升钟湖夏季水和沉积物中磷形态分布特征

为探究升钟湖水和沉积物中磷污染情况,于2019年8月(夏季),采集了升钟湖湖区15个样点的水样和沉积物样品,测定了升钟湖表层水、间隙水及沉积物的磷形态,并分析各种形态磷之间的相关性。结果表明:①升钟湖表层水总磷含量介于0.033～0.085 mg/L,各形态的磷含量由高到低依次为DTP(61.93%)、DOP(40.00%)、PP(38.07%)和DIP(21.93%);②间隙水的总磷含量介于3.49～7.57 mg/L,是水体磷的“源”,正磷酸盐仅占总磷的1.9%;③沉积物总磷含量介于299.04～1 138.69 mg/kg,Psenner法连续分级提取出表层沉积物共有5种形态的磷,各形态磷含量由高到低依次为残渣磷(Res-P:44.78%)、金属氧化物结合态磷+有机碎屑腐殖酸磷(NaOH-P:22.92%)、钙结合态磷(HCl-P:14.82%)、可还原态磷(BD-P:13.39%)和弱吸附态磷(NH₄Cl-P:4.09%),各形态磷含量均表现一定的空间分布差异,其中,总磷含量整体为西北部高于东南部;④相关性分析结果显示,沉积物中磷的释放主要通过BD-P、NaOH-P及NH₄Cl-P进行,间隙水正磷酸盐(PO^3-₄-P)与水体各形态的磷之间均无显著的相关性(P>0.05),升钟湖沉积物磷在夏季时释放潜力较低。研究成果对于管理升钟湖的政策实施及其资源的可持续利用可提供参考。     

长江下游干流水体中氮的空间分布特征

为全面了解长江下游干流氮素的含量水平,于2014年6月对长江下游干流表层、中层和底层水体中总氮(TN)、溶解性氮(TDN)、氨氮(NH₄⁺-N)的含量进行检测,分析了氮素的空间分布特征。研究结果表明:TDN是氮在长江下游干流水体中的主要形态,而且表层、中层、底层水体中氮素含量均不相同;长江下游干流水体中TN的含量范围为0.85～2.46 mg/L,表层和底层水体中TN平均含量均高于中层水体中TN的平均含量;水体中TDN的含量范围为0.72～2.08 mg/L,表层水体中TDN平均含量相对较高;水体中NH₄⁺-N的含量范围为0.13～0.75 mg/L,表层、中层和底层水体中NH₄⁺-N的含量相近;从研究区域上游至下游,TN和TDN的平均含量呈现上升的趋势;不同城市间的NH₄⁺-N平均含量波动较大。通过相关性分析还发现,TDN与叶绿素a (Chl-a)呈显著负相关, 水温(T)与叶绿素a (Chl-a)呈显著正相关,其它形态氮与水的理化性质无明显相关关系。此研究结果可作为控制长江下游干流水体中氮素污染的基础数据。     

江阴城区河道沉积物氮磷吸附(解吸)特征分析

以江阴城区河道沉积物为研究对象,选取6条河道,设置6个检测点,通过84组吸附(解吸)试验研究了沉积物的氮、磷吸附(解吸)等温线特征。结果表明:在试验浓度范围内,沉积物的氮、磷吸附(解吸)等温线呈显著相关;沉积物对氨氮的吸附(解吸)平衡浓度为1.58～3.33 mg/L,对磷的吸附(解吸)平衡浓度为0.02～0.58 mg/L;沉积物对氨氮的本底吸附量为48.784～75.684 mg/kg,对磷的本底吸附量为1.070 6～37.270 mg/kg;沉积物对氨氮的吸附效率为17.627～40.599 L/kg,对磷的吸附效率为54.048～95.559 L/kg。各河道沉积物对氮、磷的吸附能力均差别不大。     

阿左旗贺兰山山前平原地下水系统内NO3-分布规律及成因分析

根据阿拉善左旗贺兰山山前平原地下水系统内53个井孔共68个含水层位采样分析结果看,系统内NO₃^-含量较高,85%NO₃^-含量>10mg/L,其余15%NO₃^-含量接近10mg/L;最高达141mg/L,最低2mg/L,多数为20～30mg/L。通过分析,可以看出地下水中NO₃^-含量与含水层特征、水循环条件、地下水埋藏深度有关。形成原因是由于白垩系、第三系和第四系岩层中硝酸盐类矿物的溶滤。     

奎河两岸污灌区浅层地下水氮污染特征及同位素示踪分析

地下水中氮污染主要包括铵态氮和硝态氮,特别是当铵(NH₄⁺)作为地下水的主要污染物时,由于其在含水层中迁移规律复杂,且难以去除,成为研究该问题的难点。在奎河徐州段两岸通过钻孔对浅层地下水进行取样测试分析,研究区浅层地下水中氮的存在形式主要为NH₄⁺,其次为NO₃^-。通过对δ¹⁵N-NH₄⁺同位素分析可知,地下水中约27.3%的NH₄⁺来源于化肥,约72.7%NH₄⁺来自于动物粪便、生活污水等高δ¹⁵N值的污染源;对δ¹⁵N-NO₃^-同位素分析可知,地下水中约有15.2%的NO₃^-来源于化肥和土壤有机氮,63.6%的NO₃^-来源于动物粪便和污水;约21.2%的地下水样本中δ¹⁵N-NO₃^-值超出了污染源的同位素值,可能产生了反硝化作用。     

广州城市河涌氮、磷污染研究

对广州市区典型河涌氮、磷污染进行分析研究。结果表明:上覆水中氨氮质量浓度为6.21~22.40 mg/L,间隙水中氨氮质量浓度为19.9~152.0 mg/L。河涌上覆水以及间隙水中的氮污染主要是无机氮污染,且以氨氮为主,占总无机氮的90%以上。各河涌的氨氮和总氮值之间表现出很强相关性,但上覆水的氨氮和总氮值与间隙水的氨氮和总氮值之间,却不存在明显相关性。底泥间隙水与上覆水磷形态差异较大,间隙水中可溶性正磷酸盐与总磷具有较好的相关性,且有机磷质量浓度比上覆水要高;底泥中可溶性磷(Psol)、铝结合磷(PAl)质量浓度较低,铁结合磷(PFe)质量浓度较高。悬浮物中各形态磷质量浓度整体上均比底泥样品要高。     

潘家口水库氮与磷营养盐的时空变化及滞留效应分析

潘家口水库是华北地区的重要水源,对保障区域供水安全发挥着重要作用。本文以该水库为研究对象,分析了建库以来水库氮、磷营养盐的时空变化特征、滞留效应。结果表明：建库以来水库TP浓度呈上升趋势,最高达到0.37 mg/L;库区TN、硝酸盐的浓度较高,年际变化小,近15年平均浓度分别为4.4 mg/L、3.5 mg/L,氨氮浓度基本低于0.5 mg/L。库区氮、磷以滞留为主,其浓度主要受来水影响;磷的滞留效率呈下降趋势,近5年滞留效率为-6%;氨氮滞留效率一直较高,近5年滞留效率为72%;硝酸盐滞留效率呈增加趋势,近5年滞留效率为20%,硝酸盐和磷的滞留效应呈显著的负相关关系。结合垂向水质监测的分析表明,近年来库底存在内源污染的显著释放和反硝化脱氮。潘家口水库库底沉积物污染严重,内源污染将是未来水库水质恶化的潜在风险。为了保证水库的供水水质,抑制库区内源污染的释放,建议水库尽量保持高水位运行。     

滇池沉积物内源磷释放初步研究

沉积物内源磷释放是湖泊富营养化重要的污染来源。本次研究在滇池20个采样点进行了原状柱状沉积物样品的采集。分析测试了分层沉积物样品的总磷、总氮、总有机质含量，揭示了滇池全湖沉积物中营养组分的含量特征和分布规律。为估算沉积物磷释放的通量水平和初步解释滇池磷释放的主要作用机制，现场提取出了沉积物间隙水，并分析了间隙水以及采样点湖水中溶解总磷、溶解磷酸盐和溶解有机磷的含量，根据实测运用费克扩散定律计算了沉积物-水界面之间磷的交换通量。同时对代表性样点进行了原样沉积物柱磷释放的实验室模拟。通量计算和模拟实验的结果表明，滇池沉积物具有较强的向水体的释磷能力，全湖沉积物平均磷释放通量为0．095mg／cm^2／a，沉积物磷释放成为全湖磷负荷的重要部分。实验数据相关性分析表明，滇池表层沉积磷活化释放的主要机制是表层沉积物有机质矿化降解，有机磷分解形成的浓度梯度驱动了溶解磷从沉积物向水体扩散。     

汾河水库沉积污染物赋存形态及释放特性研究

以汾河水库沉积物为对象,通过灭菌—未灭菌、投药—未投药(还原剂)静态对比实验,系统考察了PO3-4、NH+4-N、Fe等污染物的内源释放特性,并对沉积磷及其各组分形态进行分析。结果表明:微生物代谢活动促进底泥磷释放;ORP影响氮、磷释放,但NH+4-N释放对于ORP变化的敏感度不及PO34-;厌氧条件下(DO=0~0.5mg/L),灭菌反应器中NH+4-N、Fe释放强度均高于未灭菌组;Fe、P释放间存在线性正相关性(R2=0.7585~0.7656)。底泥磷释放以O-P、Fe-P为主,其中各形态无机磷占其总量的百分比排序为:Ca10-P(47%)>Fe-P(25%)>O-P(19%)>Ca8-P(5%)>Ca2-P(3%)>Al-P(1%);此外,还证明了碱性磷酸酶比活性(APA)变化与内源磷释放间存在负相关性。     

天津滨海盐碱地区水库沉积物磷释放动力学研究

通过磷释放动力学实验,研究了天津滨海盐碱地区水库15个沉积物的磷释放动力学特征,并探讨了沉积物组成对磷释放的影响.结果表明:0～2 h内磷快速解吸,2～12 h内磷出现反复吸附、解吸,12 ～24 h内磷的解吸逐渐达到平衡,达最大磷释放量,15个沉积物对于磷的最大解吸量在8.01～ 12.62 mg/kg之间,不同沉积物之间具有较大差异.拟二级动力学模型可以很好地拟合沉积物磷释放动力学特征.沉积物磷释放动力学参数与沉积物全磷、全铁含量呈极显著正相关,与粘粒含量呈显著正相关,而与全盐量呈显著负相关.因此,天津滨海盐碱地区沉积物磷的释放与沉积物磷含量密切相关,并受全铁、全盐量和粘粒含量等因素的共同影响.     

基于TLI和PCA的贵州草海水质状况评价

为了评价贵州草海水质状况,分别于2016年1,4,7,10月对草海阳关山和草海中部各3个样点的11项水体理化指标进行了监测,运用综合营养状态指数法(TLI)并结合《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)对监测区水质进行了评价,同时应用主成分分析(PCA)分析了水质的污染程度和主要影响因子。结果显示:①11项参数在2个区域均有显著的季节差异,其中透明度(SD)和溶氧(DO)为冬季最优,悬浮物(SPM)在秋季最高,pH几乎均呈弱碱性(除秋季);TN,TP,NH₄⁺-N,COD_Mn全年的水平分别为0.58～2.27,0.032～0.072,0.059～0.364,4.28～6.79 mg/L,Chl.a水平为5.62～9.95 mg/m³,其中TN在秋季最高,TP在秋冬季较高,COD_Mn和Chl.a在夏秋季较高。②TLI评价结果表明,阳关山和中部水体TLI值在秋季略超过50,为轻度污染状态,其他季节TLI值均为30～50,为中营养状态;《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)评价结果表明阳关山全年主要为Ⅱ—Ⅲ类水质,而中部较差,全年主要为Ⅱ— Ⅳ类水质,影响水质类别的主要因子是TN和COD_Mn,TP和NH₄⁺-N全年为Ⅱ类水平。③PCA结果显示阳关山水质最主要的影响因子包括离子、氮素、有机质、DO和Chl.a,而中部则包括Chl.a,NH₄⁺-N,SD,EC,TP,DO,WT,SPM。总之,氮素和有机质是影响草海阳关山和中部水质的最主要因子和根本原因,控制外源性的氮和有机质输入是管理和改善草海水质的关键所在。     

青草沙水库投入运行前原水中氮和磷动态变化特征研究

为了研究青草沙水库原水中氮和磷的动态变化特征,在青草沙水库中选择了具有代表性的6个监测点,分别对氨氮、亚硝酸氮、硝酸氮、TN、DP、TP等营养盐指标进行动态监测,并分析了不同监测点氮、磷动态变化特征及氮磷比。其结果表明,青草沙水库中氨氮含量低于0.45mg/L;亚硝酸氮与硝酸氮含量分别在0.1mg/L和2mg/L以下;总磷浓度低于0.2mg/L;并初步推算磷为富营养化的限制因子。因此,青草沙水库水质较好,适合作为上海新水源地。     

于桥水库沉积物内源污染特性研究

通过对天津市于桥水库沉积物中污染物的释放实验研究,找出了于桥水库底泥中磷、有机质、氮、铁、锰等污染物释放的影响因素,得出了溶解氧、pH值、水温等影响因素对底泥污染物释放的影响程度,并对各污染物的释放机理进行了探讨。磷的释放条件:pH值≥8时,好氧条件下会缓慢释放,当ρ(DO)<2 mg/L时快速释放;在中酸性条件下,当ρ(DO)<1 mg/L时发生较快速释放;低溶解氧和高pH值协同作用强烈。有机物和氮的释放主要受溶解氧浓度影响,与pH值关系不大,在ρ(DO)<2 mg/L时发生了快速释放。溶解性铁、锰的释放取决于水体pH值,在酸性条件下,ρ(DO)<1 mg/L时释放。     

芦苇不同部位作为碳源对人工湿地脱氮除磷效果的影响

针对人工湿地中有机碳源不足造成脱氮效率较差的问题,寻找更高效的植物碳源以改善人工湿地内部碳氮比低的状况。通过试验比较芦苇穗(芦穗)、芦苇茎(芦茎)和芦苇根(芦根)3个部位在不同预处理方式下的静态释放规律,筛选出最佳的植物碳源,并通过小试人工湿地试验分析其作为植物碳源对脱氮效果的影响。分析结果表明:碱热处理能够提高COD释放量,相较其它预处理方式,其最大COD释放浓度提高10%,并提前释放一部分氮类化合物和含磷化合物;芦穗碱热处理初期COD释放量达到各部位中的最高值182.00 mg/L;从144 h内的平均TN释放量来看,芦穗碱热处理(6.16 mg/L)＞芦根碱热处理(4.21 mg/L)＞芦茎碱热处理(2.99 mg/L),芦茎释放量最少,比芦穗少一半以上;经过碱泡、碱热处理后,TN、TP、NH⁺₄-N、NO^-₃-N和NO^-₂-N释放量均小于简单处理。碱热处理后的芦苇茎是最佳植物碳源,具有较强的持续释碳能力,并且对氮、磷积累的影响最小;在小试人工湿地系统中添加碱热处理后的芦茎在不显著提高系统出水COD前提下,显著提高了TN和TP的去除率,相对对照组分别提高了61.14%和32.53%,达到同步强化脱氮除磷的效果。     

瓦埠湖沉积物中氮与磷赋存形态分析

利用连续提取法研究了瓦埠湖沉积物中磷的赋存形态和氮的组成特征。结果显示:瓦埠湖沉积物中总磷含量为293～874 mg/kg,平均为470 mg/kg,总磷主要由无机磷组成;在沉积物的提取磷中铁结合态磷为主要赋存形态;铁磷、钙磷、铝磷的相对百分含量指示出该湖泊的磷源自污染较少的区域。瓦埠湖沉积物中总氮的含量为208～464 mg/kg,平均为265 mg/kg,氮的主要组成为有机氮,有机氮、有机指数等显示该湖泊属于清洁类型,未遭受污染。瓦埠湖流域的社会与自然状况的调查结果、湖泊底泥的有机碳氮比等均表明湖泊营养物质来自面源,各指标含量在空间分布的特点与相关性的差异,说明了物质沉积存在重力分离与水动力作用的过程。     

清潭污水处理厂一级A提标改造工程脱氮除磷特性分析

结合清潭污水处理厂一级A提标改造工程实例,通过全流程生产性测试和主要功能单元的模拟试验,对回流污泥内源反硝化强化环沟型改良A2/O工艺的脱氮除磷特性进行了分析。结果表明,回流污泥内源反硝化池HRT为3.2h时,内源反硝化NO-3—N去除量为9.6mg/L,污泥内源反硝化速率为0.68mgNO-3—N/(gVSS·h);在进水COD/TN为3.3的条件下,工艺脱氮能力高达35mg/L,回流污泥内源反硝化池、缺氧池和生物同化作用对工艺脱氮的贡献率分别为27.4%、44%和28.6%。通过将初沉池改造为回流污泥内源反硝化池,工艺脱氮能力提高37.8%;在进水PO3-4浓度均值为3.22mg/L时,好氧池出水PO3-4可达0.3mg/L以下,厌氧池厌氧释磷作用显著,PO3-4释放量高达8.3mg/L,污泥厌氧释磷速率为9.68mgPO3-4/(gVSS·h)。     

广西姚村地下河水化学特征及其时空变化

以广西黎塘姚村地下河为研究对象,通过对丰水期(6月份)、平水期(9月份)、枯水期(12月份)各采样点的地下水进行水化学研究,揭示了姚村地下河的水化学组成,探讨其水化学性质时空变化。结果表明:在空间上,电导率、Ca²⁺ 和Mg²⁺ 浓度自地下河上游至下游逐步升高,地下河出口处(3^#采样点)电导率远高于其他点(丰水期589 μS/cm、平水期634 μS/cm、枯水期614 μS/cm);在时间分布上,pH值,SO₄^2-,NO₃^-浓度季节变化明显,地下河出口处(3^#采样点)的NO₃^- 浓度在枯水期有明显升高;研究区地下水的化学性质受岩溶作用的强弱程度以及农业活动的影响。     

内源电子受体产生及其在强化脱氮工艺中的研究

将城市污水生物脱氮除磷工艺中剩余活性污泥(EAS)与生产废水(RW)按不同比例混合并进行曝气,利用EAS中所含的硝化细菌转化生产废水中的氨氮,并同步获得内源电子受体(硝酸盐);随后加入一定量的EAS,利用其胞内碳源进行反硝化脱氮。结果表明:采用EAS处理生产废水并用于产生内源电子受体时,生产废水中氨氮浓度由119.94~171.31 mg/L下降为0.24~0.37mg/L,氨氮去除率可达87.65%~99.72%,最佳硝化时间为8h或12h。当硝化生产废水与不同比例EAS进行混合,采用好氧硝化(12h)、重力浓缩(24h)工艺时,最佳混合比为55%(EAS)∶15%(RW)∶30%(EAS),总氮去除率最高可达68%;采用硝化(12h)、反硝化(24h)、重力浓缩(24h)工艺时,最佳混合比为65%(EAS)∶15%(RW)∶20%(EAS),总氮去除率最高达75.16%。     

湖泊沉积物-水微界面上磷的释放过程研究

为揭示湖泊内源污染的微界面环境行为及机制,从环境微界面角度出发,研究湖泊沉积物-水微界面磷的释放过程。利用新兴的湖泊沉积物原位高分辨率间隙水采集技术(DGT和Mini-peeper)分别获取了大纵湖、蜈蚣湖和九龙口沉积环境中生物有效磷和可溶性活性磷的垂直剖面分布,并在微尺度下发现了由局部有机质强烈降解释放磷酸盐形成的异常突变点。利用DIFS模型分析了沉积物对磷的吸附解吸特性,结果发现:疏浚后的九龙口沉积物对磷酸盐的吸附解吸能力较弱,而大纵湖和蜈蚣湖表层沉积物磷酸盐则以弱结合态为主,具有良好的磷吸附特性,表明稳定的沉积物表层环境微界面系统对内源磷的释放具有很好的缓冲作用;同时发现大纵湖和蜈蚣湖表层沉积物对间隙水中的磷具有较强的补给能力,补给源主要分布在沉积物表层2~3 cm附近,对界面磷的释放起关键的调节作用。     

黄柏河流域水库底泥内源磷释放对水质影响分析

为分析宜昌市黄柏河流域饮用水水库内源磷释放对水质的影响,于2016年对流域内3座梯级水库的水体进行了逐月采样,在10月进行一次沉积物柱状样品的采集。根据样品分析数据,估算了沉积物-水界面磷释放通量,以及内源磷占磷总量的比例。结果发现:流域内玄庙观水库磷释放通量为0.492 mg/(m~2·d);天福庙水库为0.37 mg/(m~2·d),西北口水库为0.175 mg/(m~2·d);玄庙观水库年内内源磷释放最大月份占比为28.4%,天福庙水库为18.5%,西北口水库为19.5%;水库底泥内源磷释放已对水库水质产生了影响。研究结果为黄柏河流域饮用水水库的水质治理、保护提供了科学依据。