亚热带农业小流域暴雨过程硝态氮迁移特征及水文示踪研究

为揭示亚热带丘陵区农业小流域暴雨过程中硝态氮迁移规律及其主要水文输送途径,本研究通过对紫色土丘陵区典型农业小流域典型暴雨过程跨尺度(从3~1 236 hm2)连续监测,分析径流硝态氮迁移动态特征及其尺度效应,并对比δ18O和硝态氮作为示踪剂的端元混合分析(EMMA)解析结果,探讨硝态氮作为暴雨过程水文示踪剂的可行性。结果表明:(1)两场暴雨事件中源头小流域苏荣小流域(含集镇污水)径流中硝态氮浓度最高,而到达梯级小流域出口处(万安小流域)硝态氮浓度最低,林地来水的贡献是较大尺度小流域径流硝态氮浓度降低的主要原因,坡耕地壤中流补给可能是径流消退过程中硝态氮出现浓度峰值的主要原因。(2)EMMA模型解析结果显示:δ18O与硝态氮均能示踪农业小流域径流消退期间壤中流补给过程;但硝态氮在受人居活动强烈影响子流域的示踪应用需谨慎。以农业为主的亚热带丘陵区小流域中,硝态氮具有同时作为环境效应指示剂和水文示踪剂的潜力,但其应用效果仍有待于进一步验证。     

不同水生植物对大肠杆菌去除作用的比较研究

目前国内外水体污染防治针对病原菌的去除技术研究甚少,基于研究区域内已有的人工湿地和生态沟渠基本配置形式,通过室内常温盆栽试验筛选可高效去除病原菌(总大肠菌群和埃希氏大肠杆菌)的水生植物,并在自然生态沟渠(200 m)进行实地筛选。结果表明:水生植物能通过根系分泌物(降低水体pH)抑制大肠杆菌生存繁殖,并增加湿地拦截吸附能力;大部分水生植物组能有效吸附并去除埃希氏大肠杆菌,其中以水芹去除效果最佳;除香菇草、野茭白外,其他水生植物均能有效去除总大肠菌群;自然生态沟渠中再力花、美人蕉、岩菖蒲对总大肠菌群去除效率较高。总体而言,岩菖蒲、狐尾藻、再力花、水葫芦、美人蕉、水芹对大肠杆菌的去除率较高,可作为适宜的生态沟渠水生植物用于生态防治实践中。     

川中紫色土地区不同集水区暴雨氮流失特征分析

农业区域非点源污染排放引起的水体污染是我国水体污染控制与流域治理的重要内容。迄今为止,丘陵区农业小流域内不同土地利用方式下氮素污染机理的径流驱动过程仍不明晰。选择川中紫色土丘陵区3种典型集水区(集镇、农林复合区、林地区),对暴雨过程中非点源氮素迁移特征进行了实地观测和分析,探讨了不同土地利用方式下非点源氮迁移机制及负荷变化特征。分析结果表明:(1)集镇集水区径流对暴雨事件反应最迅速;农林复合区响应较慢,波动幅度较缓;林地集水区植被覆盖度较高,由于植被截留等原因,其响应最慢。(2)集镇集水区总氮(TN)、可溶性氮(DN)及硝态氮(NN)含量最高,且呈多峰值特点;农林复合集水区TN含量相对稳定;林地集水区TN,DN,NN及颗粒态氮(PN)波动最小,且浓度最低。(3)集镇和农林复合区PN和铵态氮(AN)迁移过程呈现一定"初期冲刷效应";而林地TN,DN,NN迁移呈现一定的"初期冲刷效应",且PN迁移"末期冲刷效应"显著。研究成果可为丘陵区复杂小流域污染源识别、污染负荷估算与预测提供科学基础。