沼液处理液养殖普通小球藻的试验研究

试验利用沼液处理液养殖目标藻种普通小球藻(Chlorella vulgaris),考查普通小球藻的生长状况和其对沼液中总氮、氨氮、总磷和COD等主要污染物的去除情况。结果表明:沼液经梯度处理后普通小球藻总体生长情况逐渐增强,依次为:沉淀上清液沼液沉淀-混凝出水液沼液沉淀-混凝-吸附出水液。沼液处理液能有效促进藻体叶绿素的积累,总脂积累情况介于6.94%~23.82%之间。对沼液的净化效果,沼液处理液稀释组中沼液吸附出水稀释液(X-W)25%组的表现最好,总氮、氨氮、总磷和COD去除率分别为80.32%,83.88%,93.90%和20.00%,沼液处理液与BG11培养基的调配液组中表现最好的是沼液吸附出水调配液(X-B)10%组,去除率分别为88.37%,93.57%,97.40%和22.05%。试验的研究将为沼液的资源化处理提供理论依据。     

低温条件下组合式生态浮床系统净化微污染水体的特性研究

为研究低温对生态浮床水质净化效果的影响,引入陶粒作为浮床的基质,构筑了美人蕉-陶粒基质组合式生态浮床系统,研究在低温条件下其对微污染水体水质净化的效果特性。结果表明,在进水温度为0.5~15℃,进水DO浓度为4.94~6.65mg/L,水体交换时间为7d下,该生态浮床系统对水体中NH+4-N、NO-3-N、NO-2-N、TN、COD和色度的平均去除率为36.30%、77.37%、50.34%、52.56%、16.89%和70.99%。当水体的温度低于5.0℃,该生态浮床系统对水体中NH+4-N、NO-2-N、TN、COD和色度的去除效果均有所下降。     

湔江冲洪积扇地下水氮分布特征及灌溉用水适宜性评价

湔江冲洪积扇是成都平原龙门山前冲洪积扇群之一,为研究其地下水"三氮"(NO~-_3-N、NO~-_2-N与NH~+_4-N)空间分布特征与地下水环境质量。利用描述性统计分析"三氮"的含量特征,用ArcGIS空间分析功能分别绘制NO~-_3-N、NO~-_2-N与NH~+_4-N的空间分布特征图,并应用单因子、贝叶斯水质综合评价方法进行饮用水水质评价和钠吸附比、钠百分比、镁危害、渗透率系数等进行灌溉水适宜性评价。研究表明,研究区地下水"三氮"检出率较高,以NO~-_3-N污染最为突出,且均具有明显的空间变异性。水质评价结果显示,地下水均符合饮用水及农业灌溉水水质标准,但部分水样存在总大肠杆菌群与硝酸盐超标的问题。湔江冲洪积扇地下水已经受到"三氮"的污染,人类活动对地下水质量影响较大,应引起关注。     

复合生态净化系统阻控入湖水体污染物效果分析

【目的】有效解决城市景观湖泊入湖水体污染物阻控措施中单级人工湿地系统受氧环境限制、多级串联人工湿地系统基质填充量大、易堵塞的问题。【方法】在微曝气复合浮床系统、单级人工湿地系统的基础上构建好氧-缺氧型复合生态净化系统。在HRT均设定为2 d,连续运行24 d的情况下,对比研究了对照组、人工湿地系统、复合浮床系统、复合生态净化系统对模拟入湖水体COD、TN、NH_4~+-N和TP的去除效果。【结果】对照组、人工湿地系统、复合浮床系统、复合生态净化系统对COD、NH_4~+-N、TP的去除效果存在显著差异,各系统对COD的平均去除率分别为13.59%、35.02%、45.30%、70.71%,对NH_4~+-N的平均去除率分别为11.22%、31.14%、85.89%、80.59%,对TP的平均去除率分别为2.77%、57.84%、37.51%、74.60%;人工湿地系统、复合浮床系统对TN去除效果差异不显著,但与对照组、复合生态净化系统存在显著差异,各系统对TN的平均去除率分别为30.98%、32.75%、8.13%、60.07%。【结论】复合生态净化技术后期各项出水指标可以达到《地表水环境质量标准》(GB3838—2002)Ⅴ类水及以上标准,运行相对稳定,抗冲击负荷较强,且可以改善复合浮床系统中反硝化能力受到抑制及沉积磷污染物反释状况。该研究结果可为生态阻控城市景观湖泊外源污染物提供参考。     

沼液微生物絮凝剂重金属吸附特性的研究

文章以牛粪为底物的中温厌氧发酵沼液作为产絮基质,利用产絮菌F~+制备的生物絮凝剂絮凝率为83.8%,产量2.36 g·L~(-1)。着重考察了沼液生物絮凝剂投加量、pH值、吸附反应时间和温度等因子对人工模拟电镀废水Cr~(6+),Cu~(2+),Zn~(2+),Ni~(2+)的吸附去除效能。结果表明,生物絮凝剂对金属离子的去除率(η)随投加量的增加而提高,单位絮凝剂吸附量(qe)降低,确定适宜的沼液絮凝剂投加量为20 m L人工模拟电镀废水投加3 m L;当溶液pH值为6时,Cu~(2+),Zn~(2+)与Ni~(2+)的η较为理想,可达到84.3%,89.7%和63.2%;沼液絮凝剂对Cr~(6+)达到吸附平衡所需的时间最长为40 min,而反应温度高于40℃时沼液絮凝剂吸附中心活性显著下降,最终确定适宜的吸附反应时间应控制在40 min,反应温度控制在25℃~30℃进行最佳。     

氮素形态及水分胁迫对不同水稻品种苗期生长的影响

氮素调控对水分胁迫条件下水稻生长发育具有显著影响,但不同供氮形态调控水稻水分胁迫的生理机制尚缺乏深入研究。以籼稻品种(汕优63、扬稻6号)和粳稻品种(86优8、武运粳7号)为研究材料,采用室内营养液培养和聚乙二醇(PEG6000)模拟干旱胁迫处理,于不同供氮形态(NH+4-N和NO-3-N)条件下,研究不同氮素形态及水分条件对不同水稻品种苗期生长发育和光合特性的影响。结果表明,在两种水分条件下,供NH+4-N处理水稻生物量均显著高于供NO-3-N处理,在干旱胁迫条件下表现出较强抗旱性。与非水分胁迫条件相比,模拟干旱胁迫条件下供NH+4-N处理水稻蒸腾速率和气孔导度表现为增加的趋势,且叶面积和叶绿素含量没有显著影响,但供NO-3-N处理水稻的叶面积和叶绿素含量显著减少,进而引起供NO-3-N处理水稻净光合速率和干物质量显著下降。与非水分胁迫条件相比,模拟水分胁迫条件下粳稻品种生物量和叶面积均显著下降;但对籼稻品种而言,生物量和叶面积对水分胁迫的响应受氮素形态的显著影响,其中供NO-3-N处理模拟水分胁迫条件下显著降低,而对供NH+4-N处理没有显著影响。因此,籼稻品种在供NH+4-N条件下能够维持较高的叶片净光合速率和蒸腾速率,从而具有较强的抗旱能力。     

不同水生经济植物对南四湖富营养化水体的净化效果

在南四湖湖区浅水域、废弃池塘、塌陷地水域和入湖河口水域4个生态区种植菰茭草、芦苇、蒲草、湖菱、莲藕和芡实6种水生经济植物,分别测定了其对富营养化水体中的总氮（TN）、总磷（TP）、氨氮（NH3-N）和化学耗氧量（COD）的净化效果。结果表明:6种水生经济植物均可显著降低水体中TN、TP、NH3-N和COD含量,具有较好的净化能力。同一生态区域条件下,菰茭草处理对这4种污染物的去除率均大于湖菱处理。同一水生经济植物（菰茭草、湖菱）相比,随着生态区域污染物含量降低,其对这4种污染物的去除率则呈下降趋势,且菰茭草处理的去除率显著高于湖菱处理。从对废弃池塘水体中污染物的去除率来看,对TN的去除率表现为菰茭草＞湖菱＞芦苇＞莲藕＞蒲草＞芡实,对TP的去除率表现为菰茭草＞莲藕＞芡实＞蒲草＞芦苇＞湖菱,对NH3-N的去除率表现为菰茭草＞芦苇＞莲藕、湖菱＞蒲草＞芡实,对COD的去除率表现为蒲草＞菰茭草＞芦苇＞莲藕、湖菱＞芡实。菰茭草对这4种污染物均表现出较高的去除率,净水效果最优,芦苇、莲藕、湖菱和蒲草次之,芡实最差。因此,菰茭草可作为南四湖流域及类似湖泊、水域富营养化水体水质净化的先锋植物。      

南四湖水体氮磷及叶绿素空间分布特征

研究分析了南四湖水体氮、磷、叶绿素a含量及空间分布特征。结果表明,南四湖水质主要参数在各湖区的分布存在明显的非均一性。南阳湖水体TN、DTN、NH4+-N、TP、DTP、PO43--P浓度均显著高于其他3湖区的,但独山湖、昭阳湖和微山湖水体不同形态氮、磷浓度间无显著差异;水体中DTN、NH4+-N与TN以及DTP、PO43--P与TP浓度呈显著相关;南四湖水体中叶绿素浓度的分布呈现出较大的差异,南阳湖水体叶绿素浓度最高、微山湖的最低,叶绿素a浓度与TN/TP比值、pH值间呈显著的对数负相关,与不同形态氮、磷及COD浓度间呈显著的对数正相关。     

生物质炭基缓释肥的成型特性研究

为了提高化肥的利用率,改良土壤理化特性,以500℃温度下制备的稻壳炭为基质、改性玉米淀粉为粘结剂、尿素为肥料,在挤出造粒机上制造出球形生物质炭基缓释肥。同时,研究了其成型特性,并分析了抗压强度、成型率、干燥特性和N损失情况。结果表明:采用挤出式造粒法可增强抗压强度和成型率。当烘干温度为60~100℃、炭肥比≤1:1时,颗粒肥料的抗压强度40 N;炭肥比≥1:1时,成型率95%,各组肥料在烘干90 min左右基本达到质量平衡,低炭氮比肥料的干燥时间较长。当炭肥比≥1:1时,温度越高,烘干所需时间越短;而当炭肥比≤1:2时,温度越高,烘干所需时间反而增长;炭氮比较低时,由于尿素含量高,易吸收空气中的水分,吸附于造粒机工作表面,会造成成型肥料一定的N损失。上述结论为利用生物质炭制备缓释肥料的成型工艺提供了参考依据。     

棉秆生物炭去除水中Zn(Ⅱ)的试验研究

为探究棉秆生物炭(棉秆炭)对重金属Zn(Ⅱ)的去除作用,利用水平管式炉分别在400℃、500℃、600℃热解温度下制备棉秆炭,进行Zn(Ⅱ)的吸附试验。对比棉秆炭、木质和煤质活性炭对不同浓度溶液中Zn(Ⅱ)的去除效果。分析棉秆炭的元素含量和官能团变化等性质,以揭示吸附机理。结果表明,棉秆的DTG曲线在327℃出现最大值,温度高于600℃时,DTG曲线趋于稳定,棉秆的热解基本完成。随热解温度的升高,炭产率、H/C和O/C元素比均下降,说明棉秆炭芳香化程度和碱性增强,含氧极性官能团数量减少,红外分析印证了以上结论。去除率上,棉秆炭与Zn(Ⅱ)初始浓度和热解温度负相关,木质活性炭与Zn(Ⅱ)初始浓度正相关;吸附量上,棉秆炭、木质和煤质活性炭与Zn(Ⅱ)初始浓度正相关,棉秆炭与热解温度负相关。当Zn(Ⅱ)溶液浓度为2 mg/L时,棉秆炭的吸附性能优于木质和煤质活性炭,当Zn(Ⅱ)溶液浓度为10 mg/L、50 mg/L时,木质活性炭的吸附性能优于棉秆炭和煤质活性炭。棉秆炭吸附Zn(Ⅱ)的机理包含配位反应和离子交换。