水生植物对氮和磷去除效果的试验研究

在城市河流水体旁边设计并构建了梭鱼草、茭草、香蒲三种挺水植物湿地以及苦草沉水植物湿地．研究了挺水植物湿地、沉水植物湿地对城市富营养化河流水体氮、磷的净化效果，并对其净化机理进行探讨。结果表明：（1）挺水植物湿地、沉水植物湿地对各种形态的氮、磷营养物质均有显著的去除效果，但沉水植物湿地对营养物的去除能力要高于挺水植物湿地；（2）沉水植物湿地内的溶解氧、pH值明显地高于挺水植物湿地，这主要是由于沉水植物生长茂密，通过光合作用向水体释放氧气的能力明显地高于挺水植物；（3）由于沉水植物湿地内的溶解氧高，因而通过硝化反应对氮的去除作用比较明显。     

南矶山湿地典型植被群落表层土壤养分含量特征分析

以鄱阳湖区的南矶山国家级湿地自然保护区为研究区域,采用多种分析方法对研究区域内3种典型湿地植被群落表层土壤有机质、有效磷和有效氮的含量进行特征分析。结果表明同种植被群落下各采样点土壤养分含量基本一致,而不同植被群落下相应土壤养分含量差异较明显。其中有机质变化趋势:苔草群落南荻群落芦苇群落;有效氮含量变化趋势:芦苇群落南荻群落苔草群落;有效磷含量变化趋势:苔草群落南荻群落芦苇群落。典型植被下3种土壤养分之间存在着显著的相关性,其中有机质与有效磷呈显著正相关,有机质与有效氮呈显著负相关,有效氮与有效磷呈显著负相关。相较于其他湿地类型,南矶山湿地的表层土壤中3种养分的含量总体不高。     

内蒙古乌梁素海N、P的变化趋势研究

为研究乌梁素海芦苇对水体营养盐的净化作用,采集湖区南部湖水、底泥和芦苇样本,分析了其总氮、总磷的浓度、氮磷比变化趋势。结果表明:湖水由湖心向岸边流动过程中,总氮呈现先增大再减小的变化规律,湖水和芦苇中总磷含量相对平稳,底泥总磷持续增大;总氮浓度的变化范围是1.44~19.31 mg/L,总磷浓度变化范围0.024~0.057 mg/L,氮磷比远远大于16,乌梁素海处于氮过剩的富营养化状态;芦苇等挺水植物的生物量随着营养盐含量的升高而增加,对营养盐具有一定的吸收作用,通过合理的收割芦苇,可以促进乌梁素海氮磷的去除及当地经济的发展。     

生态清淤对于桥水库水质影响的数值模拟

以天津于桥水库为例,建立了考虑沉积物-水界面物质交换的二维水动力和营养物质输移模型,基于率定的参数模拟了不同水质背景条件下,水库库周清淤和全库清淤两种方案对水库中的氮、磷营养盐时空分布的影响。结果表明:模型能够可靠地模拟水库底泥氮、磷营养盐的动态释放及其与外界污染输入共同作用下水库的氮、磷营养盐的含量;底泥是于桥水库水体营养盐的重要来源,底泥清除后水库氮、磷营养盐含量均有所下降,但是不同方案的清淤效果存在差异。库周清淤对沿岸带的浅水区水体氮、磷有很好的改善作用,但对库区的整体改善效果不佳(<2%);而全库清淤后,整个库区水体的氮、磷含量均大幅下降(26%~48%),治理效果相对明显。     

人工浮床不同植物对水质净化效果试验研究

对芦苇、香蒲、美人蕉等水生植物的水质净化效果进行了试验研究,结果表明：三种生物浮床栽培植物对水体中氮去除效率相近,美人蕉的COD去除效率略高于其他两种植物,美人蕉及香蒲的磷去除率高于芦苇。水体停留时间对污染物净化能力有一定的影响,停留时间越长净化效果越好。     

浮床植物对不同污染程度水体中氮、磷的去除效果

研究美人蕉及水蕹菜这两种常见浮床植物在低、中、高浓度污水中的生长状况,以及对氮、磷的净化效果:①低浓度污水中水蕹菜对氮磷的去除效果优于美人蕉;中浓度污水中水蕹菜对NH3-N的去除效果高于美人蕉,对NO3-N和TP的去除效果低于美人蕉;高浓度水样中,美人蕉对所有指标的净化效果均优于水蕹菜.②水蕹菜在TN质量浓度大于30m...     

哈尔滨市中小河流河岸缓冲带挺水植物筛选研究

运用模糊综合评价方法,建立适应性、净化能力、景观性3个层次的评价指标,从花叶芦竹、芦苇、美人蕉、千屈菜、水芹、水葱、菖蒲、香蒲、雨久花、黄花鸢尾、德国鸢尾、泽泻、再力花共13种有利于河岸带恢复和构建的挺水植物中,筛选出高度适宜哈尔滨市中小河流河岸缓冲带栽种的挺水植物,最终确定叶芦竹、美人蕉、千屈菜、德国鸢尾、再力花5种挺水植物为高度适宜哈尔滨市中小河流河岸缓冲带栽植的挺水植物。     

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。     

白马湖西北部湖区表层沉积物氮、磷形态分布特征及污染评价

为了解退圩还湖后的白马湖典型湖区表层沉积物营养盐形态赋存特征及污染程度,于2019年1月采集了白马湖西北湖区9个样点的表层沉积物,利用化学提取法和SMT法分别分析了表层沉积物中的氮、磷形态。结果表明:表层沉积物总氮含量为466. 70～547. 01 mg/kg,以有机氮为主;总磷含量为325. 59～841. 24 mg/kg,以无机磷为主。不同氮形态与总氮均不存在显著的相关性关系,不同磷形态与总磷均存在显著的相关性关系。总体上各河流入湖口的无机氮、总磷和不同磷形态含量均高于湖区开阔水域,各河流入湖口沉积物污染程度也高于开阔水域。其中,水生植物种植区周围(5号取样点)表层沉积物综合污染程度最轻,浔河口(9号取样点)表层沉积物综合污染程度最严重。因此,白马湖的水污染问题主要由外源污染引起,其治理与修复仍需加强控源截污工作,同时,合适的生态净化工程实施对缓解白马湖的水污染具有良好效果。     

升钟湖冬季氮和磷内源静态释放风险初探

为探究升钟湖冬季氮和磷的内源静态释放风险及释放规律,于2018年冬季在升钟湖湖区设置了15个采样点,采集了各样点的水样和沉积物样品,测定了水体常规理化指标及沉积物间隙水氮、磷含量,并进行了沉积物氮、磷室内模拟静态释放试验。结果表明：(1)升钟湖沉积物间隙水总氮(TN)含量在1.846～5.293 mg/L之间,氨氮(NH₄⁺-N)是主要形态,含量在0.437～3.603 mg/L之间,硝态氮(NO₃^--N)次之,含量在0.545～1.452 mg/L之间,各形态氮、磷具有较为明显的空间分布差异。(2)升钟湖沉积物间隙水总磷(TP)含量在0.194～0.561 mg/L之间,其中溶解性正磷酸盐(PO₄^3--P)含量在0.029～0.417 mg/L之间。(3)升钟湖在冬季存在氮和磷的内源静态释放,相对而言,磷的释放风险更大,释放规律更加明显,而氮的释放主要是通过硝态氮(NO₃^--N)的形式进行,基本不进行氨氮(NH...     

不同秸秆处理方式下春玉米N、P、有机质动态变化规律研究

为确定不同秸秆还田方式对土壤N、P及有机质的影响,试验设置了长秸秆还田(处理一)、粉碎秸秆还田加土壤改良剂(处理二)及对照(处理三)的3种方式。试验结果表明:0~20cm土层的全氮、有效磷含量要比20~50cm土层的含量要高,说明全氮、有效磷的含量主要集中在作物的根系层;土壤有机质含量在不同土层,表现出相同的变化趋势,随着秸秆还田的逐渐腐化变质,其土壤养分在灌浆期达到峰值,而后,逐渐减少直至作物收获;不论是N、P含量还是有机质含量,在玉米全生育期均有处理二(FNT)>处理一(CN)>比处理三(CK);数据显示粉碎秸秆加土壤改良剂还田处理对土壤地力提升效果明显。     

表面流人工湿地不同植物及其组合净化污水处理厂尾水研究

为提高表面流人工湿地对低污染水的生态净化效率,对人工湿地中湿生植物的组成进行比选研究,设置8个由不同湿生植物(包括挺水、沉水和浮叶植物)组成的表面流人工湿地,比较其净化尾水氮磷效果。结果表明:挺水植物圆币草(Hydrocotyle verticillata)和大聚藻(Myriophyllum aquaticum)组合的表面流人工湿地净化尾水氮磷效果最好,其人工湿地对TN、NO-3-N和NH3-N的平均去除率分别为68.6%、62.6%和78.2%,对TP和溶解性无机磷(DIP)的平均去除率分别为64.5%和80%。浮叶植物睡莲(Nymphaea L.)人工湿地去除氮磷能力次之,TN、NO-3-N、NH3-N、TP和DIP平均去除率分别为55%、55.2%、63.3%、56.1%和64.7%,体现一定的污染物去除潜力。沉水植物苦草[Vallisneria natans(Lour.)Hara]在与圆币草等共存净化尾水过程中逐渐失去优势种地位。而由黄菖蒲(Iris pseudacorus L.)和再力花(Thalia dealbata)等挺水植物构建的表面流人工湿地,虽然生物量高,但其氮磷去除效果较差,尤其是再力花人工湿地对TN、NO-3-N和NH3-N平均去除率仅在18%~36.2%之间,对TP和DIP平均去除率也分别只有41.5%和38.7%。因此,采用圆币草和大聚藻组合构建的表面流人工湿地能更有效净化污水处理厂尾水中氮磷,对TN的去除尤为高效,能有效提升尾水水质。     

河蚬扰动对不同质地沉积物中重金属生物有效性与毒性的影响

为探讨河蚬扰动对沉积物中重金属生物有效性与毒性的影响,制作重金属污染的不同质地沉积物(不同有机质含量和不同砂质含量)样品,采用室内模拟并借助间隙水平衡(Peeper)和薄膜扩散梯度(DGT)原位测定手段,试验研究了河蚬扰动作用下沉积物中重金属生物有效性以及毒性的变化特征。结果表明:河蚬扰动促进沉积物中重金属离子向上覆水释放,使上覆水中的Cd质量浓度增大了2%～12%,As增大了2%～198%;河蚬扰动使Cd、As的活性增大,在砂质沉积物中的活性大于有机质沉积物中的活性;河蚬扰动可促使沉积物中酸可挥发性硫化物的含量降低,进而改变其对沉积物中亲硫金属的结合能力,增强了沉积物中重金属的毒性。     

环境因子对黄河甘宁蒙段表层沉积物中磷吸附-解吸的影响

为研究环境因子对黄河水体磷污染的影响,采集黄河上游甘宁蒙段表层沉积物进行室内试验,模拟环境因子变化对表层沉积物中磷吸附-解吸过程的影响。结果表明,沉积物对磷的吸附过程是可自发进行的吸热反应,温度升高有利于表层沉积物对磷的吸附,并促进磷的解吸过程;吸附量随振荡频率的升高而增大,且存在能显著提高表层沉积物磷吸附量的振荡频率阈值;上覆水体积一定时,随沉积物质量的增加,磷吸附量减小;去除有机质后,表层沉积物对磷的吸附量增大;有机质含量较高时可明显促进磷的吸附过程,有机物含量较低时促进磷的解吸过程;上覆水KCl浓度小于0.02 mol/L时,KCl浓度越高,表层沉积物对磷的吸附量越大;上覆水KCl浓度大于0.02 mol/L时,KCl浓度越高,表层沉积物对磷的解吸量越大。     

太湖水域氮、磷环境容量研究

通过对水生植物在太湖流域氮、磷净化功能中地位的研究,认为水生植物的生产量可以作为衡量湖泊自净能力大小的集总参数.对1986、1993、1998年太湖水生植物的净化效率的研究,发现每千克植物生物量可截流固定4.1 g的氮和0.33 g的磷,与高等植物体内氮、磷含量十分接近.基于太湖水体对氮、磷的自净能力主要与水生植物生物量有关的结论,以2007年以及后续若干年东太湖水质保持在Ⅲ类水标准为约束,计算出2007年太湖外源全氮负荷的总量控制应保持在1.83万t,外源全磷负荷的控制量为1143～2479 t.为保证东太湖水质全面达到Ⅲ类,必须严加保护东太湖现有的高等植物密集区.     

宜兴三氿沉积物氮形态分布及其影响因素

为了解宜兴三氿(西氿、东氿和团氿)沉积物氮形态分布及其影响因素,采用连续分级提取法对三氿12个采样点表层沉积物样品中各种形态氮含量进行测定,探讨了不同形态氮的空间分布特征及影响因素。结果表明:总氮的空间分布与沉积物有机质分布存在明显的一致性,团氿含量较高,东、西氿含量较低且基本持平;可转化态氮含量占总氮的59.5%,对水体潜在危害较大,空间分布呈现出西氿最大、东氿次之、团氿最低的趋势;可转化态氮中4种形态氮含量大小顺序为弱酸可提取态氮、离子交换态氮、强碱可提取态氮、强氧化剂可提取态氮,弱酸可提取态氮为可转化态氮的优势形态;沉积物有机质与总氮和强氧化剂可提取态氮呈极显著正相关关系(P 0.01),pH值与总氮呈显著负相关关系(P 0.05);上覆水总氮与离子交换态氮呈极显著正相关关系(P 0.01),与可转化态氮呈显著正相关关系(P 0.05)。     

黄河中下游表层沉积物各形态磷的研究

采用改进的Ruttenberg连续萃取法对黄河中下游表层沉积物进行磷形态分析,结果表明:黄河中下游表层沉积物中总磷以无机磷为主;弱吸附态磷和Fe结合态磷的含量不高,自生磷和碎屑磷合占总磷含量的89.41%～96.11%;难溶有机磷含量变化不大,与有机质的变化趋势相同;弱吸附态磷、Fe结合态磷、无机磷3种较易被生物利用的形态磷虽然只占总磷的9%左右,但这部分磷参与生态循环,对生态环境有重要影响.     

研究生论文摘要

磷在浮萍修复富营养化水体系统中的分配行为研究研究生:缪静导师:汪群慧副导师:侯文华(哈尔滨工业大学市政与环境工程学院150090)由湖泊富营养化引起的蓝藻“水华”暴发是当今社会频繁发生的环境灾害之一。在大多数情况下,磷是最主要的限制因子,磷在水体系统中的循环,特别是沉积物(底泥)中磷的释放在一定程度上决定富营养化的进程。本文结合国内外研究最新动态,以浮萍科植物(青萍)为试验材料,采用实验室模拟的方法,研究不同植物种类、上覆水不同磷营养水平、上覆水不同氨氮浓度、上覆水不同pH、沉积物中微生物状况、培养温度(低温)6种环境…     

强化型缓冲带水质净化技术试验研究

对强化型缓冲带中的植物净化系统进行了研究,对芦苇和蒲草的净化效果进行了对比分析。结果表明:蒲草和芦苇对水体中总磷能快速吸收、吸收效果显著,对总氮和有机物效果不明显;在最低种植密度(3株/m2)时,后期芦苇对试验效果的维持比蒲草好,在中等(6株/m2)和高等密度(12株/m2)时,蒲草对试验水体中总磷的净化效果较芦苇好;蒲草植株内的总磷含量较芦苇高,在相同时间内收获相同植株数量蒲草比芦苇对试验水体中总磷的移除量更大;工程应用时建议以蒲草为主,芦苇为辅;种植密度蒲草采用3株/m2,芦苇采用6株/m2;为避免植株腐败造成二次污染,芦苇和蒲草应在10月上旬至中旬收割。     

里下河水系九龙口湖荡沉积物性状的垂向特征及环境指示意义

对里下河水系九龙口湖荡沉积物中的碳和氮及其粒径进行测定,研究碳、氮元素的垂向分布与积累状况,分析沉积物的总氮(TN)、有机氮(ON)、铵态氮(NH₄⁺-N)、总有机碳(TOC)以及粒径之间的关系。结果表明:九龙口沉积物的中值粒径变化于13.44～82.01 μm,垂向变化可大致分为3段;九龙口沉积物中氮素主要为ON,无机氮以NH₄⁺-N为主,氮素质量的垂向分布特征与九龙口地区20世纪50年代以来人类活动的历史背景相一致;TOC质量比随深度的增加呈先增加后快速减小的趋势。沉积物的w(C)/w(N)介于5.67～26.08之间,指示出沉积物中有机质主要来自有纤维束的陆源植物。沉积物TOC和TN呈极显著相关,w(C)/w(N)对TOC质量比敏感,3个测点中南部湖区受人类活动影响较大。