对于径流水中磷素截留差异并不显著; 15 m宽度的河岸缓冲带可以有效去除径流水中的各形态磷。含磷污染物只是造成湖泊湿地富营养化因素之一,合理的河岸缓冲带还应考虑对于其他污染物的截留作用。由于磷能促进植物苗期根系生长,因此在植物生长初期对磷的去除率较大。随着植物的生长和植物群落演替,磷素截留效率的动态变化尚有待长期的观测研究,以利于更为准确地评价其截留磷的能力。     

硅藻土精强化混凝除磷脱氮

采用烧杯试验,进行了硅藻土精及复配硅藻土精强化混凝技术去除模拟洗浴废水中磷、氮的试验,探讨了低碳可持续脱氮除磷技术.试验结果表明,硅藻土强化聚合氯化铝(PAC)后能够提高废水中的总磷(TP)、总氮(TN)和氨氮(NH3-N)的去除率.当PAC投加量为150 mg/L时,通过混凝工艺对TP,TN和NH3-N去除率分别是91%,6%和21%;采用硅藻土强化PAC混凝工艺对TP,TN和NH3-N去除率分别为95%,58%和26%,相对混凝工艺TP,TN和NH3-N分别提高了4%,49%和5%;复配硅藻土强化PAC混凝工艺对TP,TN和NH3-N去除率分别为95%,42%和64%,相对混凝工艺TP,TN和NH3-N提高了4%,36%和43%.在强化工艺中,对TN的去除受原水中NH3-N含量的影响,.采用硅藻土精及复配硅藻土精强化混凝技术,比采用生物技术脱氮除磷,向大气排放二氧化碳等气体量要少.     

菹草-伊乐藻群落对富营养化水体水质的净化效果

在富营养化湖泊内的围隔中，引种菹草、伊乐藻，分别构建菹草-伊乐藻群落（围区A）与单-菹草群落（围区B），跟踪观测水草恢复生长情况，调查两类群落对水体水质的净化作用，结果发现：菹草-伊乐藻群落不仅能在春季保持对水体营养盐较高的去除效果，并能在春末初夏时有效缓解菹草死亡给水质带来的不利影响；在菹草旺盛生长期（阶段I），与对照区（无水生高等植物）相比，菹草-伊乐藻群落对TN、NH4^＋-N、TP、Chla的去除率达50．7％、83，2％、32.0％、38．3％，单一菹草群落对TN、NH4^＋-N、TP、Chla的去除率也达到47.3％、72．5％、32.4％、45．2％；而在菹草开始衰亡后这一时期（阶段Ⅱ）菹草-伊乐藻群落对TN、NH4^＋-N、TP的去除率分别为47．1％、69．4％、11.2％，而围区B内TN、NH4^＋-N浓度则与对照区相比差异不显著（P〉0．05，N=9），TP浓度甚至上升了24．3％，     

固定化栅藻对市政污水中氮、磷营养盐的深度净化

利用固定化藻类的生物富积作用净化污水中的氮和磷，将栅藻包埋固定在褐藻酸钙凝胶胶球中，对人工污水进行深度净化．研究藻细胞年龄和饥饿处理时间对污水中NH4^＋-N和PO4^3--P的净化效率以及净化过程中藻类叶绿索a含量变化．结果表明：静止初期藻细胞对NH4^＋-N和PO4^3--P去除率比指数末期高，处理5d后，静止初期细胞对NH4^＋-N和PO4^3--P的去除率分别为76．7％及91．7％，指数末期细胞氮、磷的去除率分别为75．4％和88．7%；饥饿处理可明显提高藻细胞对NH4^＋-N和PO4^3--P的去除效率，藻细胞饥饿时间对NH4^＋-N和PO4^3--P去除率的影响大小依次为48h，72h，24h，0h．     

浅水型水库活性区沉积物氮磷释放特征

为了了解浅型水库活性反应区底泥中氮磷的释放特征,对某小型水库活性区0-30cm沉积物柱芯分层进行氮、磷快速释放试验研究。研究结果表明:在厌氧条件下,可溶性无机磷(PO4-P)的释放速率显著比好氧状态下的高,最大释放速率为75.52μg/(h·g);在不同沉积深度的垂直剖面上,PO4-P释放量由大至小依次为中层(ML,14～16cm)、表层(SL,0～2cm)和底层(BL,28～30cm),较高的水温环境可促进可溶性磷释放;水库沉积物聚集了大量NH4-N在好氧条件下,沉积物释放的NH4-N质量浓度逐渐降低,同时伴随着NO3-N质量浓度大幅度增加;在厌氧条件下,NO3-N和NO2-N质量浓度无明显变化;不同沉积深度底泥层硝化作用存在显著差异,表层沉积底泥NO3-N转化速度最大;可通过曝气措施削减水库水中氮磷含量,抑制藻类过度繁殖,进而改善水库水环境质量和出水水质。     

利用淡水微藻对畜禽养殖废水的实验研究

以不同浓度的畜禽养殖废水为对象,研究藻菌体系对废水中的NH4+-N、TP和COD的去除效果。结果表明:藻菌体系对不同浓度的畜禽养殖废水的处理效果不同,当废水中NH4+-N、TP和COD浓度分别小于44.4 mg/L、6.4 mg/L和500 mg/L时,藻菌微生物的生长速度快、生物量大,对废水处理效果好;当处理时间为6 d时,NH4+-N、TP和COD的去除率分别大于90%、84%和80%,该实验结果为构建高效藻类塘提供理论依据。     

SBR工艺用于生活污水除磷脱氮的试验研究

采用SBR工艺处理有机物含量低、氨氮含量高的城市污水，经过反复试验研究发现，该工艺对生活污水中氮、磷等污染物具有良好的去除效果。试验结果表明，采用试验水样平均进水水质为CODCr=197mg/L;BOD5=95mg/L;SS=203mg/L；NH4^ -N=63mg/L；PO4^-3=1.3mg/L，各项污染物的平均去除率为：CODCr80%,BOD583%，NH4^ -N75%，TP61%，处理后出水水质均能达到国家规定的排放标准（GB8978－1996），并提出了该工艺处理低碳高氮城市污水的最佳工艺条件。     

贵州喀斯特地区植被修复对土壤氮素的影响

喀斯特地区正开展一系列的生态恢复工程措施,研究生态修复过程与土壤氮循环过程的交互作用对喀斯特地区生态系统植被修复具有重要的科学意义。本研究以贵州草海保护区不同地貌(非喀斯特、喀斯特及植被修复)为研究对象,采用时空互代法研究地貌环境对土壤氮组分(全氮、碱解氮、硝态氮、铵态氮)分布特征的影响,并分析它们与土壤理化因子之间的关系。结果表明：(1)非喀斯特样带氮含量与喀斯特样带对比,前者土壤氮素累积呈现向上富集的规律,在土壤表层呈表聚现象,土壤硝态氮和铵态氮含量均高于喀斯特样带,铵态氮占无机氮主要部分;(2)喀斯特样带由于地质条件、植被覆盖度低、凋落物归还量少和土壤侵蚀导致活性有机碳较低,进而影响土壤氮素累积;植被恢复初始阶段,土壤中氮素供应强度会得到改善,土壤硝化和氨化速率均有显著提升,土壤侵蚀作用减弱,土壤对养分的固持能力加强,进而土壤硝态氮和铵态氮含量显著高于喀斯特样带。     

浙江天童受损常绿阔叶林实验生态学研究(Ⅵ):不同干扰下植被恢复初期主要优势种叶性状及其生态适应

以浙江天童国家森林公园人工模拟受损常绿阔叶林样地为研究地点,分析了不同干扰下(择伐大树、清理下木、皆伐、皆伐及去除表土层)植被恢复初期5种主要优势树种最大净光合速率(Amax,net photosynthesis based on area)、比叶面积(SLA,specific leaf area)和叶片氮、磷含量(N,P,leaf nitrogen and phosphor concentration)等叶性状,以期揭示不同树种对干扰的生态适应性.结果表明:(1)干扰后光照强度的增加导致叶片SLA降低,Amax和叶N含量增加;(2)表土层的去除使得土壤磷有效性的减少,从而导致叶P含量的下降,但对Amax的影响较小;(3)高Amax,SLA以及叶N,P含量的落叶树种山鸡椒(Litsea cubeba)具有很强的资源获取能力和高的生产力,从而在植被恢复早期占据竞争优势.木荷(Schima superba)叶N,P含量最低,但在不同干扰下Amax都高于其他常绿树种,且与叶N含量之间存在具有显著正相关性.干扰样地中石栎(Lithocarpus glaber)叶N含量较对照显著增加,并维持在较高水平,与Amax存在显著正相关性,且其叶片抵御强光伤害的能力较强.米槠(Castanopsis carlesii)的Amax,SLA,叶N,P含量均为中等水平,其Amax和SLA对环境具有较强的可塑性,但叶N含量在各样地中较为稳定.栲树(Castanopsis fargesii)的叶性状可塑性较差,Amax小,且利用高光强的能力弱.     

粉状沸石吸附及解吸氨氮影响研究

在微污染水中,研究了粉状沸石吸附氨氮的影响因素及曝气对沸石解析的效果.结果表明,在15 min内,沸石对氨氮去除率达到66%,沸石对低浓度氨氮的平均去除率为74%.在不同阳离子共存下,K 使氨氮去除率能降低56%;水中各阳离子共存时沸石对氨氮去除率却下降了36%,初始氨氮浓度越低,阳离子对沸石吸附氨氮抑制作用越明显.纯曝气对沸石解析氨氮效果不显著.     

不同氮源对骨条藻光合活性、生长和中性脂积累的影响

研究了硝酸钠、氯化铵和尿素作为单一氮源对骨条藻的光合活性、生长及中性脂积累的影响.结果表明:最适合骨条藻生长的氮源是氯化铵,其次是尿素,最后是硝酸钠,3种氮源的最适浓度均为4.4×10-4mol/L,光合活性的结果与藻的生长基本一致.3种氮源各浓度梯度的中性脂积累量最大值基本都出现在第7天(培养时间为8d),与藻的生长不是同步关系.最适合骨条藻中性脂积累的氮源是氯化铵,最适浓度为8.8×10-6mol/L,其最高油脂含量为31.07%.硝酸钠组的最高油脂含量为28.46%,略高于尿素组的最高油脂含量27.99%,但尿素组最适合中性脂积累的氮源浓度为1.8×10-5mol/L,低于硝酸钠组的最适氮源浓度1.8×10-4mol/L.在高接种量的条件下,骨条藻油脂总量的高低与百分含量的高低是基本一致的.     

不同地表条件对盐碱地土壤N、P、K含量的影响

对通辽地区不同地表条件下盐碱地土壤全氮、有效磷和速效钾含量变化进行了研究,其结果表明：有植被覆盖的盐碱地土壤全氮和有效磷含量均高于没有植被覆盖条件下盐碱地土壤的含量,地表覆盖植被的有无对有效钾含量的影响不大;土壤全氮、有效磷含量随着盐碱地土壤深度的增加含量呈现升高的趋势,有效钾的含量呈现逐渐降低的趋势．     

施用稻壳炭对黄棕壤氮磷淋失及微生物生物量碳氮含量的影响

【目的】为减少农田氮磷淋失,提高土壤肥力,探究高孔隙度的稻壳炭在增强黄棕壤对养分元素吸附的特征。【方法】采用室内土柱淋溶试验,研究不同稻壳炭施用量(质量占比分别为0、1%、4%、8%、12%)条件下,黄棕壤总氮(TN)、硝态氮(NO^-₃-N)、铵态氮(NH⁺₄-N)、总磷(TP)、磷酸根(PO^3-₄)及可溶性有机碳(DOC)的淋失变化,并对黄棕壤氮磷养分和土壤微生物生物量的变化进行分析。【结果】随着施用量的增加,稻壳炭对黄棕壤TN、NO^-₃-N、NH⁺₄-N、DOC淋失的抑制效应增强,最佳施用量为12%时,TN、NO^-₃-N、NH⁺₄-N及DOC的淋失量与对照相比分别减少了85.41%、85.16%、92.61%、32.02%; 随其施用量的增加,稻壳炭对黄棕壤中P淋失的抑制效应不显著,TP和PO^3-₄的淋失量反而增加,TN、NO^-₃-N、有效磷(AP)及土壤微生物生物量碳氮(SMBC、SMBN)含量增高,而NH⁺₄-N含量减少。【结论】稻壳炭可以有效抑制黄棕壤氮素及DOC的淋失,对磷素的淋失抑制效果不显著。     

鄱阳湖湿地泗洲头洲滩浅层土壤氮素的时空特征

湿地是全球氮循环的N源、N汇和N转化器,自然湿地氮的研究对于揭示生态系统氮循环的规律具有重要意义.以鄱阳湖湿地泗洲头为研究区域,根据湿地海拔高程梯度(10～17 m)采取表层土壤0～20 cm土层样品,分析了土壤全氮、铵态氮、硝态氮、碱解氮的空间分布特征.结果表明:鄱阳湖湿地泗洲头表层土壤氮含量空间分布较为复杂,0～10 cm土层的氮含量和10～20 cm土层的氮含量呈现相似的梯度特征,0～10 cm土层的土壤氮含量要高于10～20 cm土层的土壤氮含量,其中0～10 cm土层和10～20 cm土层的全氮、铵态氮、碱解氮含量最高均值出现在高程13～14 m,硝态氮最高均值出现在高程16～17 m.利用SPSS双变量中的pearson相关性检验表层土壤全氮、铵态氮、硝态氮、碱解氮与地上生物量、土壤pH值、土壤含水量、年均淹水时间、高程之间的相关性,结果表明:土壤氮素与地上生物量的相关性在统计学意义上最为显著,而与其他环境因素的相关性并不明显.这反映了鄱阳湖泗洲头表层土壤氮含量的空间分布与积累过程受干扰的因素比较复杂.     

芦苇与土壤间氮磷化学计量的灰色关联分析

多数水生植物对于湿地土壤中氮磷元素的固持起着至关重要的作用。为了明晰芦苇与土壤间氮磷元素的关系,笔者利用灰色关联分析方法,对溱湖湿地芦苇各器官氮磷含量、季节动态及其与各土层氮磷含量之间的关联度进行了研究。结果表明:①芦苇各器官氮磷元素含量规律基本相同,即总氮含量叶>穗>根>茎,总磷含量叶>根>穗>茎; ②由于芦苇根系的垂直分布特征,溱湖湿地芦苇与土壤氮磷元素交互关联主要集中在0～30 cm土层,说明土壤-植被系统固持水体营养元素过程主要集中在表层土壤中; ③植物生长相对旺盛的春、夏季,土壤-植被系统氮磷元素交互作用主要出现在土壤表层,同时由于地下水位上升,≥45～60 cm土层也会对芦苇氮磷含量产生重要影响。     

进水碳磷比对连续流反硝化除磷工艺脱氮除磷效果的影响

针对连续流双污泥反硝化除磷工艺,考察进水碳磷质量比(m(C)/m(P))对化学需氧量(COD)、氨氮和总磷(TP)去除效果的影响.系统进水COD和氨氮分别保持在250和45 mg/L左右,通过改变进水TP浓度来调整m(C)/m(P).实验结果表明:在m(C)/m(P)比分别为64.1,42.0,33.0和17.8的情况下,TP去除率分别为93.2％,92.0％,78.3％和65.8％,除磷效率明显降低.在m(C)/m(P)＞42.0的情况下,出水TP低于0.5 mg/L.随着m(C)/m(P)的降低,反硝化聚磷污泥释磷量和净聚磷量增加,净聚磷量分别为3.63,5.33,6.26和10.3mg/L.m(C)/m(P)减小有利于提高生物除磷系统的稳定性,但出水磷浓度会有所增加,可通过适当延长后置曝气池停留时间来降低出水磷浓度.m(C)/m(P)对COD的去除和脱氮的效果影响不大,COD去除率保持在85.6％～93.1％,氨氮的去除率大于93％.     

大源湖虾类种类组成、时空分布及生物量估算

利用“蹦网”(pop-net)采样,调查了龙感湖一个湖汊—大源湖的虾类种类组成、空间分布,估算优势种类的生物量.在2002年冬季的31个采样点和2003年春季42个采样点中共采集到虾类2707尾,属于甲壳纲,十足目的2科5属.秀丽白虾(Exopalaemon modestus Heller)是大源湖虾类的优势种,占采样总数量的84.1%.根据水深分布特征和水生植被的分布格局,划分生境类型,苦草生境是各虾类分布最多的生境,冬季优势种秀丽白虾在苦草生境中的密度是8.14 ind/m2,生物量是1.59 g/m2.春季分别是2.98 ind/m2,1.04 g/m2.春季水深对虾类的分布影响较小,冬季虾类主要分布在深水区.表明水生植被是影响虾类分布的主要环境因子;在冬季,水深成为影响虾类分布的主要环境因子之一.