表面流人工湿地在滇池湖滨区面源污染控制中的应用研究

在滇池湖滨带核心区退塘还湖措施的基础上,通过对福保村湖滨废弃鱼塘改造,建立了表面流人工湿地系统,对该区域内面源污水处理进行了研究。研究表明,系统年削减人湖污染物COD、TN、TP负荷分别达7840、650和20kg,单位面积削减量分别为4704、390和12kg·hm^-2,削减率分别为28．02％、35．93％和4．86％;系统对污水中COD、NH3-N、TN、TP的去除率分别为15．57％、56．76％、40．37％和35．64％,且除COD外,旱季污染物去除率高于雨季;推流曝气可提高系统对污染物的去除效果,使NH3-N、TN、TP的去除率分别提高约39％、23％和21％,而COD去除率变化不明显。该系统为滇池湖滨区退塘还湖和湖滨生态系统重建提供了重要的技术示范,对滇池富营养化防治工作的开展具有重要意义。     

多级表面流人工湿地在鄱阳湖区农村面源污染控制中的应用

通过构建多级表面流人工湿地探讨了鄱阳湖区农村面源污染的控制机制,并对湿地系统污水处理工艺进行了研究。研究表明,系统污染物COD,TP,NO3-—N和NO2-—N负荷年消减量为608.46,3.22,8.14和0.62kg/a,单位面积年消减量分别为3976.83,21.04,53.21和4.05kg/(hm2.a)。系统对污染物COD,TP,NO3-—N和NO2-—N的去除率分别为48.9%,73.5%,58.7%和54.7%,且污染物COD和TP去除主要集中在第一级芦苇湿地。表面流人工湿地因具有较强的复氧功能,但限制NO3-—N反硝化作用。为提高NO3-—N的去除率,对湿地系统硝化与反硝化机理进行了探讨,并提出引流部分污水直接进入第3级湿地与改第3级湿地为潜流型湿地相结合的有效措施。该系统不仅对鄱阳湖区农村面源污染控制提供了技术依据而且为其它湖滨提供了示范。     

小流域典型面源污染最佳管理措施(BMPs)研究

基于环鄱阳湖地区农村面源污染空间分布、水环境质量状况、水系特征,选择具有代表性的小流域范围。针对星子县白鹿镇四联村桥下李村这种小型流域,从面源污染、迁移过程、受纳水体等环节入手,结合鄱阳湖区化肥、农药等面源特点,设计一套行之有效而又易于操作的结构性面源污染最佳管理措施BMPs(Best Management Practices),从而有效处理面源污染。通过每两周一次的常规定位观测,并对地表径流中所含面源污染物进行了测定。结果表明:系统对COD、TP平均去除率达到56%以上,对TN、NH4+-N、NO3--N的平均去除率接近68%,而NO2--N的平均去除率达到82%。     

丹江口库区典型小流域面源污染生态阻控系统效果评估

小流域面源生态阻控是控制农业面源的重要手段。选择丹江口库区典型小流域钱家沟为对象,通过小流域出口水质监测,阻控措施进出水监测,以及负荷削减核算,对面源生态阻控系统进行效果评估。结果表明:钱家沟生态阻控系统稳定半年后,小流域出口总氮(TN)、硝态氮(NO_3-N)、铵态氮(NH_3-N)、高锰酸盐指数(COD_(Mn))、总磷(TP)下降比例分别为38%,23%,63%,49%和16%。各阻控措施中,表面流湿地对NH_3-N(54%)、TP(70%)和TSS(78%)去除率较高,生态塘、生态沟渠对TN(36%,39%)、NO_3-N(43%,37%)、COD_(Mn)(63%,56%)去除率较高,小型人工湿地对TN(56%)、NH_3-N(85%)、COD_(Mn)(84%)、TP(57%)和TSS(87%)均具有较高的去除率,生态滤墙主要对TSS(81%)去除率较高。阻控系统对COD_(Mn)、NH_3-N、TN、TP负荷的总体削减率分别为56%,73%,63%和59%。总体来看,小流域面源生态阻控系统能够有效降低主要污染物输出浓度,对面源污染阻控效果较好。     

户用沼气对三峡库区小流域农业面源污染的削减响应分析

通过调查统计与现场采样,分析了三峡库区小流域农业面源污染的压力、状态和响应态势,确定了主要污染物、主要污染源、农业面源污染负荷容量及其削减量。采用清单分析方法,核算了小流域化学肥料施用、有机肥施用、农作物秸秆、畜禽养殖、农村生活污水、生活垃圾和农田土壤侵蚀等7个来源对农业面源污染化学需氧量(COD)、生化需氧量(BOD5)、全氮(TN)、全磷(TP)排放负荷及其贡献。并采用实地监测,分析了小流域水环境质量。王家沟小流域农业面源污染物COD、BOD5、TN、TP的排放量分别为12 100,6 413,1 780,327kg/a,其水质测算浓度分别为22.23,11.44,3.15,0.58mg/L,与实测浓度相差不大,说明大尺度的农业面源污染负荷计算与小尺度的农业面源污染实测是相容的。户用沼气对7个污染源的控制包含直接与间接作用、促进与抑制作用。单口户用沼气池全年可减少COD 230.65kg,BOD5146.87kg,TN 38.00kg,TP 11.84kg的污染物进入水体。王家沟小流域主要污染物是TN、TP、BOD5,主要污染源是畜禽养殖、化肥施用、农作物秸秆。为了使王家沟小流域农业面源污染物达标,在考虑水环境容量的基础上,需要新建户用沼气池32口,最终沼气池入户率将达到49.2%。     

改进灰色模式识别模型评价洱海雨季灌排沟渠水质

为揭示洱海流域农田生产与农村生活单元交替分布对灌排沟渠水质的综合影响及污染物贡献率,选取流域典型灌排沟渠不同断面进行连续取样观测,在分析化学需氧量(chemical oxygen demand,COD)、总氮(total nitrogen,TN)、总磷(total phosphorus,TP)及铵态氮(ammonium nitrogen,NH_4~+-N)浓度变化特征基础上,采用"中心化"灰色模式识别模型和综合平均污染指数对沟渠农田入口-农田出口-村落出口-农田出口-村落出口-农田出口断面水质进行综合评价。结果表明:沟渠断面TP和总可溶磷(totaldissolved phosphate,TDP)浓度沿水流方向持续增加,TN和硝态氮(nitrate nitrogen,NO_3~--N)浓度先增加随后稳定,沟渠农田出口段NH_4~+-N和COD浓度分别削减13.43%～57.88%和2.88%～19.33%,而流经村落段浓度相应增加。灰色模式识别模型分析发现沿水流方向沟渠断面水质类别分别为Ⅲ类、Ⅱ类、Ⅳ类、Ⅳ类、Ⅴ类和Ⅴ类,综合平均污染指数法表明沟渠中TN和COD是水体主要污染因子,而NO3--N是水体TN的最主要形态。该研究可揭示洱海流域氮磷污染来源与贡献,为明确面源污染防治的主要污染因子提供科技支撑。     

不同规格生态沟渠对排水污染物处理能力的研究

利用三种不同深度规格的生态沟渠(E0.80、E1.05和E1.30),通过控制相同的表面水力负荷,比较研究了动态进水(TN 0.86~6.13 mg·L^-1、TP 0.11~0.28 mg·L^-1)条件下生态沟渠对农业面源主要污染物的去除效果,同时考察其耐冲击负荷能力和适宜建造长度。结果表明:整个试验期间,三种不同深度规格的生态沟渠对铵态氮(NH4+-N)、总氮(TN)、总磷(TP)和悬浮物(SS)的去除率均达到50%以上,其中E1.30对污染物的去除效率较高,NH4+-N、TN、TP和SS的总平均去除率分别为64.8%、63.1%、71.8%和60.8%。同时,E1.30的污染物出水浓度较为稳定,耐冲击负荷能力相对较强。进水浓度较高情况下,E1.30在TN、TP出水浓度为2 mg·L^-1和0.2 mg·L^-1时所需长度分别为27.4 m和4.9 m,为三种规格生态沟渠中最短。表明生态沟渠是有效去除农业面源污染物的技术,在实际应用中可因地制宜地建设E1.30规格的生态沟渠,并可辅以高效吸附氮磷材料等其他措施,进一步提高生态沟渠对农业面源污染物的去除能力。     

黄石市农业面源污染的解析及其空间异质性研究

为弄清黄石农业面源污染的源分配以及在空间上的分布差异,进而为削减黄石农业面源污染提供理论依据,该文采用清单分析方法,研究了黄石市化肥施用、有机肥施用、秸秆遗弃、畜禽养殖、水产养殖、生活污水、生活垃圾、地表径流中COD、BOD5、TN、TP的污染负荷及其在空间上的分布差异.结果表明,黄石市农业面源污染排放COD、BOD5、TN、TP的实物总量分别为6.12万、3.55万、1.65万、0.43万t/a,相应的等标排放量分别为3061、8874、16542、21726 f/a.农业面源污染负荷已占全市水环境的半壁江山,接近水环境容量,必须予以削减.主要污染源是畜禽养殖、化肥与生活污水,主要污染物是TP、TN.因农业面源污染引起COD、BOD5、TN、TP的排放浓度为26.04、15.10、7.04、1.85 mg/L,达到严重污染.按压力确定的污染程度是大冶市>市区>阳新县,按响应确定的污染程度是市区≈大冶市>阳新县.     

平原河网地区农村面源污染重点源和区的识别筛选——以上海青浦区为例

以地处平原河网地区的上海市青浦区为研究对象,通过清单分析方法和等标污染负荷法,以乡镇为单元研究了种植业、畜禽养殖、水产养殖和农村生活污水等农村面源污染来源,以及化学需氧量（COD）、总氮（TN）、总磷（TP）等污染物的排放量及其贡献率,并以青浦区水环境功能区划地表水环境质量标准为基准,评价及识别筛选了该区域农村面源污染主要来源及其重点区域。研究结果表明,青浦区农业面源污染COD、TN、TP实物排放量分别为2.68×103、0.85×103、0.11×103t·a-1,主要污染源为种植业,其等标污染负荷比达到53.07%,主要污染物为TN,其等标污染负荷比达到59.92%。通过农业面源污染排放强度分析,确定青浦区农业面源污染程度较重的乡镇主要为练塘镇、白鹤镇和金泽镇,建议在青东地区以农村生活污水处理和畜禽养殖污染治理为重点、在青西地区以种植业面源污染防治为重点,针对性地开展农村面源污染综合防治工作。     

四川山区农村面源污染负荷估算与评价

对农村面源污染物负荷的估算、来源分析及控制措施制定是当前研究的热点之一。利用输出系数模型和生态系统服务与权衡综合评价模型(Integrate valuation of ecosystem services and tradeoffs tool,In VEST模型)估算宝兴县面源污染物总氮(TN)、总磷(TP)负荷,并结合水环境功能分区标准,分析面源污染物的超标情况。旨在揭示山区农村面源污染治理的空间异质性,为农村面源污染防治规划、山区水环境治理效率的提升提供科学依据。结果表明,1)2010年宝兴县面源污染物TN、TP负荷分别为1 156.44、81.41 t/a,TN、TP负荷的空间格局整体上呈现出分布不均,局部集中,靠近水体的规律;2)不同污染源对TN、TP负荷的贡献率大小顺序均为:畜禽养殖农业用地农村生活;3)从流域尺度看,宝兴县TN、TP负荷没有超过III类水质标准规定的污染物负荷阈值;而从30 m×30 m栅格尺度看,宝兴县TN、TP超标量分别为763.63、51.16 t/a,其超标区域主要集中在耕地、草地、居民地以及靠近水体的地方,以上超标区域即为面源污染控制和治理的关键区域。     

多级跌水充氧式沟渠连通生态塘污水处理效果及优化模拟试验

针对农村污水流量小浓度高、排放不均匀及降雨冲击等特点,设计多级跌水充氧式沟渠连通生态塘组合工艺,进行水力负荷、运行方式、水量波动、降雨冲击等影响因素及参数优化试验。结果表明:随着水力负荷的增大,污染物的去除率逐渐降低;间歇运行的处理效果优于连续运行;水量的波动导致污染物的去除率也随之变化,其中化学需氧量和氨氮的去除率最大降幅接近20%;总氮去除率的降幅最大,约25%;总磷的去除率最大降幅最小,约15%左右;当降雨规模变大时,组合工艺对各污染物去除率分别从53.95%、52.44%、49.92%、71.64%下降到40.94%、43.75%、34.93%、53.84%。采取地表径流截流措施后,组合工艺对各污染物的去除效果有所改善,去除率的上升与截流倍数的增加近似呈现线性关系,当降雨为暴雨,采取截流倍数为5时,出水水质仍能达到城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)一级排放标准,对降雨期间农村污水的污染去除具有重要意义。     

利用有机覆盖物处理的人工湿地外排焦化废水研究

[目的]为进一步降低污染物浓度,提高钢铁企业水资源循环利用率。[方法]采用水平潜流人工湿地处理外排焦化废水,通过监测分析进出水中浊度、化学需氧量(COD),总氮(TN)和总磷(TP)含量,探讨冬季人工湿地植物层不添加及添加有机覆盖物对钢铁企业外排焦化废水净化水平的影响。[结果]在低温季节,水力停留时间为5d时,不添加有机覆盖物人工湿地对外排焦化废水浊度,COD,TN和TP的平均去除率分别为68.55%,14.94%,14.20%和71.26%;添加有机覆盖物人工湿地对外排焦化废水浊度、COD,TN和TP的平均去除率分别为72.54%,21.62%,20.50%和71.88%;有机覆盖膜的保温作用使得COD去除率升幅达44.68%,TN去除率升幅达44.45%。[结论]在植物层添加有机覆盖物作为保温材料,可以提高人工湿地在低温条件下的净化效率。     

基于输出系数模型的水库汇水区农业面源污染负荷估算

面源污染是导致环境恶化的主要原因之一,由其所引起的水体富营养化现象,已严重威胁着水环境生态安全。该文以长春市水源地新立城水库汇水区为研究对象,选用输出系数模型对其农业非点源污染负荷进行估算,得到结果如下:1)汇水区内农业非点源污染总氮、总磷负荷量分别为2 822.485、471.123 t/a,且二者空间分布较一致;2)总氮负荷量的贡献率大小顺序为:土地利用畜禽养殖农村人口,总磷的污染负荷贡献率大小为:畜禽养殖土地利用农村人口;3)选取水库2004-2013年水质监测数据计算营养盐输出负荷,与模型估算的输出负荷进行对比,得到模型模拟具有较高精度,系数选取合理可靠,可信度高,可在研究区范围内进行推广,能够为长春市水源地综合整治及水利规划提供了数据支撑及科学依据。     

浸润线高度对垂直潜流湿地处理效果的影响研究

针对污染物浓度较高的猪场沼液,开展了不同浸润线高度下垂直潜流湿地处理效果的对比研究。试验结果表明：湿地浸润线可改变湿地填料层中的溶解氧分布和水力流态,从而造成了3种类型湿地系统对猪场沼液处理效果的差异;在不同水力负荷下,中浸润线垂直潜流湿地（VSSF-M）对猪场沼液中各项污染物的去除效果均好于低浸润线垂直潜流湿地（VSSF-L）和高浸润线垂直潜流湿地（VSSF-H）;中浸润线垂直潜流湿地利用溶解氧梯度在填料层内实现了好氧区、缺氧区和厌氧区的共存,从而使硝化作用与反硝化作用在同一系统内完成,提高了系统的脱氮能力;中浸润线垂直潜流湿地系统还可适当增大系统的水力停留时间（HRT）,并可优化水力流态,从而进一步改善湿地系统的净化效果。因此,结合处理效果和出水水质的稳定性,中浸润线垂直潜流湿地对浓度较高的猪场沼液具有较高的去除效率。     

排水沟塘分布特性及与农田水力联系对水质净化能力的影响

湿地是一种能够有效治理农业非点源污染的生态设施;在一些无法建设人工湿地的地区,现存的排水沟塘系统具有类似湿地的水质净化效果。为研究排水沟塘的分布以及其与农田水力联系对其水质净化能力的影响,该文以扬州市江都区昭关灌区为例,首先通过实地调查,明确研究区不同形式沟塘的分布规律,确定沟塘与农田逐级详细水力联系,然后建立理论分析模型,分别计算考虑与不考虑水力联系2种情况下,沟塘的污染物去除能力。结果表明,考虑水力联系后,污染物去除能力为不考虑水力联系的70%~84%;水质净化作用主要集中在一些面积较大的支沟和池塘。从农田排水的角度考虑,尺寸较大沟塘会出现一定的水力冗余,但是从水质改善的角度看,则有必要保留。研究区可通过较为简单的工程措施来优化水力联系,提高其污染物的去除能力。     

宁波地区4种典型农村生活污水处理工艺污染物去除率比较分析

选择宁波地区的A/O一体化、生物滤池、生物转盘和人工湿地等4种典型农村生活污水处理工艺为研究对象,于2013年1月—2015年12月期间开展各工艺终端处理设施的进出水水质跟踪监测,进行各处理工艺的污染物去除率和稳定性比较分析。结果表明,4种处理工艺的COD、BOD_5、SS多年平均去除率大小顺序均为A/O一体化生物滤池生物转盘人工湿地,TN多年平均去除率大小顺序为生物滤池生物转盘A/O一体化人工湿地,其中A/O一体化、生物滤池和生物转盘工艺的COD、BOD_5、TN平均去除率均显著高于人工湿地工艺;A/O一体化、生物滤池和生物转盘工艺随着终端处理设施运行年限的延长,COD、BOD_5、SS、TN去除率均保持稳定,而人工湿地工艺的COD、BOD5、TN去除率均呈现明显的下降趋势;各处理工艺在低温期(11月—次年4月)和高温期(5月—10月)的SS去除率差异不明显,但各处理工艺的COD、BOD_5、TN去除率在低温期明显低于高温期,其中A/O一体化工艺差异相对较小,生物滤池工艺差异最大。     

Best management practices for agricultural non-point source pollution in a small watershed based on the AnnAGNPS model

Best management practices (BMPs) are implemented to reduce non-point source pollution (NPSP) worldwide. In this study, the AnnAGNPS model was adapted and used to evaluate the effectiveness of BMPs for NPSP control in the Three Gorges Reservoir Area in China. Through field investigation and experimental observation, the AnnAGNPS model database was constructed. The model best simulated run-off and its simulation of total nitrogen (TN) was better than for total phosphorus (TP). Simulation of the spatial distribution of different pollutant loads showed that the annual outputs of TN and TP per unit area were the highest, with an average of 63 and 6 kg hm⁻² per year, respectively. An optimal scenario was developed based on adjustments to the existing land structure which were most effective at reducing N and P loads. The reduction rates of TN and TP loads were 54% and 63%, respectively, while the reduction rates of dissolved and particulate N and P loads were between 47% and 68%. After 27% of arid slope fields were converted into terraces in the study area, the modelled particulate N and P outputs were reduced by 44% and 46%, respectively, showing that terracing sloping land could be effective at reducing particulate N and P losses. These findings indicated that slope-shifting technology is the most important method for NPSP control in the TGRA. In addition, reduced fertilizer use and conservation tillage measures should also be adopted to effectively reduce TN and TP losses.     

三种类型农田排水沟渠氮磷拦截效果比较

为了了解太湖地区不同类犁农田排水沟渠对N、P拦截效果的影响,分别在野外构建了3种类型的农田排水沟渠,即生态沟渠、混凝土沟渠和土质沟渠.研究了不同进水N、P浓度、不同水力停留时间和不同进水流速条件下,3种类型沟渠的N、P拦截效果.结果表明:在水力停留时间分别为24 h和48 h静态试验以及在固定进水流速的动态试验中,沟渠对不同进水N、P浓度的N、P去除牢大小顺序是:生态沟渠、土质沟渠和混凝土沟渠,其中,生态沟渠明显优于其他沟渠.在固定进水浓度的条件下,沟渠在不同水力停留时间下的N、P去除率大小顺序为;生态沟渠、土质沟渠和混凝土沟渠,其中,生态沟渠明显好于其他沟渠.在高、低两种进水流速和固定进水浓度条件下.生态沟渠在低进水流速下的N、P去除率明显优于其他沟渠.在不同进水浓度条件下,生态沟渠最佳水力停留时间为48 h.