添加PAM对城市绿地换填介质性质的影响

以土+砂+腐熟秸秆(SSJ)以及土+砂+生物质炭(SSS)为城市绿地换填介质,研究其在添加PAM质量浓度为0~1.5%时的理化性质变化,探寻PAM的适宜用量,以期为城市绿地土壤换填提供一定的理论和技术支撑。结果表明:添加PAM能够降低换填介质的容重,提高其饱和导水率和饱和含水量,且容重和饱和导水率随PAM用量的变化可以用二次曲线来描述。当PAM用量为1.5%时,换填介质的饱和导水率较PAM用量为1.0%时有下降的趋势,而容重则有上升的趋势。添加PAM可降低介质的COD解吸量。SSJ换填介质随PAM用量的增加,其氮、磷解吸量表现出增加趋势,而SSS换填介质随PAM用量的增加其氮、磷解吸量呈现出先减小后增大的变化趋势。综合来看,在PAM添加浓度为0~1.5%时,SSS介质优于SSJ介质。PAM在用量为1.0%时可以最大程度提高介质的保水和导水能力,降低COD解吸量。     

PAM调控土壤养分元素迁移与流失试验研究

[目的]研究聚丙烯酰胺(PAM)对氮磷钾素在砂土中的迁移和淋溶损失的影响,为探索PAM对控制养分元素的迁移、淋溶损失,提高水肥利用率的作用机制提供理论依据。[方法]采用室内土柱模拟淋溶试验,共设置5个不同质量分数水平(0,0.02%,0.05%,0.1%和0.2%)的阴离子型聚丙烯酰胺处理组,观察PAM对氮磷钾淋溶和迁移的影响。[结果]PAM能降低土壤淋溶液中的氮浓度,各PAM处理组与对照组相比,土壤淋溶液中氮浓度降低了28.8%~45.5%,同时能抑制土壤中的氮向下迁移;PAM促进了土壤对氮的吸附与固定,各处理组土壤中的氮含量与对照组相比增加了135.2%~285.7%;PAM能够降低土壤淋溶液中的钾浓度,各PAM处理组与对照组相比,土壤淋溶液中钾浓度降低了33.2%~51.8%,同时能抑制土壤中的钾向下迁移;PAM促进了土壤对钾的吸附与固定,各处理组土壤中的钾含量与对照组相比增加了42.5%~65.7%;PAM不能减少土壤溶液中磷的淋溶损失,对土壤吸附固定磷没有明显的作用,反而减弱了土壤对磷的吸附固定能力。[结论]土壤中施加PAM能有效减少氮、钾在土壤中的淋溶损失,增加土壤对氮、钾的保持固定作用,但对磷的作用效果并不理想。     

不同空间布局对城市降雨径流的影响

[目的]探讨不同城市空间布局(包括分析绿地、建筑)分别到出水口不同水流长度、面积比等因素与降雨径流的关系,以优化城市典型下垫面的空间布局,实现城市雨水径流的控制。[方法]以漯河市中心城区为研究对象,基于2016年3月航拍影像,提取中心城区的土地覆被信息,利用SWMM模型分析研究区在不同降雨重现期的径流特征以及影响降雨径流的因素,并定量研究城市绿地、建筑不同空间分布格局对径流削减的影响。[结果]绿地、建筑面积比与径流系数呈极显著负相关,二者到出水口的水流长度对产流效应有较显著影响,绿地较建筑离出水口近的子汇水区径流系数较小,其中重现期为5a时,径流削减率最高可达到44.49%。[结论]结合水流长度、面积比等因素,合理安排绿地、建筑的规模及布局,可实现雨水空间再分配,从而达到削减径流的目的。     

下辽河平原潮棕壤稻田的无机态氮淋溶

应用陶土渗滤管法．研究了不同施氮和渗漏条件下潮棕壤稻田的氮淋溶损失。结果表明：稻季各次施用氮肥后，60cm和90cm深处渗漏液中NH4^＋-N含量都小于2mg／L。并且各施氮肥处理和对照间差别不显著；但硝酸盐淋溶比较显著，多集中在3～15mg／L之间。硝酸盐淋溶随施氮量增加而增加，90cm深度渗漏液中这一趋势更为明显。水分渗漏状况影响硝酸盐在不同土层深度的累积：渗水越快。硝酸盐淋溶深度越大。渗水较快或者施氮量高时，硝酸盐的淋溶浓度高于国际饮用水卫生标准10mg／L。施用基肥后灌水．NH4^＋ -N、NO3^- -N立即出现高峰．而施用分蘖肥和穗肥后，高峰出现在施肥后10d或更久；另处基肥时期淋溶氮的浓度也比较高。     

合肥市城区流失水土污染特征研究

利用降雨一径流过程中的采样与监测,研究道路面、草坪地和灌丛地径流中固体颗粒物、氮、磷等污染物浓度的变化特征.结果表明,城区降雨径流中初期污染物浓度明显高于后期,但不同下垫面上径流污染物变化规律有所差异.道路面径流污染物(SS,N,P)浓度在初期很高且下降幅度很大,末期则较低且趋于稳定;草坪地和灌丛绿地径流污染物从初期到末期基本呈平稳下降趋势.试验结果还表明,城区径流中输出的磷污染物以颗粒态为主,颗粒吸附态磷(PP)达到70%以上;氮污染物中颗粒态明显低些,但颗粒吸附态氮(PN)在40%～60%.     

PAM对黄土坡地水分养分迁移特性影响的室内模拟试验(简报)

为了研究聚丙烯酰胺(PAM)在黄土区集中暴雨条件对坡地水土及养分流失的影响,采用室内降雨模拟试验方法,探讨了在暴雨(2mm/min)条件下施加PAM对黄土坡地土壤养分流失及硝态氮淋溶特征的影响.试验结果表明,与对照处理相比较,施加PAM对径流硝态氮流失的影响不明显,但显著改变了径流磷和钾浓度随时间变化过程,分别降低了径流磷和钾的流失量为82%和84%;施加PAM减少了坡地土壤流失量93%,也降低了泥沙中硝态氮、速效磷和速效钾的流失量分别为 78%,95%和95%;施加PAM影响了坡地上壤水分再分布过程,减少了上壤水分深层的渗漏,从而降低了土壤硝态氮淋失的潜在风险.     

丹江口库区土壤氮磷养分流失特征

[目的]研究丹江口库区土壤的水土流失和非点源污染物氮磷流失的特点,为农业非点源污染模型的建立提供理论依据。[方法]通过室内人工模拟降雨试验,研究了坡度和施肥等处理对产流产沙、氮磷养分(硝态氮、铵态氮、总氮、有效磷和总磷)流失特点的影响。[结果](1)随着坡度的增加,平均入渗率和初始产流时间呈减小趋势,而径流总量和泥沙总量呈增加趋势。(2)相同施肥处理下,随着坡度的增加,泥沙中硝态氮、总氮、有效磷和总磷的流失浓度呈减小趋势,铵态氮流失浓度在不施氮肥条件下呈减小趋势,而在施氮肥处理下呈增加趋势。(3)在相同坡度条件下,随降雨时间推移,总氮浓度呈先减小后趋于稳定的趋势;铵态氮浓度随施肥处理的变化均呈现出波浪形变化;在施氮肥时,径流中硝态氮的浓度随着时间的推移,呈逐渐减小并趋于平缓的趋势,而在不施氮肥时几乎无变化。[结论]在不同施肥措施和坡度条件下,硝态氮主要随径流而流失,为随泥沙流失的8~11倍;铵态氮主要是随径流泥沙而流失,为随径流流失的1~17倍;总氮则是随径流和径流泥沙共同流失;有效磷和总磷都是以泥沙结合态流失为主,分别为随径流流失的1 000~6 200和1~3倍。     

沈阳地区河岸植被缓冲带对氮、磷的削减效果研究

为充分了解河岸植被缓冲带对地表径流污染物的去除效果, 本研究选取辽宁省沈阳市两条典型河流——浑河与蒲河为对象, 研究其滨水不同河岸植被缓冲带对地表径流氮、磷污染物的削减效果。结果表明: 在6 种河岸植被带中, 人工林草地对氮的削减效果最好, 对总氮、硝态氮和铵态氮的平均削减率分别为47%、36%和31%; 人工林地对磷的削减效果较好, 平均削减率为74%; 而人工林地对氮以及人工草地对磷的削减效果较差。随长度增加, 河岸植被缓冲带对地表径流污染物的削减效果基本呈增强趋势。以上研究结果说明不同河岸植被缓冲带对地表径流中氮、磷的削减各有优点。在对遭受污染的河流进行生态修复时, 应考虑环境污染特点和地表特征, 以充分发挥河岸植被缓冲带对污染物的削减优势。     

滇池流域典型城郊降雨径流污染特征与排放过程

选择滇池流域典型城郊代表性的两个功能区——居民生活区和居民生活-集市混合区进行降雨径流监测,分析降雨径流污染特征及排放过程。结果表明,降雨地表径流中总氮浓度在2.18～29.40 mg·L-1,总磷浓度在0.18～3.90 mg·L-1,氨态氮浓度在0.87～18.48 mg·L-1,硝态氮浓度在0.02～3.64 mg·L-1, CODCr浓度在22.51～362.92 mg·L-1, TSS浓度在7.00～882.00 mg·L-1之间。降雨地表径流污染物浓度高于地表水Ⅴ类水环境质量标准。降雨径流中氮的主要污染物是氨态氮、颗粒态氮和溶解有机态氮,磷的主要污染物以颗粒态磷和PO3-4-P为主。降雨径流污染物浓度随降雨时间发生变化,开始产生径流时污染物浓度较高,之后随着雨强的平衡而趋于下降。降雨径流各污染物浓度是居民生活-集市混合区大于居民生活区,居民生活区径流大于屋面径流;次降雨径流污染物平均浓度（EMC）为居民生活-集市混合区普遍高于居民生活区。居民生活-集市混合区降雨径流EMC变化表现出更大的随机性。     

植草沟对北京市道路地表径流的调控效应

[目的]分析植草沟对北京城市道路径流的水量和水质的调控效应,为北京市雨洪管理提供参考。[方法]实地建立植草沟,并根据北京市多年降雨资料和主干道路径流水质2010—2012年的监测结果设置径流水量和水质。[结果](1)降雨历时短,降雨强度低时植草沟的调控水量的功能明显。在降雨历时为3h,降雨重现期为0.33a时,50m2的植草沟可削减50m2沥青道路上产生的66%的径流量,降雨强度相对降雨历时来说对植草沟传输入渗的影响更大。(2)植草沟对水质污染物有一定的去除效果,但达不到完全净化。建设的植草沟能够削减径流中的氨氮达20%,总磷达35%,COD达22%。(3)植被覆盖度能影响植草沟的调控能力。植被覆盖度增加60%,植草沟对0.33年重现期降雨1h的雨量入渗率提高了8%。(4)若建立与北京市城六区道路等长度、宽2m的植草沟,对1a,2a重现期24h降雨形成的道路径流削减率分别为96.3%和56.0%,但对50a极端降雨道路径流量的削减率仅为13.0%。[结论]植草沟对北京市道路地表径流具有一定的调蓄洪峰流量,延缓产流时间,减少径流污染的作用,但无法单独作为有效控制城市道路地表径流水量的管理措施。     

基于“海绵城市”理念的城市绿地优化途径

[目的]分析城市绿地、汇水区与积水点的关系,需优化绿地与汇水区的关系,以期能够缓解城市雨水径流问题。[方法]融合"海绵城市"与国内外最新的生态雨洪管理理念,以郑州市为例,采用ArcGIS10.0软件将其划分为93个汇水区,通过水量平衡法理论计算需优化绿地面积的参数。[结果]在现状绿地与汇水区面积比值不同和单次降雨分别为50,100,200mm的情况下,得出需优化绿地与汇水区面积的不同比值,并建立相应的回归方程,且得出在绿地率为30%左右时绿地调蓄效果较好。[结论]城市绿地可以从增加城市绿地规模、合理布局城市绿地以及具体实施途径方面进行优化。     

雨水花园对实际降雨径流的调控效果研究

基于海绵城市倡导的雨水自然积存、自然渗透、自然净化理念,根据西安地区降雨特征,设计建造了入渗型和防渗型两套雨水花园。2015~2017年对33场次降雨事件径流调控效果进行了监测分析。结果表明:(1)以原状土为填料的防渗型雨水花园设施水量削减率为11.2%~100%(中位数=69.14%);(2)污染物浓度超越概率分析结果显示,径流雨水经过雨水花园系统后,总氮、氨氮、总磷和化学需氧量出流浓度超过地表水环境质量标准Ⅳ类限制的概率,与入流浓度超过地表Ⅳ限制的概率相比,分别降低了58.57%,2.71%,20.57%和29.71%;(3)雨水花园设施场次径流水量削减率与污染物负荷削减率的相关关系在0.857以上;(4)通过监测的场次降雨量及系统进水和出水水质水量,估算的雨水花园系统年径流污染物浓度去除率为11.93%~60.97%,径流污染物年负荷削减率基本在70%以上。     

膜下滴灌条件下膜间不同处理对土壤水盐运移的影响

[目的]寻求合理的膜间土壤盐分累积控制方法,为指导盐碱地田间调控提供科学依据。[方法]采用覆秸秆,铺砂,喷施高分子化合物PAM,压实等方式对膜间裸地进行处理,对比分析各种处理措施的功效。[结果](1)各处理都能不同程度的减小膜间的水分蒸发量,起到保水作用。其中,在试验期间,覆秸秆的蒸发量为0.11cm,铺砂子蒸发量为0.34cm,喷施PAM为0.59cm,压实为1.55cm,而对照为2.32cm。(2)各处理都能提高膜间和覆膜窄行的土壤含水量。在覆膜窄行深度为10cm处,覆秸秆的土壤含水量相对降低率为47%,铺砂土的壤含水量为45%,施PAM的土壤含水量为56%,压实的土壤含水量为64%,对照为土壤含水量77%。(3)减小盐分在作物根层的积累。在覆膜窄行深度为10cm处,覆秸秆的相对脱盐率为3%,铺砂的相对脱盐率为2%,施用PAM的相对脱盐率为0%,压实的相对脱盐率为-16%,而对照的相对脱盐率为-28%。[结论]采用膜间处理能够减小水分散失和盐分在根层的积累,其中覆秸秆的功效最好。     

中国农田氮淋失相关因素分析及总氮淋失量估算

通过对我国近 10 年 382 组农田 N 素淋失数据进行统计分析,发现水田的 NO3--N 淋失量与土壤体积质量、有机质、全 N（TN）、黏粒含量百分比显著负相关,与施 N 量、灌水量显著正相关;旱地中 NO3--N 淋失量与全 P（TP）、粉粒含量百分比、土层深度显著负相关,与土壤中 TN 含量、砂粒百分比含量、施 N 量、降雨量、灌溉水量显著正相关。水田中总 N 表观淋失率平均值为 2.19%,95% 的置信区间为 1.56% ~ 2.82%;旱地中总 N 表观淋失率平均值为 4.35%,95% 的置信区间 2.88% ~ 5.82%。根据 2008 年中国统计年鉴计算出 2007 年我国总 N 淋失量达到 0.644 Tg,约占我国总施 N 量的2.80%。     

人工快速渗滤法处理干旱区小城镇污水的试验研究

人工快速渗滤法作为一种处理效率较高、处理成本较低、运行维护技术要求低的分散式污水处理技术,比较符合小城镇污水处理需求。针对西北干旱区小城镇水环境污染日益严重,利用模拟系统研究了不同填料比和不同湿干比对人工快速渗滤系统处理小城镇污水时COD、总磷、凯氏氮和铵氮去除效果的影响。结果表明,土砂比2∶1的系统污染物去除效果优于其他填料比,对COD、总磷、凯氏氮和铵氮的去除率分别为35.05%～65.07%、53.27%～70.38%、10.42%～49.65%和11.61%～50.27%。COD、凯氏氮和铵氮的去除率在湿干比1∶1时最高,分别为27.86%～65.07%、49.65%～53.18%和50.27%～57.14%。在湿干比1∶5时,总磷的最高去除率为45.37%～69.15%。     

氮磷肥施用对保水剂钝化土壤重金属铅镉效果的影响

[目的]探讨氮磷肥施用对保水剂钝化土壤重金属铅镉效果的影响,为揭示土壤水肥保持和重金属污染治理的协调性机制,制定SAP应用技术规程等提供参考。[方法]采用土柱淋溶试验方法,比较添加氮肥和磷肥对SAP钝化土壤铅(Pb)、镉(Cd)效果的影响。[结果]在Pb,Cd复合污染土壤中SAP用量为1.0g/kg时,控氮释磷效果较好,相比无SAP的对照处理,Pb累积淋失量减少5.1%,Cd累积淋失量增加13.6%;氮磷肥添加试验表明,添加氮肥的SAP处理Pb累积淋失量增加76.7%,Cd累积淋失量增加47.6%,添加磷肥的SAP处理Pb累积淋失量减少26.0%,Cd累积淋失量减少20.5%;添加复合氮、磷肥的SAP处理Pb累积淋失量减少2.3%,Cd累积淋失量增加8.3%。[结论]保水剂具有控氮释磷效应,且对土壤中的Pb,Cd有一定钝化作用;氮肥降低SAP钝化Pb,Cd的效果,而磷肥增强SAP钝化Pb,Cd的效果;氮、磷肥复合对SAP钝化Pb的效果影响不显著,但会降低SAP钝化Cd的效果。     

保水剂对橡胶树专用肥氮钾淋出特性的影响

[目的]探寻减少橡胶树专用肥淋溶损失的途径,提高橡胶树专用肥利用率。[方法]采用在橡胶树专用肥中添加保水剂的方法,模拟橡胶树每年第3次施肥期(9月份)的降雨量,开展间歇性土柱淋溶试验。研究了CMC(羧甲基纤维素钠),PAM(聚丙烯酰胺)和PAA(聚丙烯酸钠)这3种保水剂对橡胶树专用肥氮素、钾素释放特征及淋溶损失的影响,筛选保水剂及合理施用比例。[结果]3种保水剂对橡胶树专用肥中氮素、钾素的淋失均有抑制作用,其中保水剂PAM用量为6%时对橡胶树专用肥中的氮素、钾素淋失抑制效果最佳。该处理对氮素、钾素首次淋失抑制率分别为44.73%,57.16%,淋溶结束时氮素、钾素累积淋出量分别较未添加保水剂的对照处理减少了20.20%,14.87%。[结论]在橡胶树专用肥中添加保水剂可有效降低橡胶树专用肥中氮素、钾素的淋溶损失。     

水稻秸秆预处理还田对土壤养分淋溶及COD的影响

对秸秆进行预处理可以加快秸秆的腐解,为了探讨秸秆经过不同预处理后还田对土壤养分淋溶及COD淋出量的影响,利用白腐真菌、大球盖菇、尿素分别对秸秆进行预处理,通过室内人工土柱模拟试验方法,对秸秆配施有机肥还田后土壤中氮磷及COD淋出量进行分析。运用(SEM)扫描电镜、(FTIR)傅里叶红外光谱、(XRD)X射线多晶衍射对预处理前后秸秆结构及成分进行分析,并通过比较不同预处理秸秆与有机肥配施淋溶过程中总氮、硝态氮、铵态氮、总磷、溶磷、COD的变化来确定秸秆还田前最佳的预处理方式。结果表明:不同秸秆预处理方法使秸秆表面结构均产生不同程度的变化,分子间氢键集聚力减弱,部分碳水化合物被分解。相比空白对照组(CK),配施有机肥明显增加了淋溶液中养分及COD的含量(p<0.05);在配施有机肥的处理中,处理SF2(白腐真菌预处理秸秆还田+施肥)、SF3(尿素预处理秸秆还田+施肥)、SF4(未预处理秸秆还田+施肥)、SF5(大球盖菇预处理秸秆还田+施肥)相对于只施有机肥的处理SF1,总氮的淋溶量分别降低16.61%,20.42%,13.84%,33.22%,铵态氮的淋溶量分别降低了4.90%,22.77%,18.3%,38.39%,其中大球盖菇对总氮和铵态氮的累计淋溶损失量的降低作用更显著(p<0.05);各处理的淋溶液中硝态氮、总磷、溶磷的淋溶损失量差异不显著。直到淋溶结束,各个处理的COD的累计淋溶损失量从大到小为SF1(不秸秆还田+施肥)>SF4(未预处理秸秆还田+施肥)>SF3(尿素预处理秸秆还田+施肥)>SF2(白腐真菌预处理秸秆还田+施肥)>SF5(大球盖菇预处理秸秆还田+施肥)>CK(空白对照),SF5(大球盖菇预处理秸秆还田+施肥)处理的COD累计淋溶损失量低于其他处理,说明在配施有机肥条件下,大球盖菇预处理秸秆还田可以有效降低COD的累计淋溶损失量。总体来说,大球盖菇预处理秸秆还田对减少土壤氮素的淋溶损失和淋溶液中COD含量均有一定的积极作用。