低浓度基质下厌氧氨氧化反应器的启动及其运行性能

在低浓度基质条件下进行厌氧氨氧化反应器(ANAMMOX)的启动试验,先培养好氧硝化生物膜,然后转向厌氧环境培养厌氧氨氧化菌,经过294天成功启动反应器.在ANAMMOX稳定运行期,NH3-N的去除量:NO-2-N的去除量:NO-3-N的生成量为1:1.38:0.4.反应器的脱氮性能随着进水TN负荷的增加而提高,氮素去除负荷最高达到0.431 kg/(m3·d),并与进水TN负荷呈现良好的相关性.在上向流反应器中,NH3-N、NO-2-N浓度随水流沿滤柱高度不断降低,同时生成NO-3-N.沿水流方向至滤柱高120 cm处NH3-N和NO-2-N的去除率分别达到86.7%和近99%,TN的去除率达到85.4%.CODCr也随水流不断下降,pH则沿程上升.     

黄河下游引黄灌区主要河系硝态氮及铵态氮安全评价

以德州引黄灌区为例,探讨灌区主要水系部分水化学特征及硝态氮(NO-3-N)与铵态氮(NH+4-N)污染状况。结果表明,pH、电导率(EC)、NO-3-N及NH+4-N含量存在明显的空间差异。NO-3-N受人类活动影响,灌区北部卫运河-漳卫新河以及德惠新河污染严重,呈带状分布;而马颊河及徒骇河受引黄水补给的影响范围较广,污染程度相对较低。NH+4-N污染除卫运河外,主要呈点源分布,各水系均有超标河段,而影响NH+4-N的可能因素更多,有待进一步深入研究。本研究为评价该区引黄灌渠对NO-3-N和NH+4-N的影响提供科学依据。     

东平湖菹草腐烂对上覆水碳氮磷浓度的影响

为研究东平湖不同生物量菹草腐烂对上覆水中碳氮磷浓度的影响,将杀青后的菹草按1、5、10 g/L的生物量分别投放进装有超纯水的烧杯中,并分别置于25℃的恒温培养箱中进行恒温培养。在不同时刻测定了上覆水中总碳(TC)、总氮(TN)、总磷(TP)的浓度,并计算了碳氮磷的累计释放量和单位质量累计释放量。结果表明:菹草腐烂过程中,上覆水中TC、TN、TP的浓度及其累计释放量均随菹草生物量的增加而显著增加,但低生物量(1 g/L)下TC、TN的单位质量累计释放量显著高于其他两个生物量下的;各生物量下上覆水中C/N为0.54~0.59,随时间变化较小;菹草腐烂过程中N的相对污染负荷大于P的。     

复合人工湿地对滏阳河河水净化的试验研究

采用复合型人工湿地模型对支漳河流域滏阳河中城市污水进行处理,对水中pH值、浊度、CODmn、TN、TP、NH+4-N、NO-3-N、NO-2-N等水质指标进行了检测,实验表明,该人工湿地模型稳定运行后净化效果良好,湿地对浊度、CODmn、TN、TP、NO-3-N、NO-2-N的平均去除率达到91%、50%、36%、91%、35%和89%。出水水质均可达到GB 18918—2002的二级排放标准,有的可达到一级A排放标准。该模型可以在岳城水库水源地水生态环境综合治理中采用,应用中建议给模型安装曝气充氧装置,以降低基质中胞外聚合物累积而造成的堵塞作用。     

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。     

骆马湖水质对菹草不同生长期的响应研究

采用原位观测手段研究了骆马湖菹草生长区水质与菹草不同生长期的响应关系。结果表明:指数生长期和石芽生成期,水体中的pH值、ORP值和DO质量浓度升高,COD质量浓度降低;植株衰亡期则相反,菹草腐烂导致有草区的水体TP质量浓度升高,但是由于反硝化作用,水体中TN与硝氮质量浓度反而下降。菹草在生长过程中直接吸收水体中的硝氮,对氨氮的去除则为间接作用,此时水体中的氮以硝氮为主;当菹草衰亡时,氨氮成为水体中氮的主要存在形态。菹草密度是影响水体各形态氮浓度的重要因素,在菹草生长时,菹草密度与TN和硝氮质量浓度显著负相关(P 0.01);当菹草衰亡时,与菹草稀疏区相比,菹草密集区TN和硝氮质量浓度更低,而氨氮质量浓度更高。指数生长期,骆马湖最优菹草密度为83.75 g/m~3。     

沉水植物对水体pH值的影响及其脱氮作用

研究了伊乐藻和菹草光合作用对水中pH值的改变及其对脱氮作用的影响。实验结果表明,伊乐藻和菹草处理组中的pH值升高,促进了氮的去除;伊乐藻比菹草有更强的脱氮能力,其在12 d内去除的总氮量高于菹草25 d内的去除量;植物生物量较大时,pH值发生较小的变化即可促进系统中氮的去除。试验条件下,生物量越大,则对氮的去除率越大。     

沙颍河表层沉积物中氮与重金属的分布特征及污染评价

为揭示沙颍河沉积物中氮及重金属的分布和污染特征,于2015年6—9月采集了沙颍河干支流主要站点的表层沉积物及上覆水样品,分析了其中氮的赋存形态和重金属的分布,探讨了水体-沉积物氮的转化机制及重金属的来源。结果表明:沙颍河表层沉积物中NO-3-N、NH+4-N、ON(有机氮)和TN的质量比分别为21.47~53.60 mg/kg、1.702 3~3.066 1 mg/kg、1 050~2 390 mg/kg和1 071~2 488 mg/kg,ON占TN的97.17%以上;表层沉积物中Cd、Cu、Zn和As质量比分别为1.583~3.533 mg/kg、21.98~64.60 mg/kg、148.5~165.5 mg/kg和1.527~2.416 mg/kg。Pearson相关性分析表明:表层沉积物中氮主要存在于有机物中,表层沉积物释放NH+4-N已经成为影响沙颍河水体NH+4-N浓度的一个重要因素;沙颍河大部分站点的表层沉积物有机指数和ON分别处于Ⅱ、Ⅳ级,有机碳污染较轻,ON污染严重;潜在生态评价中重金属Cd已经达到了很强-极强的污染程度,其余重金属则处于轻微污染水平;重金属潜在生态风险指数IR显示沙颍河表层沉积物重金属潜在风险已经到了很强-极强的水平,其中Cd对IR的贡献达97.22%。     

托克托县潜水氮化物浓度空间分布及其成因

在区域自然地理和水文地质条件分析的基础上,对呼和浩特市托克托县潜水的pH值、氧化还原电位(Eh)、化学需氧量(CODMn)、氨氮、亚硝态氮、硝态氮6项指标的相关性进行了分析,结果表明:地下水中氨氮浓度与Eh值呈负相关关系,与CODMn浓度呈正相关关系。结合区域地下水流动系统特征,揭示了潜水中NH3-N,NO2-N,NO3-N的浓度空间分布特征及变化的原因:地下水的补、径、排特征控制着区域潜水的氧化还原环境,由补给区到排泄区氧化还原电位呈逐渐降低趋势;受地下水所处氧化还原环境影响,东南部地下水补给区潜水中硝态氮浓度普遍较高,氨氮浓度普遍较低,向西至大黑河沿岸硝态氮浓度逐渐降低,而氨氮浓度相对升高;牧业养殖废水和废物的无序排放是局部区域地下水中氮化物含量异常升高的主要原因。     

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...     

农田排水沟渠底泥-间隙水-上覆水氮磷迁移转化规律研究

研究氮磷在底泥、上覆水以及两者间交换介质-间隙水三者之间的迁移转化规律对控制农业面源污染具有重要科学意义。本研究对降雨和无降雨情况下氮磷在沟渠底泥、间隙水和上覆水间的迁移转化规律进行了分析;同时,对扫描电子显微镜(SEM)下底泥颗粒的微观形貌进行了观测。结果表明:在水稻生长前期氮磷被吸附贮存在底泥中,中后期被再次释放出来;在整个水稻生长期内,间隙水的总氮、总磷浓度约为上覆水的3.1和6.5倍,氮主要以NH_4~+-N形式存在;在降雨过程中,沟渠底泥成为氮磷释放的源,NH_4~+-N为氮的主要迁移形态,上覆水中NH_4~+-N逐渐向NO_3~--N转化,颗粒态氮磷对TN、TP流失有较大影响;沟渠底泥颗粒表面粗糙、具有一定的微孔结构,为底泥吸附氮磷提供了条件。     

改性凹凸棒土/纳米铁复合材料去除地下水NO_3~--N的研究

采用液相还原法制备改性凹凸棒土/纳米铁复合材料(简称复合材料),考察了该复合材料的稳定性及其作用下"三氮"(NO_3~--N、NH_4~+-N、NO_2~--N)的变化情况,阐明了地下水环境因素(DO、温度、光照)对复合材料去除NO_3~--N的影响。模拟地下水环境时,3种材料去除NO_3~--N的反应活性顺序为:复合材料纳米铁改性凹凸棒土,且复合材料作用下NH_4~+-N的转化率低,几乎无NO_2~--N生成。DO、温度对复合材料去除地下水NO_3~--N的影响较大;而光照和黑暗环境下,地下水中NO_3~--N的去除率及NH_4~+-N、NO_2~--N的生成量均无明显差异。研究成果旨在为NO_3~--N污染地下水工程修复提供理论依据和技术支撑。     

Nitrogen and phosphorus changes and optimal drainage time of flooded paddy field based on environmental factors

While many controlled irrigation and drainage techniques have been adopted in China, the environmental effects of these techniques require further investigation. This study was conducted to examine the changes of nitrogen and phosphorus of a flooded paddy water system after fertilizer application and at each growth stage so as to obtain the optimal drainage time at each growth stage. Four treatments with different water level management methods at each growth stage were conducted under the condition of ten-day continuous flooding. Results show that the ammonia nitrogen (NH⁺₄-N ) concentration reached the peak value once the fertilizer was applied, and then decreased to a relatively low level seven to ten days later, and that the nitrate nitrogen (NO^-₃-N) concentration gradually rose to its peak value, which appeared later in subsurface water than in surface water. Continuous flooding could effectively reduce the concentrations of NH⁺₄-N, NO^-₃-N , and total phosphorus (TP) in surface water. However, the paddy water disturbance, in the process of soil surface adsorption and nitrification, caused NH⁺₄-N to be released and increased the concentrations of NH⁺₄-N and NO^-₃-N in surface water. A multi-objective controlled drainage model based on environmental factors was established in order to obtain the optimal drainage time at each growth stage and better guide the drainage practices of farmers. The optimal times for surface drainage are the fourth, sixth, fifth, and sixth days after flooding at the tillering, jointing-booting, heading-flowering, and milking stages, respectively.     

渭河陕西段底泥间隙水与上覆水中污染物分布特征研究

通过渭河8个断面2015年4月和9月的采样分析,探讨了表层底泥间隙水和上覆水中污染物的分布特征,并对间隙水和上覆水中的污染物浓度进行了相关性分析。结果表明:在丰水期时上覆水中TN、NO_3—N、NH_3—N及COD含量均高于平水期,其中采样点D5(泾河汇入前渭河干流处)的污染物含量很高;间隙水中TN、NH_3—N、NO_3—N变化趋势相似,丰水期TN、NH_3—N、NO_3—N含量均高于平水期含量,采样点D5、D7(泾河汇入后干流处)丰水期总磷、COD含量很高;相关性分和上覆水中TN、COD浓度在丰水期高度相关,说明间隙水中TN、TP、COD的浓度是其上覆水中TN、TP、COD浓度的决定因素。     

富营养化水体中盐度对香蒲去除氮磷作用的影响

针对含盐量高的富营养化水体,采用桶栽方式研究了盐度对香蒲去除富营养化水体中氮磷的影响。结果表明,在盐度范围为0~1.00%时,香蒲可快速、高效地去除水体中的氮磷等营养物质。但水体中NH_4~+-N、TN和TP的去除率整体随盐度增加而呈下降趋势,盐度的增加引起了植物某些生理特性的改变,NaCl胁迫下香蒲叶片组织中叶绿素含量均较对照显著下降。较高盐度(1.00%)胁迫下,香蒲会通过积累脯氨酸来调节体内细胞的渗透势,但叶片组织中丙二醛含量会显著增加,植物叶片组织的细胞膜系统受到伤害。香蒲在盐胁迫下生理生化指标的变化与其对富营养化水体中氮磷的去除效果具有一致性。     

河道再生水入渗的水岩相互作用机理研究

依托引温济潮工程受水区,通过室内淋溶试验,研究再生水经过河床底部介质过程中阳离子的交换吸附机理以及河床底部介质对TN和NO_3~--N的去除效果。根据受水河道周边的地下水水质监测数据,验证了再生水与河床底部介质的水岩相互作用机理。结果表明:再生水资源利用9年以来,地下水中盐度增加;尽管再生水入渗引起了水中K+与河道底部介质中Ca~(2+)之间的交换吸附,但仍然对地下水总硬度具有稀释作用,导致总硬度降低;河道底部介质对再生水中的NO_3~--N具有显著的去除效果,使得地下水中NO_3~--N浓度很低。对于无机组分而言,再生水资源利用对地下水水质基本没有负面影响。     

生态塘对稻田降雨径流中氮磷的拦截效应研究

农田养分的大量流失已成为农业面源污染的主要来源之一,生态塘兼具排水和生态湿地双重功效,研究其对稻田排水氮磷的拦截效应对于防治农业非点源污染具有重要意义。针对降雨径流条件下生态塘对降雨径流中氮磷的动态拦截效应以及降雨径流结束后氮磷在静水中的去除效应有待明了的需求,本文选取太湖西岸何家浜流域典型农田作为研究对象,并将该区域的塘堰改造为生态塘,研究了生态塘对水稻生长期内的三场降雨径流氮磷的拦截去除效果及降雨径流结束后氮磷在静水中的去除效应。研究结果表明:(1)在三场降雨过程中,生态塘对总氮(TN)的平均去除率为34.7%,总磷(TP)的平均去除率为34.8%;(2)生态塘对降雨径流中不同形态氮磷的去除率大小排序为氨氮(NH_4~+-N)颗粒态氮(PN)硝态氮(NO_3~--N),颗粒态磷(PP)溶解态磷(DP),且径流状态下水体垂向分层氮磷浓度分布随降雨进行而变化,总体分布规律为底层氮磷浓度大于表层氮磷浓度;(3)降雨径流结束后,TN在生态塘中的去除率为50.4%,TP在生态塘中的去除率为52.3%,塘2对TN、TP的去除率大于塘1与塘3,生态塘表现了较强的抗冲击自修复性。     

Spatial variations in nutrients and other physicochemical variables in the topographically closed Lake Baringo freshwater basin (Kenya)

Spatial physicochemical parameters were determined from 39 sampling sites distributed throughout Lake Baringo during December 2010. Mean values of temperature, dissolved oxygen concentration and electrical conductivity decreased successively with depth, while the pH remained constant. Only the turbidity values increased marginally with depth. Of the surface water parameters, mean (range) values of dissolved oxygen (DO), pH, electrical conductivity, water transparency and turbidity were 6.9 (4.5–8.4) mg L^?1, 8.3 (7.8–8.5), 573 (556–601)μS cm^?1, 33 (28–37) cm and 43.3 (32.7–54.6) NTU, respectively. Mean and range values of total nitrogen (TN), nitrate‐nitrogen(NO₃‐N), ammonia nitrogen (NH₄‐N), total phosphorus (TP) and soluble reactive phosphorus (SRP) were 788.4 (278–4486) μg L^?1, 4.5 (2.4–10.0) μg L^?1, 42.6 (33.8–56.3) μg L^?1, 102.9 (20.3–585.3) μg L^?1 and 23.5 (15.2–30.5) μg L^?1, respectively. Dissolved silica concentrations ranged from 19.7 to 32.7 mg L^?1, with a mean value of 24.7 mg L^?1. The chlorophyll‐a concentrations were quite low, ranging from 1.4 to 4.9 μg L^?1, with a mean value of 4.2 μg L^?1. In contrast to previous reported values, a key finding in the present study is a relatively high water transparency, indicating a relatively clear water column, due possibly to the fact that the sampling was conducted during the dry period. The nutrient levels remained low, and the chlorophyll‐a concentration also was an almost all time low value. A TP value of 20 μg L^?1 and higher confirms strongly eutrophic conditions prevailing in the lake, with an extremely low potential for fish production and low species diversity, consistent with other studies. The results of the present study, therefore, reinforce the database for future management and monitoring plans for the Lake Baringo ecosystem, which lies adjacent to known geothermally active zones and a saline Lake Bogoria.