淮河淮南段底泥氮磷垂直分布研究

对淮河淮南段国家控制断面柱状样底泥的岩性、理化性质及氮磷形态的垂直分布特征进行了研究.结果表明,0～20 cm内底泥的含水率与有机质含量间有显著的正相关性(r=0.963).不同断面氮的含量及形态分布差异较大,一般都在20 cm处发生明显的转折,TN、NH+-4-N、NO--3-N含量的最高值均出现在姚家湾;NH+-4-N、NO--3-N含量总和占TN的比例极小,有机氮及地质氮可能是淮河底泥氮的主要存在形式;底泥磷的形态分布特征相似,钙磷(Ca-P)含量在各层所占的比例约占该层TP的40%;闭蓄磷(O-P)在峡山口、石头埠、湖大涧3个断面所占的比例仅次于Ca-P;铁磷(Fe-P)在姚家湾、石头埠相对较高.最具释放潜力的水溶性磷、Al-P、Fe-P在4个柱状样底泥中都较低;三者之和约占TP的20%左右.研究结论为:淮河淮南段底泥磷的释放不会对淮河的富营养化起太大的作用,外源输入和底泥氮的释放是淮河水体富营养化的主要原因.     

北运河(北京段)底泥磷含量及其对上覆水质的影响

采用SMT和Psenner分级提取法分别测定了北运河(北京段)底泥总磷和各结合态磷的含量,结果表明,春季北运河底泥TP平均含量为1 086.29mg/kg,含量偏高,属严重污染;各结合态磷平均含量顺序为Ca-P>Al-P>Fe-P>NH4Cl-P>Res-P>Org-P,相同结合态磷的含量在不同采样点存在明显差异。通过对各结合态磷与上覆水质的相关性分析发现,北运河(北京段)底泥TP含量主要受NH4Cl-P、Fe-P、Al-P和Res-P影响,其中Al-P的影响最大;NH4Cl-P、Fe-P、Al-P和Res-P均与上覆水含磷量显著相关,其中BAP(BAP≈NH4Cl-P+Fe-P+Al-P)平均含量达到TP的48.63%,且与上覆水含磷量极显著相关,说明底泥磷特别是BAP的转化释放是引起上覆水体富营养化的重要因素。     

里运河底泥COD和NH3-N空间分布及对水质的影响

通过对里运河底泥中污染物质的含量分析,阐述了不同深度底泥中COD和NH3-N的空间分布特征,结果发现城区段底泥中COD和NH3-N的含量约为非城区段的2倍,表层(0~30 cm)和次表层(30~60 cm)底泥污染较深层(150~210 cm)污染严重,0~60 cm底泥中的COD和NH3-N平均含量分别是深层底泥COD和NH3-N的2.5和2.1倍。同时通过对表层底泥和对应断面水质的比较分析,得出了表层底泥中COD和NH3-N的含量与水质有较好的相关性(R=0.76,n=12),说明底泥中污染物质的释放在一定程度上已经影响了里运河的水质。     

环境因子对南四湖底泥磷释放的影响实验研究

通过室内模拟实验,分析了环境因子(温度、pH、扰动)对底泥内源磷释放的影响及原因.实验表明:温度升高和水的扰动有利于底泥磷的释放;中性条件磷的释放速率较慢,偏酸或偏碱条件都有利于底泥磷的释放.     

铜绿微囊藻增殖与产毒过程中的氮磷限制与主控因子研究

通过正交试验,研究了PO_4~(3-)-P分别与NO~-_3-N和NH~+_4-N两种无机氮形态共存条件下对铜绿微囊藻增殖和产毒素的影响。结果表明:在PO_4~(3-)-P和NO~-_3-N共存环境下,当ρ(PO_4~(3-)-P)≤0.10 mg/L时,藻类生长受到限制,ρ(NO~-_3-N)升高对藻细胞生长的促进作用不显著;在磷营养适宜后,ρ(NO~-_3-N)≤5.0 mg/L能有效控制藻类过度增长。在PO_4~(3-)-P和NH~+_4-N共存环境下,只有当ρ(PO~(3-)_4-P)≤0.05 mg/L时,NH~+_4-N对藻细胞生长的促进作用才能得到限制;在磷营养适宜后,ρ(NH~+_4-N)≤1.0 mg/L才能有效控制藻类过度增长。MC-LR是铜绿微囊藻产生的主要藻毒素。NO~-_3-N培养条件下,ρ(NO~-_3-N)≥10.0 mg/L时,ρ(PO_4~(3-)-P)对产毒量具有显著促进的影响;ρ(NO~-_3-N)10.0 mg/L时,ρ(PO_4~(3-)-P)的影响不明显。NH~+_4-N培养条件下,所有ρ(PO~(3-)_4-P)下的产毒量均在ρ(NH~+_4-N)=10.0 mg/L达到最大值。NH~+_4-N是富营养化防治过程中需要优先控制的氮形态,过高的ρ(NO~-_3-N)(≥10.0 mg/L)和ρ(NH~+_4-N)(≥5.0 mg/L)会大幅激发藻毒素的合成。     

三峡库区香溪河消落带土壤磷时间动态研究

为探讨水华主要影响因子对三峡水库支流及库湾水华发生的影响,根据三峡库区水位变动规律,在香溪河消落带连续2 a(2013~2014年)开展了土壤磷素采样分析,并探讨了磷形态之间及其与土壤理化性质之间的相关性。研究结果显示:(1)2个水位涨落周期内,香溪河消落带土壤TP、水溶性磷(WS-P)、Al-P、闭蓄态磷(O-P)和Ca-P平均含量分别为749.43±56.43,9.05±1.10,26.41±5.55,46.62±7.57,112.49±17.47,228.76±11.26 mg/kg;消落带土壤中钙磷Ca-P和O-P是无机磷(IP)的主要赋存形态,Ca-P/IP均值为53.27%,O-P/IP均值为26.52%。(2)2014年消落带土壤TP和Ca-P与2013年相比呈增加的趋势;2个水位涨落周期内,土壤Al-P在泄水期含量显著高于出露期和蓄水期,而Fe-P在蓄水期含量显著高于泄水期和出露期(p0.05),两者呈相反的消涨趋势;消落带各海拔高程磷形态含量有所差异,变异系数分析表明,周期性淹水可导致消落带不同高程磷形态含量的变化,并增加了其分布的空间异质性。(3)冗余分析(RDA)排序和相关性分析得出p H是影响Ca-P的主要因素,土壤p H偏碱性是导致土壤Ca-P含量上升的重要原因;土壤有机质(SOM)是影响Al-P,Fe-P,O-P含量的主要因素;Al-P,Fe-P含量呈显著性正相关,而均与Ca-P含量呈显著性负相关(P0.05)。     

改良雨水生物滞留系统除污效果及基质中磷的形态分布研究

针对海绵城市建设过程中被广泛采用的雨水生物滞留系统存在的磷泄漏问题,采用向传统砂土基质中掺加水厂铝污泥的方法对基质进行改良,使用生物滞留模拟柱,考察了改良系统对模拟雨水径流中磷和其他污染物的去除效果,分析了基质中各种磷的形态及其分布。试验结果表明改良系统对TSS、COD、NH3-N去除效果良好且稳定,对磷强化控制效果显著,进水磷浓度为2.5~7.0mg/L,出水浓度在0.01~0.04mg/L,去除率保持在99%以上,达到地表水Ⅱ类水体要求。对基质上中下3层进行磷的分级提取表明,基质中的磷主要以不易分解磷的形态存在,占可提取总磷的70%以上,不易分解态磷以Ca-P和(Al+Fe)-P为主。基质中微生物结合态磷、(Al+Fe)-P、Ca-P的含量随着距表层深度的增加而降低。铝污泥的加入显著强化了基质对磷的吸附固定能力。     

凉水河污染对土壤和地下水的影响

在凉水河下游取河床底泥及河床下部土样,分析其NH3-N、磷和有机物的变化,发现底泥对NH3-N和磷的去除发挥了很大作用,分别是下部土壤吸附量的10倍和1倍多;土中5种氯代烃均有检出,是河水长期渗漏积累的结果。凉水河流域内的野外试验结果表明,凉水河对地下水存在污染,污染组分主要是CODCr,NH3-N也有一定污染,其他无机污染组分如NO3-N,Cr6+,TP和Pb2+对地下水的影响较小,氯代烃对地下水也有一定影响。据推测,凉水河污染对地下水的影响范围大概在河两侧80 m范围内。     

秸秆还田条件下稻田田面水不同形态氮动态变化特征研究

为探索巢湖流域稻麦(油)轮作区水稻季减少农田氮素流失的有效耕作措施,降低其对湖区水质的威胁,采用野外定位观测试验并结合室内实验分析,研究了连续两年秸秆还田条件下稻田田面水总氮(TN)、溶解态氮(DN)、溶解态有机氮(DON)、铵态氮(NH4+-N)和硝态氮(NO3--N)浓度的动态变化特征。结果表明,稻田施用尿素后第2天或第4天田面水的TN、DN、DON和NH4+-N浓度达到峰值,然后随着时间的推移迅速降低,至8~10 d后趋于稳定;在整个水稻生育期内,NO3--N浓度普遍较低;尿素施用后8~10 d之内是控制稻田氮素流失的关键时期,秸秆还田降低这一时期TN、DN、NH4+-N浓度的效果显著,而DON浓度差异未达显著水平。DN是稻田田面水氮素存在的主要形态,所占TN比例达63.2%~88.8%,尿素施用后6 d内DN又以NH4+-N为主,NH4+-N所占TN的比例为33.8%~69.9%。DON是稻田田面水氮素的重要组成部分,其生态环境效应不容忽视。秸秆还田还有利于水稻产量的提高,增产幅度分别为12.25%和7.68%,平均为9.96%。在保证水稻产量的前提下,秸秆还田可以作为控制稻田氮素流失的措施在巢湖流域使用。     

高温热力学在高镁磷尾矿浸出过程中的应用

根据热力学计算原理,以高镁磷尾矿中主要物质白云石和氟磷灰石在硫酸水溶液中的高温PHT0计算为例,研究了Mg2+-Ca2+-H2CO3-H2O、CaCO3.MgCO3-SO42--H2O、Ca2+-F--H3PO4-H2O、Ca5(PO4)3F-SO24--H2O、Mg2+-H3PO4-H2O体系在高温与常温下的热力学平衡变化情况。结果表明,CaCO3.MgCO3和Ca5(PO4)3F在水溶液中的平衡常数K0随温度的升高而降低;二者在硫酸水溶液中的主要反应pH0随温度升高而降低,浸出反应需在较高酸度下进行;二者在酸性溶液中的溶解高温较常温下有较大迁移。