凤眼莲对不同程度富营养化水体氮磷的去除贡献研究

采用人工模拟方法,研究了凤眼莲在不同程度富营养化水体中对N、P的吸收和去除作用。结果表明,凤眼莲在总氮(TN)、总磷(TP)初始浓度分别为2.06～20.08mg·L-1和0.14～1.43mg·L-1的4种富营养化水体中均可正常生长,近1年的试验中,凤眼莲总生物量累计增加41.03～47.12kg·m-2,平均生物量增长率为0.096～0.262kg·m-2·d-1。凤眼莲地上部N和P平均含量分别为24.16～34.15mg·g-1和3.46～6.90mg·g-1;地下部N和P平均含量分别为11.76～18.45mg·g-1和6.02～8.50mg·g-1。凤眼莲在4种富营养化水体中的N和P吸收量累计分别为43.06～71.16g·m-2和8.68～16.63g·m-2,且随水体初始N、P浓度的升高而增加,并与自身生物量呈极显著正相关(P0.01)。在N、P负荷较低的水体(Ⅰ和Ⅱ)中,凤眼莲吸收对N、P的去除贡献均超过100%,表明凤眼莲吸收利用了底泥中部分N和P;而在N、P负荷较高的水体(Ⅲ和Ⅳ)中,凤眼莲吸收对N、P的去除贡献也均超过42.32%和83.79%。因此,本试验条件下凤眼莲吸收在水体N、P去除中起主要作用。     

凤眼莲及底泥对富营养化水体反硝化脱氮特征的影响研究

利用改进的漂浮箱法,通过直接测定水体释放的N2O、N2,在模拟实验中研究种养及未种养漂浮植物凤眼莲条件下富营养化水体硝化、反硝化脱氮释放N2、N2O特征及其对消减水体氮的贡献。结果表明,种养或未种养凤眼莲的富营养化水体硝化、反硝化脱氮的产物以N2为主,硝化、反硝化脱氮释放N2O而脱除的氮仅占水体TN损失量的0．01％＋0．003％。在实验设定的水体富营养化条件下（NH4^＋ —N浓度6．0～7．2mg·L^-1、NO3^- -N浓度0．81～5．14mg·L^-1、TN浓度为8．9～12．07mg·L^-1）,种养凤眼莲的富营养化水体（无底泥）以向大气界面累积释放N2形式损失的氮量（N2-N量,以N计）为（1609．1±303．4）-（2265．2±262．6）mg,占水体氮损失量的63．2％-17．0％,凤眼莲吸收的N仅占水体TN损失量的（23．7±3．1）％～（28．7±4．8）％,并不是净化水体氮的唯一途径。未种养凤眼莲的富营养化水体（无底泥）向大气界面累积释放N2形式损失的氮占整个水体N损失量的（40．7±8．6）％-（43．6±0．8）％,是富营养化水体自净脱氮的主要途径。施加底泥进一步促进了水体通过反硝化脱氮释放N2而损失的氮量。凤眼莲与底泥对促进反硝化脱氮过程具有良好的交互作用（P〈0．01）。种养凤眼莲的富营养化水体向大气界面释放N2的浓度显著（P〈0．05）高于相应处理下未种养凤眼莲的对照水体,说明凤眼莲可能对水体反硝化脱氮过程有促进作用。     

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。     

不同pH值下底泥-水体-凤眼莲系统磷释放与迁移规律研究

实验以凤眼莲(Eichhirnia crasslpes)-水体-底泥系统为研究对象,探讨了p H值为6.0、7.5、9.0和10.5条件下,各系统内各组分(凤眼莲、水体、底泥)中总磷(TP)含量变化和释放的规律。实验结果表明:底泥TP的释放受p H值影响很大,即碱性条件下释放量最大,近中性的释放量最小;随p H值由低到高,种养凤眼莲各处理底泥TP的释放量较空白对照分别增加了7.40、6.73、7.33mg·kg-1和1.13 mg·kg-1。水体TP变化是底泥释放和凤眼莲吸收作用平衡后的外观表现,并不单独决定于某一因素,如p H值在6.0~9.0范围内,种养凤眼莲处理水质净化优于空白对照,其降低范围在0.03~0.27 mg·L-1之间;p H值为10.5时,种养凤眼莲处理水质净化劣于空白对照。在凤眼莲正常生长的前提下,其吸收吸附是系统可移动TP的主要去向,占系统可移动磷的73.12%~79.06%,但极端碱性条件下,凤眼莲死亡后腐烂产生的TP也是系统可移动TP的来源之一。     

小江流域农地水土流失对水体富营养化的影响

水土流失是水体富营养化的一个重要源头。在三峡库区小江流域,定点监测了4类农地(水田、梯坪地、25°坡耕地、25°坡耕地)的水土流失量,并于2008年在渠口、养鹿、高阳、黄石、双江及河口(参照)6个断面采水样进行水质调查。研究结果表明:坡耕地是小江流域水土流失的主要策源地;农地水土流失导致的氮、磷流失对小江水体的富营养化贡献很大,流失的TN、TP分别高达675.76,69.03 t/a;小江TN浓度主要受水土流失和长江TN浓度的共同制约,峰值为5.31 mg/L(渠口)出现在7月份;小江TP浓度主要受水土流失和长江水位的共同制约,各断面的最小值均出现在7月份,最小值为0.03 mg/L(渠口)。总体而言,小江处于中营养到富营养状态,4月份较容易发生水体富营养化,7月份和11月份磷是水体富营养化的限制因子。     

6种水生植物及其组合对模拟污水中磷的净化效果

[目的]针对河流湖泊水体污染严重现状,选择6种水生植物进行水质净化试验,为污染水体的水生植物治理提供选择依据。[方法]选择6种具观赏效果的水生植物菖蒲、美人蕉、大薸、凤眼莲、金鱼藻、穗花狐尾藻,采用静态水培的方法,研究6种水生植物及其组合对不同浓度模拟污水中总磷净化效果。[结果]单一水生植物试验中,凤眼莲在高(2 mg/L)、中浓度(0.5 mg/L)磷水体中总磷去除效果最好,去除率分别为95.9%,93.4%。金鱼藻在低浓度磷(0.1 mg/L)水体中总磷去除效果最好,去除率为91.1%。组合水生植物试验中,高浓度磷水体中金鱼藻+菖蒲+凤眼莲的水生植物组合对水体中总磷去除效果最好,去除率为96%。中浓度磷水体中穗花狐尾藻+菖蒲+凤眼莲水生植物组合总磷去除效果最好,去除率为98.8%。低浓度磷水体中穗花狐尾藻+菖蒲+大薸水生植物组合总磷去除效果最好,去除率为94.3%。[结论]选择的6种水生植物对总磷均有一定的去除效果,对水生植物的种植数量、面积、时间以及组合方式进行优化配置,可用于污染水体水质净化。     

14条环太湖河流水质与茭草、水花生氮磷含量

选取环太湖14条主要河流为研究对象,分析河流水质和水生植物优势种（水花生和茭草）中氮磷含量,探讨两者的相关性。结果表明：自实施综合整治以来,环太湖河流水质有所好转,氮污染是目前环太湖河流的主要污染特征,有效削减其入河量是太湖入湖河流治理的重要任务;水花生总氮（TN）和总磷（TP）累积能力均强于茭草,水花生叶（茎）中TN、TP含量分别是33.88~55.70 g·kg-1（22.10~29.96 g·kg-1）、4.44~8.96 g·kg-1（3.43~8.02 g·kg-1）;茭草叶（茎）中TN、TP含量分别是12.30~21.41 g·kg-1（21.75~31.22 g·kg-1）、2.06~6.58 g·kg-1（2.60~7.81 g·kg-1）。水花生和茭草叶茎中TN含量与水体中TN浓度均无显著相关性,但两种植物叶茎中TP含量与水体中TP浓度呈显著正相关,即在一定浓度范围内,水体中P浓度越高,水花生和茭草体内P的累积量越大。     

生态槽净化污染河水的动态试验研究

研究生态槽对污染河水的动态净化效果。结果表明,污染河水CODCr、水力停留时间和水温分别为48～77mg/L,8.7d和12.0～27.7℃时,生态槽出水CODCr、NH4+-N和TP平均浓度为17.28mg/L,0.23mg/L和0.15mg/L。污染河水经各级生态槽处理后,CODCr和TOC的平均去除率分别达71.95%和42.46%,其中根系发达的大薸生态槽对有机物的去除作用最为显著;NH4+-N、TN和TP的平均去除率分别达97.96%,69.63%和97.84%,且TN的去除主要通过植物吸收NH4+-N,TP的去除主要是通过植物的吸收作用。粉绿狐尾藻的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率及生物量最大,大薸和圆币草次之;大薸须根发达,可为微生物的附着提供载体;圆币草则有利于提高水体的DO水平。     

巢湖水环境质量时空演变特征及成因分析

以巢湖湖体12个监测点多年监测资料分析巢湖水环境时空分布特征,并探究其成因。结果得出,在时间序列上,巢湖水体高锰酸盐指数(CODMn)、总磷(TP)浓度在1995—2007年间变幅不明显;而总氮(TN)和氨氮(NH3—N)浓度下降趋势显著;叶绿素a(Chla)指标除2003年外变幅较微弱。空间分布上,比较1995—1999年和2000—2007年2个时段,CODMn高浓度地区在西湖区有所扩张,TP向西湖区有所收缩,NH3—N高浓度地区从派河入湖口、塘西一带转至南淝河、桥南且面积收缩,TN和Chla在西湖区浓度仍高于东湖区,而pH值在东湖区的槐林地区较高。总体而言东湖区水环境质量好于西湖区,近年来水环境有改善趋势。巢湖水环境时空演变缘由可能是丰富的外源汇入加剧水环境压力,持续的内源释放加重富营养化程度和适宜的生长环境易诱发大规模蓝藻爆发。     

云蒙湖前置库系统对水体氮磷空间格局的影响

通过监测云蒙湖前置库系统对水体总磷(TP)和总氮(TN)全年空间格局影响,及主要环境因子pH、溶解氧(DO)、氧化还原电位(Eh)和典型植物生物量的动态变化,分析生物量及环境因子和氮磷格局之间的关系。结果表明:云蒙湖水体氮磷含量在前置库系统影响下呈条带状分布,自东汶河入湖口向湖中心地区逐渐降低,总体呈现西南低东北高的趋势;前置库系统全年对水体均具有净化作用;前置库系统通过对环境因子溶解氧(DO)、pH和氧化还原电位(Eh)提高的方式来提高对水体氮磷的净化效果,从而影响水体氮磷含量的空间分布;前置库系统植物将大量氮磷富集于植物体内,通过人为收割的方式将氮磷转移出水体,是前置库影响水体氮磷含量的直接方式。     

漂浮植物对富营养化景观水体的净化效果研究

利用软隔离小区试验研究了凤眼莲(Eichhornia crassipes)、黄花水龙(Jussiaen repens L.)、空心莲子草(Alternanthera philoxeroides(Mart.)Griseb.)、水鳖(Hydrocharis dubia(Bl.)Backer.)和四角菱(Trapaquadrispinosa Roxb.)5种不同漂浮植物对富营养化景观水体的净化效果,研究结果表明,经过100天植物处理,5种飘浮植物对水体中总氮的去除率为黄花水龙(63)%>凤眼莲(57%)>水鳖(46%)>四角菱(42%)>空心莲子草(34%),对总磷的去除率为凤眼莲(52%)>黄花水龙(50%)>水鳖(45%)>四角菱(31%)>空心莲子草(22%),其中凤眼莲、黄花水龙处理围区的水质净化效果最好,水体中总氮和总磷的去除率也最高,这与植物自身吸收同化污染水体中氮素、磷素的能力大小及植物根系微生物的作用都有关。凤眼莲、黄花水龙在提高水体透明度方面表现最佳,试验围区在处理40天后水质透明度即可达到1 m以上,而空心莲子草、水鳖和四角菱的试验围区则需要处理60天以后透明度才能达到1 m以上。5种漂浮植物对富营养化景观水体都有较好的净化效果,且易于成活,容易管理,可在今后的水质净化中推广应用。     

水生植物对水体中氮、磷的吸收与抑藻效应的研究

研究了不同水生植物对富营养化水体氮、磷的净化效果及其抑藻效应。结果表明:金鱼藻(Ceratophyllum demersum)、苦草(Vallisneria spiralis)、空心菜(Ipomoea aquatica)、浮萍(Lemna minor)和菹草(Potamogetom crispusLinn)对富营养化水体中总氮、总磷、硝态氮、氨氮都有较好的去除作用,其中以空心菜和金鱼藻效果最好。培养21d后的空心菜对总氮和硝态氮的吸收率分别为76.93%和71.9%;培养21d后的金鱼藻对总磷和氨氮的吸收率分别达到了93.15%和91.2%。水葫芦(Eichhornia crassipes)、金鱼藻、浮萍都具有较好的抑制藻类生长的作用,培养过以上3种水生植物的水体也表现出抑藻效应。     

滇池水和沉积物中氮磷空间变化

Dianchi Lake is one of the most eutrophic lakes in China. In order to understand this eutrophication and to help control the pollution, this research investigated the spatial distribution of Kjeldahl nitrogen (K-N) and total phosphorus (TP) through analysis of bottom water and sediment (3 depths) samples collected at 118 sites around Dianchi Lake. The concentrations of K-N and TP for the lake bottom water in the Caohai part of the lake were much higher than those in the Waihai part, generally decreasing from north to south. In the sediments, the K-N concentration was higher in the Caohai part and the middle of the Waihai part. On the other hand, TP in the sediments was greater in the southern and western parts. Both K-N and TP had similar spatial distributions for the sediment samples of three different depths.Vertically, the KoN and TP concentration in the sediments decreased with an increase in depth. This was evidence that eutrophication and pollution of Dianchi Lake was becoming gradually more severe. Exterior factors including uncontrolled input of domestic and industrial effluents as well as non-point pollution around the lake were the main reasons for serious eutrophication; therefore, controlling these was the first step in reducing eutrophication of Dianchi Lake.     

内蒙古自治区呼伦湖水质变化特征及其影响因素

[目的]对内蒙古呼伦湖水质变化特征及其影响因素进行分析,为呼伦湖富营养化机理研究提供理论基础。[方法]采用2012—2014年的水质监测数据,对水体中TN,TP和叶绿素a(Chla)浓度的时空分布进行分析,采用综合营养状态指数法对水质进行富营养化评价,并对影响水质变化的因素进行探讨。[结果]在时间上,Chla,TN,TP浓度均表现为:7,8月9月1月;在空间上,TN的浓度的范围为1.70~2.31mg/L,均值为1.94mg/L。TP的浓度的范围为0.15~0.25mg/L,均值为0.19mg/L。呼伦湖水质已经达到地表水环境质量Ⅳ,Ⅴ类水体标准,是磷限制性湖泊。叶绿素a与总氮表现为:西南、东北两端中部,总磷浓度除一个水质观测点较高外,其他各观测点变化不大。呼伦湖水体夏季已经呈现中度富营养化水平,而冬季和秋季呈轻度富营养化水平。[结论]呼伦湖已经处于富营养化状态,丰富的外源输入为非冰封期呼伦湖发生富营养化提供了一定的物质基础。     

京郊畜禽粪污氮磷含量特征及影响因素分析

中国规模化养殖废弃物中养分资源数量可观,但缺乏循环利用技术,处置不当易引发环境污染问题。该文通过问卷调研和粪污样品检测,对京郊典型养殖场粪便和废水中的总氮、总磷含量特点进行分析,同时追踪典型规模化猪场废水中总氮、总磷含量变化的影响因素及其季节性变化特征。结果表明:所调研的养殖场中,猪粪、牛粪的总氮质量分数平均值分别为29.1,17.8 g/kg,总磷质量分数平均值分别为15.1,6.8 g/kg,猪粪便的总氮、总磷含量变异程度大于牛粪;猪场和牛场中废水总氮、总磷质量分数的平均值分别为892,540和82.4,53.3 mg/L,猪场废水总氮、总磷含量变异程度明显大于牛场。规模化猪场粪便总氮、总磷含量受到饲料配方的影响较大;受饲料和圈舍用水量的影响,现行饲养工艺及粪污处理方式下粪便对废水中总氮、总磷含量的影响较小;万头以上的规模化猪场废水中总氮、总磷含量存在季节性差异,且随着废水存储时间的推移其无机磷比例增加。这些变化特征可对畜禽粪便和养殖废水的资源化再利用提供了有用的参考。     

降雨量对洱海流域稻季氮磷湿沉降通量及浓度的影响

为了探究洱海流域稻季氮磷湿沉降规律,于2016及2017年稻季在大理洱海流域收集湿沉降样品,分析样品中总磷(total phosphorus,TP)、总氮(total nitrogen,TN)、NO_3~--N、NH_4~+-N等指标及其变化规律。结果表明,TN、TP湿沉降通量主要受降雨量支配,2016与2017年稻季单次降水TN、TP湿沉降通量与降雨量均呈极显著的线性正相关关系。TN、TP湿沉降浓度总体上随降雨量的增大而减小,同时与是否发生连续降雨及是否大规模施肥有关。以2017稻季氮素湿沉降为例,2017年稻季NH_4~+-N和NO_3~--N湿沉降对TN的占比分别为53.1%和20.6%,湿沉降以NH_4~+-N为主。可溶性无机氮(dissolved inorganic nitrogen,DIN)对TN的占比随着降雨量的增大而减小,随着连续降雨的延续而增大。2016及2017年稻季湿沉降TN质量浓度分别为0.87~4.03和0.90~6.85 mg/L,均远大于湖泊富营养化阀值,对洱海水生生态系统产生不利影响。     

太湖地区河蟹“养殖-净化”复合系统氮磷循环模拟模型研究

以"养殖-净化"复合系统为对象,探讨河蟹养殖尾水达标排放(地表Ⅲ类水)的工程与技术措施。通过构建系统动力学模型,模拟河蟹养殖尾水达标排放的最佳养殖塘与净化塘的面积比,及不同饵料替代比例、水质调控技术与净化效率对养殖塘和净化塘水体TN和TP浓度的影响。模拟结果显示,在常规养殖条件下,要使净化尾水达到地表Ⅲ类水标准,养殖塘与净化塘的最佳面积比为20.5∶1。商品饲料代替5%、10%和15%时,养殖塘TN浓度分别降低3.1%、6.3%和10.0%,TP浓度分别降低4.2%、8.3%和8.3%;净化塘TN浓度分别降低4.5%、10.1%和14.6%。养殖塘水质调控技术对养殖塘和净化塘水体的TN和TP浓度无显著影响。与水葫芦收获1次相比,收获2次和3次的养殖塘TN浓度分别显著降低10.0%和10.0%,TP浓度降低11.1%和11.1%;净化塘TN浓度分别降低16.1%和17.2%。水葫芦收获2次与3次对养殖塘和净化塘水体TN、TP浓度变化无显著影响。以上结果表明,河蟹养殖工程可以按照养殖塘与净化塘的面积比为20.5∶1进行构建,二塘水体的TN、TP浓度随商品饲料替代比例增加而降低;净化塘水葫芦只需收获2次,净化水质即可达标地表Ⅲ类水。     

浅水塌陷塘新型湿地藻类群落季节特征及其对生境的响应

以淮南市潘三塘为例,探讨了浅水塌陷塘新型湿地的藻类群落季节特征及其对生境的响应.结果表明,水塘夏季水体有机污染严重(CODCr为52.63 mg/L),营养盐(TP、TN)为Ⅴ类水质,分别达0.45 mg/L,2.01 mg/L,营养状况为重度富营养化,其藻类以蓝藻为优势种;春秋季水体污染稍弱于夏季,属Ⅳ类水质,为中度富营养化,秋季(藻类优势种为绿藻)富营养化程度略高于春季,总体水平接近重度富营养化.藻类生物量Chla秋季最高(27.54 mg/m3),夏季次之(16.85 mg/m3),春季最低(5.82 mg/m3),与TP、TN和CODCr分别呈显著、极显著的正相关关系,可较好地指示水体内营养盐及有机物的污染水平,但与总硬度并无显著相关关系,对总硬度影响不大;另外,浅水塌陷塘湿地的藻类群落生物量与水深(H)呈显著的负相关关系,水量的季节变化亦可影响藻类的季节变化特征.