鄱阳湖南矶山湿地土壤养分的时空分布规律研究

通过研究鄱阳湖南矶山湿地土壤在不同季节、不同植被类型和不同土壤深度下总有机碳、总氮、总磷的含量变化,分析了鄱阳湖南矶山湿地土壤养分的空间分布特征和季节变化规律。结果表明:南矶山湿地土壤总有机碳、总氮、总磷含量在不同的土壤深度、季节和植被类型中均表现出极显著差异。其中南矶山灰化苔草、南荻、狗牙根植被群落样地0~15cm表层土壤总有机碳、总氮含量显著大于30~45cm底层含量;灰化苔草、南荻群落土壤总有机碳和总氮含量的季节变化明显,尤其是表层土壤在各个不同的季节差异显著,但狗牙根植被群落土壤总有机碳和总氮含量季节变化不明显;3种典型植被类型下土壤总磷含量季节变化明显,呈现"N"的变化趋势。土壤总有机碳与总氮含量极显著正相关、与总磷含量显著相关,表明鄱阳湖南矶山湿地土壤氮、磷主要以有机质的结合形态存在。     

Spectroscopic Determination of Soil Organic Carbon and Total Nitrogen Content in Pasture Soils

To explore a convenient and efficient approach for determining the content of soil organic carbon (SOC) and total nitrogen (TN), this study focused on capturing the features value of SOC and TN by applying the method of wavelet analysis and wavelet transformation. The soil used in the study was sampled from the pastures in Fukang City of Xinjiang Uygur Autonomous Region, China. The soil samples were tested by using a combined approach of chemical analysis and spectroscopy measurements. It was found that reflectance at 400–2500 nm was more strongly correlated to SOC than to TN. The maximum negative r values between reflectance and SOC + TN at 2309 nm was –0.81 (P < 0.01), and SOC/TN at 1693 was –0.48 (P < 0.05). The maximum correlation coefficient between SOC, TN, and wavelet coefficient was more than 0.96 compared to the relationship among SOC, TN, and spectral reflectance. By using continuous wavelet transformation (CWT), it was found that the maximum correlation coefficients were 0.981 at 2328 nm of scale 13 for SOC and 0.968 at 1741 nm of scale 6 for TN. These results also suggested that wavelet analysis was a better method for capturing the absorption features of soil properties and determining SOC and TN content.     

鄱阳湖南矶山湿地土壤养分的时空分布规律研究

通过研究鄱阳湖南矶山湿地土壤在不同季节、不同植被类型和不同土壤深度下总有机碳、总氮、总磷的含量变化,分析了鄱阳湖南矶山湿地土壤养分的空间分布特征和季节变化规律。结果表明：南矶山湿地土壤总有机碳、总氮、总磷含量在不同的土壤深度、季节和植被类型中均表现出极显著差异。其中南矶山灰化苔草、南荻、狗牙根植被群落样地0~15cm表层土壤总有机碳、总氮含量显著大于30~45cm底层含量;灰化苔草、南荻群落土壤总有机碳和总氮含量的季节变化明显,尤其是表层土壤在各个不同的季节差异显著,但狗牙根植被群落土壤总有机碳和总氮含量季节变化不明显;3种典型植被类型下土壤总磷含量季节变化明显,呈现＂N＂的变化趋势。土壤总有机碳与总氮含量极显著正相关、与总磷含量显著相关,表明鄱阳湖南矶山湿地土壤氮、磷主要以有机质的结合形态存在。     

汾河灌区农业面源污染经验统计模型的构建与验证

以山西省汾河平原灌区为研究区,根据2004—2008年灌区小店桥和义棠2个水文控制站有限的、离散的径流量和污染物浓度月监测值,采用河流污染物时段通量法分别计算2站点河道断面的总氮(TN)和总磷(TP)年通量,得到灌区TN和TP年负荷量;采用传统输出系数法确定了同期灌区农业种植、农村人口和畜禽养殖等污染源的TN和TP输出量。由此确定了灌区TN和TP迁移过程中的流域损失系数,建立了流域损失系数和年径流模数的非线性关系;构建了包含各类污染源数量、输出系数和年径流模数的灌区农业面源污染经验统计模型;用该模型模拟了2009—2010年灌区的TN和TP负荷量,与实测值相比误差均小于40%,满足精度要求。所建模型适合用于我国平原灌区面源污染负荷的估算和预测。     

生物炭对土壤拦截外源氮磷等污染物效果的影响

采用室内土柱淋洗装置,在潮褐土中按干质量比分别加入2%、4%、8%、16%的生物炭,研究不同用量生物炭对外源污水下渗速度的影响及对污水中氮、磷、COD的拦截效果。结果表明:在该实验条件下,生物炭的添加可以显著提高外源污水的下渗速度,进水10~12 L期间,2%和4%生物炭用量系统的下渗速度与CK无显著差异,而8%生物炭用量系统的下渗速度相对CK可提高593.08%,16%系统的下渗速度最大提高942.90%。生物炭对外源污水中TN(进水浓度为30.16 mg·L^-1)有很好的拦截效果,TN平均拦截率为95.79%,且生物炭用量与进水量对土柱系统的TN拦截率无显著性影响;生物炭对外源污水中COD(进水浓度为510 mg·L^-1)有很好的拦截效果,2%~8%生物炭用量系统的平均COD拦截率为54.14%,而16%系统的平均COD拦截率为66.22%,显著高于其他处理,随进水量增加,不同处理淋滤液中COD浓度变化不明显。结合污水下渗速度可知,在相同时间内,高生物炭用量(8%和16%)处理可拦截更多的外源氮素和COD。试验初期(进水3~6 L时)高生物炭用量(8%和16%)处理的淋滤液中TP浓度高于进水浓度,而2%和4%系统的TP浓度低于进水浓度,随进水量增加,不同处理淋滤液中TP浓度逐渐降低:8%生物炭用量系统在进水量达到9L时出水TP浓度低于进水浓度,并最终达到45.70%的TP拦截率;16%的系统在进水量达到17 L时TP拦截率为20.71%;2%和4%系统的TP平均拦截率达到90%。综合不同生物炭用量的下渗速度、氮磷等污染物的拦截率,8%生物炭用量的土柱系统可在相对较短的时间显著提高土壤对外源污染物的拦截效率,并减小土壤内磷素流失的风险。研究结果可以为河岸边植被缓冲带新的构建技术提供理论依据。     

杜马斯-碳氮分析仪法测定缓控释氮肥释放氮量

为了提高缓控释氮肥释放氮量的测定效率,避免样品消煮过程中的强酸与毒害气体物质等问题,该研究基于杜马斯法原理,利用碳氮分析仪,测定2种缓控释氮肥在25℃静水释放试验中,第1、3、7、14和28天肥料浸出液的氮浓度,计算缓控释氮肥释放氮量,并与传统常规的凯氏蒸馏滴定法测定结果间进行比较。结果表明:2种方法肥料浸出液中N浓度测定结果之间呈极显著线性相关关系,相关系数r=0.991(n=30,P0.01)。依据2种方法测定结果计算的氮素养分释放期彼此相差小于20%,符合国家标准《GB/T 23348-2009缓释肥料》及化工行业标准《HG/T 4215-2011控释肥料》的允许差范围。相比较传统的凯氏蒸馏滴定法,杜马斯-碳氮分析仪法测定缓控释氮肥释放氮量过程简便快捷,样品无需消煮,不涉及强酸不产生有毒有害物质。该结果为缓控释氮肥释放氮量新的测定方法提供了科学依据。     

几种北方草本植物对污水的净化效果

为辽河流域河岸缓冲带生态建设和面源污染治理提供理论依据,采用盆栽模拟法,以蛭石为基质,研究了紫花苜蓿、白三叶、黑麦草、高羊茅和早熟禾等草本植物对污水中 TN、TP 和 COD 的净化效果。结果表明：不同草本植物对 TN、TP 和 COD 等污染物均表现出较好的净化效果,随着生长时间的延长,对其净化率呈下降趋势。不同草本植物,对 TN 的净化效果依次为紫花苜蓿＞白三叶＞高羊茅＞黑麦草＞早熟禾,对 TP 的净化效果依次为白三叶＞高羊茅＞黑麦草＞紫花苜蓿＞早熟禾,对 COD 的净化效果依次为高羊茅＞白三叶＞黑麦草＞紫花苜蓿＞早熟禾。第35天时,紫花苜蓿和白三叶对 TN 的净化效果较好,净化率分别为26．80％和24．99％;白三叶和高羊茅对 TP 的净化效果较好,净化率分别为66．28％和65．48％;高羊茅和白三叶对 COD 的净化效果较好,净化率分别为36．85％和34．46％。     

人工湿地技术处理金华市孝顺镇污水研究

[目的]研究一种适合我国国情的低耗、高效、绿色的人工湿地生态修复技术,以更好地处理中小城镇污水,拓展人工湿地的绿色生态功能。[方法]采用模拟人工湿地系统,取浙江省金华市孝顺镇生活污水,在每轮湿地系统中水力停留7 d,考察进水水质及出水水质中总磷(TP)、总氮(TN)和化学需氧量(COD)的变化情况,进行湿地基质和植物的筛选。同时,对这几种基质和植物进行搭配组合,筛选出适合处理金华市孝顺镇污水的最佳组合,并进行景观设计研究。[结果]融合景观设计后的湿地系统TP去除率为71.23%,TN去除率为78.08%,COD去除率为71.70%,处理效果较好。[结论]结果表明,从上到下依次为碎石、石灰石、煤渣的基质搭配组合加上美人蕉+茭白的植物搭配组合,进行景观设计后,去污能力最优。     

长江中游湖泊柱状沉积物的垂直污染特征

为研究长江中游湖泊沉积物污染的变化规律和主要来源,采集了武汉东湖、黄石海口湖、钟祥南湖3个不同类型湖泊的柱状沉积物,研究总有机碳(TOC)、总氮(TN)和重金属(Zn、Cu、Ni、Cr、Pb)的垂直分布特征。结果表明:3个湖泊沉积物TOC、TN含量从底层到表层总体呈增加趋势,30~10 cm增加速度较大,与各湖泊环境演变时间一致,其中TOC含量最大的是黄石海口湖,TN含量最大的是武汉东湖。研究区Zn、Cu、Pb受人为影响较大,Cr主要来自土壤环境,5种金属污染程度为武汉东湖黄石海口湖钟祥南湖。主成分分析和相关性分析表明,三个湖泊污染人为贡献率大于自然贡献率,营养盐和重金属Pb是共有的污染问题,重金属的污染来源受多种因素控制。     

SBR反应器中好氧颗粒污泥处理模拟废水的反应特性

[目的]研究SBR反应器中好氧颗粒污泥处理模拟废水的反应特性。[方法]将SBR好氧颗粒污泥反应器应用于模拟废水的处理,研究反应器中溶解氧随曝气强度的变化规律,并探讨一个反应周期内COD、TN、TP去除率的变化。[结果]不同曝气强度下,SRB反应器开始曝气时（第11 min）溶解氧值均最低,之后呈上升趋势,均在第13 min出现第一个＂平台＂,且曝气强度越大,该＂平台＂越高;50min后溶解氧值波动较小。反应周期结束时,不同气速下COD、TN、TP去除率分别达98%、75%、80%以上,且不同气速对污染物的去除有一定影响。[结论]该研究为今后废水处理工程的实际应用提供了技术指导。