乌梁素海表层沉积物营养盐的分布特征及环境意义

采用现场采样及室内测试方法,对乌梁素海表层沉积物营养元素（TN、NH4＋-N、NO3--N、TP和TOC）的分布特征进行了分析,系统研究了沉积物碳-氮-磷两两之间的相互耦合关系及其环境意义,并对乌梁素海沉积物的有机污染状况进行了评价。结果表明,乌梁素海表层沉积物TOC/TN比平均值为12.70,反映出有机质来源可能是湖泊水生生物和陆源输入,其中外源输入略占主导;TOC/TP比值高于TOC/TN,沉积物中的有机质主导着TOC/TP比值的变化趋势;TN/TP比值的分布表现出与TOC/TP比值相似的变化特征。有机污染评价结果显示,全湖的有机指数均值为0.42,处于尚清洁状态,w（ON）的均值为0.17%,属于有机氮污染状态。     

内蒙古呼伦湖沉积物营养元素分布及环境污染评价

对呼伦湖各采样点表层沉积物营养元素（TN、TP和TOC）的分布特征及相互关系进行了分析,并对表层沉积物进行了营养元素的环境评价和重金属的地积累指数评价。结果表明,新开河、乌尔逊河及克鲁伦河入湖点（A10、F9、I2）营养元素的含量均低于其他采样点,且TOC与TN和TP的环境行为近似,说明TN和TP的沉积与生物有机质的沉积相伴随;呼伦湖沉积物碳氮比的均值约为10.2,说明内、外源有机质基本达到平衡状态。通过对沉积物的环境污染评价发现,呼伦湖沉积物有机污染较轻,仍处于较清洁状态,但有机氮的污染程度较为严重;地积累指数评价显示,主要污染元素为Cd和As,而Hg、Cu和Zn属于无污染状态。     

白洋淀沉积物-沉水植物-水系统氮、磷分布特征

通过2015年4月份和9月份对白洋淀西部纳污区、中部生活水产养殖区以及淀边缘区优势沉水植物及对应沉积物和水中总氮(TN)、总磷(TP)含量测定,分析白洋淀水体氮磷营养分布规律,明确不同沉水植物对自然水体氮磷富集能力,为应用沉水植物修复富营养化水体提供理论依据。结果表明:白洋淀水体TN和TP浓度分别为0.77~13.65mg/L和0.05~1.21mg/L。受唐河和府河输入影响,纳污区水中TN和TP浓度最高,为IV~劣V类水,生活水产养殖区和淀边缘区水体TN和TP浓度差异均不显著(p0.05),水体氮磷主要受入淀河流输入影响;沉积物TN和TP含量分别为(3.16±1.86)g/kg和(0.72±0.20)g/kg。沉积物TN和TP标准指数变化范围为3.42~9.09和0.93~1.44,综合污染指数为2.19~5.26,白洋淀沉积物营养盐处于严重污染水平且受氮素影响更为严重。其中生活水产养殖区沉积物TN和TP含量最高,纳污区和淀边缘区差异不显著(p0.05);沉水植物对水中TN的富集能力表现为菹草金鱼藻篦齿眼子菜,对水中TP的富集能力表现为金鱼藻菹草篦齿眼子菜;水和沉积物中TN和TP之间均存在显著正相关(p0.05)。沉水植物体内氮磷含量与水体TN和TP浓度存在显著正相关,而与沉积物TN和TP含量无显著相关(p0.05)。总之,3种沉水植物均具有很强的修复水体氮磷污染的能力,建议适时收割地上部以有效去除水体氮磷污染。     

南四湖表层底泥中多环芳烃有机污染及其生态风险研究

通过对南四湖9个采样点表层底泥中16种美国EPA规定的优控PAHs的含量测定,分析了PAHs在南四湖表层底泥中的分布特征、来源,进而对其生态风险进行了评价。结果表明:河口区的PAHs含量最高,主要是受污染严重的入湖河流的影响。微山岛和二级坝附近表层底泥中PAHs的含量与湖内其他点位相比较高,且上级湖的含量要高于下级湖的含量。表层沉积物中PAHs主要来源于化石燃料的不完全燃烧,但也存在一定的石油污染。南四湖表层底泥中的PAHs生态风险很小,未对生物造成不利影响,属于轻微污染水平。     

青海湖表层沉积物营养元素分布特征及相关性分析

以青海湖11个样点的表层沉积物为研究对象,测定分析其营养元素总磷（total phosphorus,TP）、总氮（total nitrogen,TN）、溶解性磷酸盐（no-apatite inorganic phosphorus,NAIP）和总有机碳（total organic carbon,TOC）含量,并对其分布特征及相关性进行分析。结果表明：TP含量在0.36~0.71g·kg-1之间,平均值为0.59g·kg-1,变异系数为15.42%;TN平均含量为1.74g·kg-1,变异系数43.02%;TOC含量为18.60g·kg-1,变异系数46.61%;TN、TP、TOC含量间呈极显著（P〈0.01）的直线线性关系,NAIP与TN、TP和TOC含量间呈显著（P〈0.05）的S型曲线线性关系。分析表明,水深度、扰动程度等内源因素可影响青海湖表层沉积物中TN、TP及TOC含量,河流补给、旅游活动等外源输入及自然扩散对溶解性磷酸盐分布有一定的影响。     

我国湖泊沉积物营养盐和粒度分布及其关系研究

通过现场采样及室内理化性质分析,研究了我国不同区域6个不同特征湖泊表层沉积物营养盐和粒度的分布及其相互关系。结果发现,浅水富营养化湖泊杞麓湖、巢湖的沉积物营养盐含量和水体富营养化程度一致,而深水湖泊泸沽湖、程海和青海湖的沉积物营养盐含量和水体的营养状态没有关系,尤其是贫营养湖泊泸沽湖,沉积物中TN、TP含量远远高于东部富营养化严重的浅水湖泊。研究湖泊的表层沉积物中TOC与TN和Po表现出显著相关关系,表明沉积物中氮主要以有机氮的形式存在,有机质是有机磷的重要载体。表层沉积物粒径主要集中在64μm以下,不同的湖泊表层沉积物表现不同的粒度分布特征,沉积物营养盐含量较高的杞麓湖、程海、泸沽湖和巢湖的沉积物粒径更细,细颗粒所占比例高低与其污染程度相一致。沉积物中TOC、TN、TP、Pi、Po与小于4μm的细颗粒都呈现显著的正相关关系,而与16～64μm的粒径范围呈现负相关关系。     

10种水生观赏植物对不同富营养化水体的净化效果研究

通过温室静态试验研究了路易斯安娜鸢尾等10种水生观赏植物在中浓度和高浓度富营养化水体环境下的生长状况及对不同富营养化水体TN、TP和COD的去除能力。结果表明,无论中浓度还是高浓度富营养化水体环境下10种水生观赏植物中泽苔草、水芋、水生美人蕉、再力花长势均非常旺盛,而菖蒲、千屈菜和马蔺长势相对最弱,鲜重增加量最低。水芋、水生美人蕉、泽苔草和再力花对TN的去除能力较强,其在高浓度富营养化水体生长30d时对TN的去除率依次为97.85%,97.79%,96.12%,95.74%;千屈菜和菖蒲对TN的去除能力较弱,试验结束时其对高浓度富营养化水体TN去除率为77.43%和63.16%。不同植物对TP的去除能力存在差异,泽苔草对TP去除能力最强,试验结束时其对高浓度富营养水体TP去除率达99.17%,达国家Ⅰ类水质TP标准;其次为再力花和水芋,在高浓度富营养水体生长30d时TP去除率分别为98.65%和98.66%,达国家Ⅱ类水质TP标准;菖蒲、千屈菜和马蔺对TP去除能力最弱。此外,不同植物对降低水体COD也有一定作用,但是水体自净化也能够达到较好的降低COD的效果。从不同植物对水体N、P积累量来看,泽苔草在中、高2种浓度富营养化水体下单株植物净化能力居于10种植物之首,而路易斯安娜鸢尾尽管对N、P的去除能力居中,但其是10种植物中唯一的四季常绿观赏水生花卉植物,一年四季均可修复水体,具有较大的应用潜力。     

光伏电站内不同植被下土壤C、N、P 化学计量特征

西部地区光伏电站的建设和运营会对土壤和植被产生一定破坏,造成局地风沙危害。以光伏电站内樟子松、苜蓿和黄芪样地为研究对象,对不同植被下土壤养分及其化学计量进行研究,为光伏电站内植被恢复模式选择提供数据支撑。结果表明,不同植被下土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)含量的大小顺序为SOCTNTP。相同植被间,黄芪地表层土壤的SOC含量显著高于底层,苜蓿地则是下层显著高于表层;不同植被间,只有黄芪地表层土壤SOC含量显著高于苜蓿地,下层土壤SOC则是苜蓿地显著高于黄芪地,其余样地间土壤SOC、TN和TP差异均不显著。整个研究区C、N、P化学计量比的大小顺序为C∶PC∶NN∶P。0～20 cm表层土壤均是黄芪地C∶N、C∶P和N∶P大于樟子松地和苜蓿地(差异不显著),而20～40 cm土层则是苜蓿地C∶N、C∶P和N∶P最大(只有苜蓿地和黄芪地间的C∶P差异显著);不同土层间只有黄芪地的表层土C∶N显著高于底层土。土壤SOC、TN、TP、C∶N和N∶P含量均为弱变异,只有C∶P为中等变异。土壤SOC与C∶N和C∶P,C∶N与C∶P,N∶P与TN均呈极显著正相关。研究区土壤的C∶P为12.79,远低于中国陆地土壤C∶P平均值,表明光伏电站土壤N素缺乏,C偏低,N为养分限制因子。     

南四湖流域非点源污染TN/TP时空格局及防治分区演变

[目的]探究非点源污染物TN,TP时空演变特征,找出影响流域非点源污染的主要污染物、污染源和影响TN,TP变动的最活跃单元,分析TN,TP污染防治分区演变,为南四湖流域非点源污染治理提供理论依据。[方法]以1990—2013年土地利用为基础数据,结合3S技术,运用输出系数模型和等标污染负荷法模拟非点源污染时空分布。[结果]1990—2013年期间南四湖流域非点源TN和TP污染排放量整体变化趋势是先上升后下降并趋于平稳,其中TN是主要污染物;TN的主要污染源是土地利用,TP的主要污染源是农业生活和畜禽养殖;1990—2013年期间,南四湖流域非点源TN和TP变动最活跃的单元是降水因子。[结论]南四湖流域非点源污染具有地区差异等特点。整体而言,湖西地区比湖东地区污染严重,但在近24a间,地区差异有缩小的趋势;1990—2013年期间,湖西地区非点源污染较为严重,属于重点治理区;北沙河流域、洸府河流域和梁济运河流域污染程度有加重趋势,是优先控制和重点治理区。     

宁夏灌区湿地沉积物营养盐和重金属垂向分布特征

湿地是灌区农业面源污染物的汇集地,沉积物中的营养盐和重金属含量是指示水体营养状况的地球化学指标之一。该文分析了宁夏黄灌区湿地沉积物剖面中TOC、TN、TP、Zn、Cu含量的垂向分布特征,并与湿地周围农田、排水沟和猪场排污口沉积物相应层次元素的含量进行了比较。结果表明,湿地沉积物剖面中TOC、TN垂向分布规律相似,在0-50cm有富集,湿地沉积物中TOC的含量是农田和排水沟的5～7倍、是猪场排污口的2.4倍,湿地沉积物中TN的含量是农田和排水沟的3倍左右,是猪场排污口的1.24倍。湿地沉积物中TP的含量与农田、排水沟土壤剖面中的含量差别不大,但远低于猪场排污口。湿地沉积物中Zn的含量小于农田、排水沟和猪场排污口,Cu的含量高于农田和排水沟但远低于猪场排污口。湿地沉积物剖面中TP、Zn、Cu垂向分布规律相似,在湿地入口处0-10cm表层有富集,10cm以下基本均匀分布,且在湿地腹地整个剖面基本均匀分布。湿地沉积物中TOC、TN、TP间均存在显著相关性,湿地沉积物剖面中的TOC、TN、TP与农田土壤剖面中相应层次元素的含量呈显著线性相关关系。湿地沉积物表层明显有TOC、TN、TP、Zn、Cu的富集,由于元素本身化学性质和来源影响的差异,在沉积物剖面中富集的深度不同,农田退水携带的营养型污染物及养殖排污是湿地沉积物的主要来源之一。     

Agricultural Diffuse Nutrient Pollution Transport in a Mountain Wetland Complex

Wetlands in mountain environments provide critical ecosystem services but are increasingly threatened by agricultural land use intensification. This study evaluates agricultural nonpoint source nutrient pollution transport in a wetland–stream–lake complex in a mountain, tussock grassland catchment in the South Island, New Zealand. Flow and water-quality monitoring in the Lake Clearwater catchment during three flow events from May to August 2010 (autumn high flow, winter low flow, and winter high flow) showed high concentrations and exceedances of water quality guidelines for total nitrogen (TN) and total phosphorus (TP) in small ephemeral streams draining agricultural land during high flows. Concentrations were attenuated through the wetlands to below guidelines, with the exception of TN which still remained slightly higher. Most TN was in the organic form above and below the wetland, suggesting N sources from animal waste/agricultural land and organic material and vegetation within the wetland. Most TP was particulate associated with suspended solids during high flows. Dissolved forms of N and P generally were below guidelines. Flows and loads (instantaneous and daily) increased at the lake outlet during winter high flow, indicating unaccounted sources to the lake from groundwater, the wetlands, or the lake sediments, and seasonal N saturation. Infiltration losses to shallow groundwater along the main perennial tributary likely re-appear as discharge to the wetlands and lake downstream. Surface–groundwater interactions play a dominant role in N transport to the wetland complex due to highly permeable soils and glacial alluvial deposits. Loads and unit loads of TN and TP were also elevated in the ephemeral streams. Results show that TN and TP concentrations and unit loads during high flows in ephemeral streams in this mountain grassland catchment are similar to, or higher than, values for impacted lowland pasture catchments. Although impacts to the wetland ecosystem have not been observed to date, the lake is shifting toward a mesotrophic state, and further research is needed to elucidate impacts of nutrient loads and help meet conservation and restoration goals.     

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。     

自然降雨条件下秸秆还田对巢湖流域旱地氮磷流失的影响

本文通过野外径流小区观测试验,开展了自然降雨条件下秸秆覆盖对巢湖流域旱地地表径流、泥沙和氮磷流失影响的研究。试验结果表明,秸秆覆盖能有效减少地表径流量、侵蚀产沙量以及因地表径流引起的土壤氮磷流失。在整个玉米生长期间,秸秆覆盖小区的总产流量与产沙量比传统耕作小区分别减少30.47%和22.88%,表现出显著的水土保持作用。与传统耕作小区相比,秸秆覆盖小区随地表径流迁移的氮、磷流失总量分别降低27.42%和32.29%,但秸秆覆盖对径流中氮磷浓度的影响却不明显。溶解态氮是氮素流失的主要形态,颗粒态磷是磷素流失的主要形态。秸秆覆盖可以作为源头控制农业面源污染的较好措施之一加以推广。     

长寿湖表层沉积物中氮的赋存形态及污染评价

为揭示长寿湖表层沉积物中营养盐的赋存特征,于2009年4月采集了该湖15个样点的表层沉积物,利用化学提取法测定并分析了表层沉积物中氮的赋存形态和污染程度。结果表明:（1）长寿湖表层沉积物中总氮（TN）的含量为1240.0～5110.0 mg/kg,其组成部分为有机氮（ON）、无机氮（IN）中以氨态氮（NH₄⁺—N）为主。（2）各形态氮的变异系数均为0.1～1.0,属于中等强度变异。（3）水流作用对长寿湖表层沉积物中氮的分布和迁移起到重要作用,养殖活动对其影响并不显著;水位高低对氮的分布也有一定影响。（4）相关性分析表明,总氮（TN）的含量和空间分布几乎完全受到有机氮（ON）控制,无机氮（IN）的变化主要受到氨态氮（NH₄⁺—N）的影响。（5）长寿湖表层沉积物的污染较为严重,应加强治理。