基于控制单元的襄河流域容量总量控制及水质达标对策

采用乡镇行政区划与流域管理相结合的方式,对襄河流域控制单元进行了划分,调查了单元内各污染源污染指标的排放入河情况。根据控制断面的水质目标,计算了各控制区近10年最枯月平均流量下的水环境容量,进而确定各控制单元污染物的削减任务量和具体减排措施。结果表明,流域主要污染源为城镇生活、畜禽养殖和种植业,首要污染物为氨氮、总磷(Total phosphorus,TP)和化学需氧量(Chemical oxygen demand,CODcr)。基于襄河流域3个控制区,9个控制单元的划分方案,各控制单元排污入河量均较大幅度的超过了其水环境容量。近期削减任务量较高为下游C段控制区的襄河镇、六镇镇和十字镇等3个控制单元,为保证襄河入滁河控制断面水质达标,其CODcr、氨氮和总磷的削减比例要分别达到54.6%、82.9%和85.7%。     

灞河流域水环境数值模拟研究

【目的】对灞河流域水环境状况进行数值模拟分析,为湖泊型城市河道水质时空分布特征及水质类型主导性指标的分析提供参考。【方法】利用DHI MIKE21FM中的HD模块耦合Ecolab模块,选取溶解氧（DO）、化学需氧量（COD）、叶绿素a（Chl-a）、氨氮（NH₃-N）和总磷（TP）共5项指标作为水环境模型的状态变量,参考WQ模板中各指标的生化反应方程并对其修改后,以灞河流域下游城区段内灞河和浐河为研究对象,构建了适用于研究区的水环境模型,利用该水环境模型分析了基准年、丰水年、平水年与枯水年条件下灞河口水质特征,采用BP神经网络算法计算了灞河流域的时均综合水质类型,并对其空间分布进行了分析;采用主成分分析法（PCA）评估了灞河流域时均综合水质类型的主导性指标。【结果】灞河口水质超标因子主要为NH₃-N和COD,丰水年与平水年超标时间较基准年有所增加。浐河和灞河交汇前,灞河时均综合水质类型为Ⅱ类,浐河时均综合水质类型为Ⅳ类。浐河和灞河交汇后,灞河时均综合水质类型下降至Ⅳ类。研究区水质类型主导性指标为COD和NH₃-N。【结论】灞河流域时均综合水质类型在不同水文条件下基本都处于Ⅳ类。所构建的水环境模型在湖泊型城市河道水质时空分布特征及水质类型主导性指标分析中具有较好的精度和普适性。     

平板式光生物反应器中光照强度对极大螺旋藻生长和生理生化的影响

以极大螺旋藻(Spirulina maxima)为材料,采用平板式光生物反应器在不同光照强度下(278、327、373、420和463 μmol·m^-2·s^-1)对其进行培养。通过测定藻生物量、生长速率、叶绿素a、类胡萝卜素、藻蓝素、可溶性蛋白和可溶性糖的含量探讨光照强度对极大螺旋藻生长和生理生化特征的影响。结果表明,在光照强度为373 μmol·m^-2·s^-1时螺旋藻生长最快,生长速率为0.203,培养10 d后生物量达0.298 g·L^-1,是初始生物量的6.2倍。极端光强463 μmol·m^-2·s^-1时藻细胞出现死亡。单位质量藻体中叶绿素a、胞内多糖和胞外多糖积累最大值的光强与生长最佳光强相同,即在373 μmol·m^-2·s^-1时产量均最高。类胡萝卜素在高光强420 μmol·m^-2·s^-1时产量最高,而藻蓝素和可溶性蛋白在较低光强278 μmol·m^-2·s^-1时含量显著高于其他各处理组。该研究结果可为平板式光生物反应器在螺旋藻规模化培养中的推广提供理论基础。     

基于污染足迹的太湖流域稻作农业污染评估--以常州市和宜兴市为例

稻作农业在保障粮食安全方面贡献巨大,但因经济利益驱动,化肥农药被过量施用,造成了氮、磷等营养物质流失,对水环境产生严重影响。本文基于全国第一次污染普查数据,结合各类污染物的产排污系数计算了稻作农业COD、TN和TP入河量,通过污染足迹模型计算了稻作农业COD、TN和TP的污染足迹,通过污染压力模型计算了稻作农业COD、TN和TP的污染压力指数,并对其进行评估。结果表明:(1)常州市、宜兴市稻作农业生产过程中向水环境排放的污染物中以COD和TN为主,其入河量分别为792.96 t·a^-1和605.28 t·a^-1,TP入河量为27.16 t·a^-1;(2)常州市、宜兴市稻作农业TN污染足迹最大(3 944.50 hm²),其次为TP污染足迹(2 578.95 hm²),最小的是COD污染足迹(523.52 hm²);(3)常州市、宜兴市稻作农业对水环境的污染压力指数为2.10,处于中度污染压力状况,表明常州市、宜兴市稻作农业生产活动超出了当地水域的承载能力,对当地水环境产生了压力。     

天然沸石对水中氨氮吸附特性的研究

以浙江缙云天然沸石为原料, 分别用摇床和吸附柱实验研究了天然沸石对氨氮的静态和动态吸附特性。结果显示, 在10、25、40 ℃温度下沸石吸附氨氮有显著差异(P<0.05)。在25 ℃、氨氮初始浓度为50 mg·L^-1的条件下, 1~2 mm沸石对氨氮的360 min吸附容量为4.05±0.02 mg·g^-1。沸石对氨氮的吸附过程遵循二级吸附动力学方程, 沸石对氨氮的等温吸附可用Langmuir和Freundlich等温吸附方程拟合, 相关性分析结果表明Langmuir方程达到极显著相关(P<0.01), 可以更好地描述沸石吸附氨氮的热力学过程。随着沸石粒径与投加量的减小, 沸石对氨氮的吸附量显著增加。在pH值6.0~8.0时, 沸石对氨氮去除效果最好。动态试验显示, 当氨氮浓度为50 mg·L^-1时, 沸石的穿透时间约96 h, 动态饱和吸附量为18.8 mg·g^-1。     

蕙兰种子根状茎培养与愈伤组织诱导

以蕙兰种子无菌萌发的根状茎为材料,采用不同的激素配比以及不同的有机添加物,研究根状茎增殖和蕙兰愈伤组织诱导的适宜配方。研究结果表明:在蕙兰根状茎增殖的研究中添加100 g·L^-1香蕉泥在增殖率、分支数以及增加长度上均优于添加100 g·L^-1土豆泥;蕙兰根状茎出芽最佳的培养基:MS+2.0 mg·L^-1 NAA+4.0 mg·L^-1 6 BA+1.0 g·L^-1酪蛋白+1.0 g·L^-1蛋白胨+15 g·L^-1蔗糖+15 g·L^-1葡萄糖;诱导愈伤组织活力好并且诱导率高的培养基配方为MS+0.5 mg·L^-1 2,4 D + 1.0 mg·L^-1 NAA+1.0 mg·L^-1 6 BA+100 g·L^-1椰汁+30 g·L^-1 蔗糖。     

干旱区栽培黑果枸杞光合特性和产量对施氮的响应

为探明干旱区栽培黑果枸杞(Lycium ruthenicum Murr.)所需的最佳施氮量，采用单因素随机区组设计，在3个时期（头茬果期、夏果期、秋果期）5个施氮梯度（0、50 g·株^-1、100 g·株^-1、150 g·株^-1、200 g·株^-1），研究不同施氮量对干旱区种植的黑果枸杞光合特性和产量的影响。结果表明，适当施氮可以提高黑果枸杞叶片叶绿素（Chl）含量、净光合速率（P_n）、最大净光合速率（P_nmax）、蒸腾速率（T_r）、气孔导度（G_s）、水分利用率（WUE）、表观量子效率（AQY）、对弱光的利用能力、果实百粒质量、单株产量，并且能降低叶片胞间CO₂浓度（C_i）。相关性分析表明，Chl含量与C_i间的相关性最为显著。当全年施氮量为150 g·株^-1时叶片P_n最高，3个时期分别比不施氮时高出67.6%、54.1%、44.0%；当全年施氮量为150或200 g·株^-1时果实单株产量最高，3个时期分别比不施氮时高出27.6%、32.9%和52.3%。说明当全年施氮量为150 g·株^-1时黑果枸杞叶片P_n最大，150或200 g·株^-1时果实产量最高。     

乐安河重金属铜·铅水环境容量研究

针对乐安河流域重金属污染现状,采用重金属迁移转化一维确定性水质模型研究重金属污染物铜、铅在乐安河流域的水质模拟,并按稀释作用、冲刷悬浮作用、稀释沉降作用3种情况计算了乐安河流域铜、铅水环境容量值。     

725杨组培繁殖技术研究

以美洲黑杨725杨树（Populus deltoides cl.‘725’）叶片为材料,对其再生体系的建立及其分化和生根苗对潮霉素B的浓度筛选进行了研究。结果表明,叶片的最佳消毒体系为75%的酒精消毒时间8 s,0.1%的升汞消毒3 min,最佳诱导愈伤的培养基是MS+6-BA 0.2 mg·L^-1+2,4-D 1.5 mg·L^-1+蔗糖25 g·L^-1+琼脂6 g·L^-1;最佳诱导分化培养基为MS+6-BA 1.0 mg·L^-1+NAA 0.3 mg·L^-1+KT 0.3 mg·L^-1+蔗糖25 g·L^-1+琼脂6 g·L^-1;适宜的继代增殖培养基为MS+6-BA 0.3 mg·L^-1+ NAA 0.05 mg·L^-1+蔗糖25 g·L^-1+琼脂6 g·L^-1;最佳生根培养基为1/2MS+NAA 0.01 mg·L^-1+ IBA 0.7 mg·L^-1+蔗糖20 g·L^-1+琼脂6 g·L^-1;对725杨叶片分化和不定芽生根进行了潮霉素B的敏感性试验,确定叶片分化的临界浓度为2.5 mg·L^-1,生根的临界浓度为1.5 mg·L^-1。     

油料植物红皮糙果茶与油茶叶片光合特性研究

为探明油料植物红皮糙果茶（Camellia crapnelliana Tutcher）光合作用日变化体征,为其科学栽培提供理论依据, 采用Licor-6400便携式光合作用测定仪测定红皮糙果茶和油茶（Camellia oleifera L.）的光合生理特性及环境因子的日变化,并进行分析研究。结果表明,在晴天条件下红皮糙果茶净光合速率曲线呈双峰状,自9:10至13:10期间有一个长达4 h的高效光合平台期（19.7～20.2 μmol·m^-2·s^-1）,最大值为20.2 μmol·m^-2·s^-1。气孔导度日变化与油茶相似呈单峰曲线于13:10达到峰值0.22 mmol·m^-2·s^-1,但其蒸腾速率整体高于油茶。油茶无明显光合“午休”现象,净光合速率最大值出现在中午11:10,为20.1 μmol·m^-2·s^-1。相比之下红皮糙果茶光合作用时间较长,总光合产率较高。     

巢湖十五里河入湖区夏季底泥磷的释放通量估算

[目的]估算巢湖十五里河入湖区夏季底泥磷的释放通量。[方法]以巢湖为研究对象,分别研究静态和动态条件下巢湖十五里河入湖区底泥磷的释放规律,从而估算出该区夏季底泥磷的释放通量。[结果]扰动对巢湖十五里河入湖区夏季底泥磷释放的影响较大,当上覆水磷浓度为0 mg/L时,扰动时磷的释放量是静止时的2.3倍;上覆水磷浓度为0.05 mg/L时,扰动时磷的释放量是静止时的1.3倍,符合动态条件下磷释放量大于静态条件下释放量的规律。夏季十五里河入湖区底泥磷的释放通量相当大,为0.2 t/km2。因此,在外源性磷污染得到控制的条件下,控制底泥中磷的释放才是关键。[结论]该研究为今后底泥疏浚和湖泊富营养化治理提供了理论依据。     

不同饲养方式下的羊产排污系数对比研究

为了对比研究不同饲养方式下的羊产排污系数,在我国云贵高原牧区选择一家以半放牧半舍饲为饲养方式的规模化羊场,在长江中下游丘陵地区选择一家全舍饲的规模化羊场作为试验地点,对不同饲养阶段的贵州半细毛羊和湖羊的产污系数和排污系数进行了测定。结果表明：产污系数方面,贵州半细毛羊的平均粪便量、尿液量、化学需氧量（COD）、总氮（TN）、总磷（TP）、铵态氮（NH⁺₄-N）、硝态氮（NO^-₃-N）、铜（Cu）和锌（Zn）产污系数分别为0.97 kg·d^-1·只^-1、0.53 L·d^-1·只^-1、318.01 g·d^-1·只^-1、7.12 g·d^-1·只^-1、2.03 g·d^-1·只^-1、2.89 g·d^-1·只^-1、41.00 mg·d^-1·只^-1、0.76 mg·d^-1·只^-1、14.77 mg·d^-1·只^-1;湖羊的数值分别为0.99 kg·d^-1·只^-1、0.56 L·d^-1·只^-1、384.76 g·d^-1·只^-1、8.98 g·d^-1·只^-1、1.56 g·d^-1·只^-1、1.46 g·d^-1·只^-1、41.34 mg·d^-1·只^-1、0.38 mg·d^-1·只^-1、41.84 mg·d^-1·只^-1。粪便量与饲料量、尿液量与饮水量之间均呈显著正相关。排污系数方面,排污系数除受产污系数影响外,还与粪便量、粪尿中污染物浓度、饲养方式等有关。排污系数与产污系数的比值（排产比）与羊饲养方式和清粪方式有关,以全舍饲为饲养方式的羊场各污染物排产比均低于半放牧半舍饲羊场。因此,在不考虑成本和养殖规模的前提下,为了控制羊养殖业对环境造成的污染,应首选全舍饲的饲养方式。     

基于浓度与流量突变的河流总磷通量估算

为进一步加深对流量与水质浓度突变特征的理解,探究浓度与流量突变点对通量模拟的影响,本研究基于Mann-Kendall突变检验法以及贝叶斯突变点模型,对潮河流域20多年来(1992—2014年)的径流量、总磷(TP)浓度以及二者之间关系进行突变分析,并结合LOADEST模型估算TP通量。结果表明：潮河流域径流、TP浓度整体均呈下降趋势,径流突变点发生于1998年,突变前后的平均流量分别为7.92 m³·s^-1和2.86 m³·s^-1;TP浓度突变点发生于1993年和1996年,1992—1993年、1994—1996年和1997—2014年平均浓度分别为0.08、0.06 mg·L^-1和0.03 mg·L^-1。TP浓度-流量关系在2004年12月前后发生突变,前后两个阶段的流量阈值分别为2.36 m³·s^-1和9.08 m³·s^-1。突变点前,TP浓度与流量的关系是典型的...     

初沉单元中净化材料的筛选及运行参数研究

为了对养殖尾水处理系统中沉淀单元净化能力进行优化，以净化前后养殖尾水总氮（TN）、总磷（TP）和高锰酸钾指数（COD_Mn）为检测指标，对除磷型改性凹凸棒土（Al@TCAP-P）、除氮型改性凹凸棒土（Al@TCAP-N）、陶粒砂、细菌屋、火山石、吸氨石和活性炭等7种净化材料进行筛选，以研究其最佳添加量和最佳分布方式。结果表明：从整体上看，Al@TCAP-N对TN去除，火山石对TP、COD_Mn去除效果较好。Al@TCAP-N可在正常沉淀基础上提升36% TN去除率，平铺时去除效果最佳；火山石可提升34%的TP去除率和15%的COD_Mn去除率，堆积时净化效果最佳。Al@TCAP-N和火山石有利于提升沉淀单元净化效能，最佳添加量分别为5.24 g·L^-1和5.02 g·L^-1。     

基于种养平衡的吉林省辽河流域农田畜禽粪便负荷研究

为明确吉林省辽河流域畜禽养殖污染现状,优化调整产业养殖生产布局,结合国内外相关研究核算了畜禽粪便产生量和农田负荷量,并基于种养平衡理论进行畜禽养殖环境承载力分析。结果显示:2017年吉林省辽河流域畜禽粪便产生量达537.59万t,农田粪便平均负荷量为5.43 t·hm^-2·a^-1,其中辽源市区的农田粪便负荷量最大,为12.09 t·hm^-2·a^-1。畜禽养殖氮、磷环境承载力平均值分别为131.39 kg·hm^-2和20.65 kg·hm^-2,其中四平市区的氮环境承载力最小(78.64 kg·hm^-2),辽源市区的磷环境污染风险值最大(1.08),东辽县的氮和磷污染风险等级均达到Ⅱ级。畜禽养殖环境承载力和粪便负荷风险评估表明,辽源市区畜禽粪便污染情况最为严重,该区域属于氮和磷污染中等风险区,已对农田环境产生了威胁,此外四平市区属于氮污染中等风险区和磷污染低风险区,东辽县属于氮和磷污染低风险区。流域内其余市县的畜禽养殖环境承载力和粪便负荷量则处于安全范围,对周围农田环境基本无影响。     

不同富营养化程度水体对枫杨幼苗的生长及抗氧化酶的影响

为探讨水体富营养化对枫杨(Pterocarya stenoptera)的胁迫作用,通过水培试验,研究一年生枫杨幼苗在总氮和总磷分别为2 mg·L~(-1)和0.4 mg·L~(-1)(轻度,记为C1);20 mg·L~(-1)和8 mg·L~(-1)(中轻度,记为C2);40 mg·L~(-1)和15 mg·L~(-1)(中度,记为C3);80 mg·L~(-1)和25 mg·L~(-1)(重度,记为C4)的模拟富营养化水体中的生长状况、根茎叶中TN、TP的含量,以及枫杨叶片中SOD和POD的活性。结果表明,富营养化水体处理的枫杨的株高、基径、生物量的值均大于对照处理的值;随着氮磷浓度的增加,枫杨幼苗叶中的TN和TP浓度均呈上升的趋势,且处理间差异显著(P0.05),而根和茎的氮磷浓度则呈现先上升后下降的趋势,C3处理中最大,分别为(根:16.49 g·kg~(-1),2.18 g·kg~(-1);茎:11.14 g·kg~(-1),1.27 g·kg~(-1))。不同氮磷水平处理的枫杨叶片中的SOD和POD活性存在一定的差异,其中C4处理的叶片SOD活性显著低于C1,C2和C3处理(P0.05),而POD的活性则表现为C3处理最高,达5214g·U~(-1),显著高于C1和C4处理(P0.05)。研究结果有利于了解枫杨在不同富营养化程度水体的生长状况,为深入探究枫杨在富营养化水体中的去污机理提供参考。     

甬江流域土地利用方式对面源磷污染的影响:基于SWAT模型研究

为定量探讨SWAT模型在土地利用方式对面源磷污染影响研究中的适用性,以甬江流域为研究区,构建流域2010年至2014年的SWAT水文水质模型,从水文响应单元的空间尺度上进行了分析研究。结果表明:模型在开展大中流域尺度,长时间序列的土地利用方式对面源磷污染影响的研究中表现良好;流域内林地、建设用地、耕地、园地年均产流深度分别为588.05、729.52、624.26、608.05 mm,产沙年均单位负荷分别为10.09、0.90、44.68、13.29 t·hm-2;总磷年均单位负荷分别为1.42、0.35、9.81、1.82 kg·hm-2。产流深度、产沙单位负荷与总磷单位负荷之间的一元线性回归模型表明:产流、产沙和面源磷之间存在明显的线性关系,且各土地利用方式产沙和磷(R2=0.83～0.88,P0.001)之间的一元线性回归模型预测能力均高于产流和总磷(R2=0.63～0.68,P0.001),表明了面源磷流失的主要载体为泥沙。此外,不同类型土地利用方式下磷输出空间差异性也十分显著,林地在坡度级别为6级时磷流失是2级时的6.90倍;土壤类型RGd(不饱和疏松岩性土)在坡度2级下磷流失是ACu(腐殖质低活性强酸土)的1.15倍,而在6级下是1.42倍。     

固定化改性生物质炭模拟吸附水体硝态氮潜力研究

为了有效去除水体硝态氮污染,对两种生物质炭(花生壳炭、小麦秸秆炭)进行铁改性处理,研究其对硝态氮吸附特性,考察吸附时间、硝态氮初始浓度、p H、生物质炭添加量和共存离子对改性生物质炭吸附效果的影响。在此基础上,为解决粉末态生物质炭易随水流失的问题,对改性生物质炭进行固定化处理,探索固定化改性生物质炭对硝态氮吸附潜力。研究结果表明,改性生物质炭对硝态氮的吸附主要发生在前6 h,并在24 h左右达到吸附平衡,其吸附量随着水溶液中硝态氮浓度的上升而升高,改性花生壳炭和小麦秸秆炭对硝态氮最大吸附潜力分别为2674、1285 mg N·kg-1,且酸性至中性条件有利于改性生物质炭对硝态氮的吸附。在20 mg·L-1的硝态氮溶液中,改性花生壳炭和小麦秸秆炭的适宜固液比分别为10、28 g·L-1,其去除率达到80%。当包埋载体海藻酸钠浓度为2%、改性生物质炭含量为0.1 g·m L-1时,固定化改性生物质炭微球成形完整,对硝态氮具有较强的吸附能力,固定化并未显著降低改性生物质炭的吸附性能。因此,固定化改性生物质炭能有效吸附水体硝态氮,为污水处理厂尾水等低污染水硝态氮去除提供有效的技术方法。     

青海沙珠玉高寒区风沙土基本性状的研究

对青海省沙珠玉高寒区的流动风沙土、半固定风沙土、固定风沙土和地带性土壤淡粟钙土等８个典型剖面进行研究,结果发现：该区风沙土的基本性状,其砂粒含量和粘粒含量分别在８０％以上和１４％以下,有质机含量低于３．５５１ｇ·ｋｇ－１,全氮、磷和钾含量分别低于０．２２５,０．９１７和１８．２３６ｇ·ｋｇ－１,阳离子交换量低于２．６３ｍｏｌ·ｋｇ－１,全盐量和碳酸钙含量分别在０．５０７和６３．０７ｇ·ｋｇ－１以下。随着风沙土由流动向固定方向发展,理化特性显著改善,肥力不断提高。     

鲁北平原咸水滴灌对土壤水盐分布和棉花产量的影响

鲁北平原是山东省重要的粮棉油生产基地,合理利用微咸水和咸水资源是亟待解决的问题。通过田间小区试验,以淡水滴灌处理为对照,设置不同矿化度咸水滴灌处理,研究全地膜覆盖条件下,咸水滴灌对棉花农田土壤水盐分布和产量的影响。结果表明,灌出苗水可以明显降低棉田主要根层土壤EC值,降低率在26.8%～29.0%之间。咸水滴灌减少了棉花对土壤水分的吸收,主要影响土层在40～100 cm,灌溉水矿化度越高,影响越大。与淡水滴灌相比,滴灌补灌矿化度6 g·L^-1以下的咸水对棉花产量没有明显的影响,而滴灌8 g·L^-1的咸水在降水偏少的年份能明显降低棉花产量。从土壤盐分的积累来看,利用滴灌补灌一次6 g·L^-1以下的咸水,通过黄河水和夏季降水淋洗土壤盐分,不会造成棉花根系分布层土壤盐分的积累。该研究结果可为鲁北平原区咸水利用提供科学依据。