季节变化对潜流人工湿地除磷脱氮的影响

为了解季节变化对潜流人工湿地脱氮除磷效果的影响,以红砖作为基质、美人蕉作为湿地植物构建了潜流人工湿地,并对其不同季节的脱氮除磷效果进行了测定。结果表明：该人工湿地对NH4+-N和TP的去除效果随季节变化而变化,在夏季达到最高,二者均约为80%左右,冬季最低,其中NH4+-N去除率约为10%,TP去除率约为20%;NH4+-N和TP的去除率随季节变化由高到低的顺序均为夏季>秋季>春季>冬季。     

黑土洼潜流人工湿地净化水质效果总体分析

基于2004—2009年黑土洼人工湿地水质长期监测资料,对人工湿地整体系统以及潜流湿地中3个不同净化区的水质净化效果进行了总结分析,结果表明,各项水质去除率平均达到40%以上,水质由进水Ⅴ—劣Ⅴ类水质,达到出水水质Ⅲ—Ⅳ类,整体水质净化效果较为明显;人工湿地在常温期(6月1日—10月15日)的水质净化效果要优于过渡期(3月15日—6月1日)和低温期(10月15日—3月15日);在潜流人工湿地的3个净化区中,Ⅰ区水质净化效果最好,其次为Ⅱ区和Ⅲ区;此外,在潜流湿地单元中,一级植物碎石床净化水质,总体上达到总去除率的50%以上。     

垂直流人工湿地的设计及净化功能初探

：阐述了垂直流人工湿地小试系统的设计方法,并对其净化效果进行了初步的测试。垂直流人工湿地由下行流和上行流方式的2池组成,分别栽种了芦苇,香蒲,水葱。茭白,慈菇和菖蒲6种湿地植物。试验结果表明垂直流人工湿地能较好地改善水质,对NH4-N、TN、TP、CODCr,的平均去除率都达到了55%以上。各系统时污染物的去除作用无明显差异,出水中NO3-N的浓度与进水相比降低不明显,而NH4-N的去除率却很高,表明系统中硝化作用较强。本试验说明垂直流人工湿地系统能较好地改善水质,是一种有效的污水处理技术,对水体水质改善和水生态系恢复具有重要意义。     

华北地区潜流人工湿地运行方案探讨

通过3年的植物试验、覆盖度试验、水力负荷试验、水力停留时间试验,基于层次分析法确定各水质指标值所占权重,对华北地区潜流人工湿地系统运行方案进行了研究,以期最大限度获得潜流人工湿地生态系统水质净化能力,实现湿地生态系统的可持续利用。得出常温运行期、低温运行期和过渡期的较优方案,可供中国北方地区潜流人工湿地设计时参考。     

接触氧化-人工湿地系统处理造纸废水的工程应用

对接触氧化 潜流式人工湿地系统处理废纸造纸废水的运行情况进行了分析.结果表明,在进水pH为6.95～8.00,COD Cr 、BOD 5 和SS的浓度分别为1 640 mg/L、568 mg/L、332 mg/L的条件下,COD Cr ,、BOD 5 和SS的去除率分别为95.7%、97.0%和92.8%,系统运行稳定,出水水质达到排放标准且可用于农灌.经济效益和环境效益良好.     

亚铁强化人工湿地去除磺胺类抗生素抗性基因

为了去除水产养殖行业中由于使用抗生素带来的抗生素抗性基因（antibiotic resistance genes,ARGs）的污染,采集了渔业养殖废水作为处理原水,构建了以沸石为主要填料的水平潜流人工湿地,采用荧光定量PCR技术测定基因丰度,研究了在氯化亚铁的作用下,人工湿地实验槽对磺胺类ARGs (sul1和sul2)的去除效果,并分析了ARGs的去除机制。实验结果表明,添加氯化亚铁后,人工湿地实验槽对sul1的去除率提高,并且会随着氯化亚铁浓度的提高而提高,但人工湿地实验槽对sul2和16S rRNA去除率并未随着浓度提高而提高。综合分析得出,当氯化亚铁添加量为80 mg/L时,人工湿地实验槽对sul1和sul2的去除效果最优。添加氯化亚铁对原水TP （总磷）、TN （总氮）和NH4-N （氨氮）的去除效果也提升明显,当氯化亚铁添加量为40 mg/L时,对常规污染物去除效果最合适。此外,添加不同含量的氯化亚铁能够改变实验槽进水和出水中的微生物群落结构,使sul1宿主分枝杆菌属（Mycobacterium）细菌在出水中的相对丰度降低,从微生物群落层面影响ARGs的去除。因此,添加氯化...     

稻田水动力微生物燃料电池性能及其脱氮效果研究

【目的】探究微生物燃料电池在利用稻田分泌物的条件下对稻田氮素的去除作用。【方法】将圆桶形微生物燃料电池装置置于模拟的稻田排水环境中,水流带来的水稻根际分泌物是微生物的能量来源。本研究设置三种不同氮质量浓度的进水水平C1(8.57 mg/L)、C2(42.58 mg/L)、C3(77.13 mg/L),定期对出流液体进行取样,通过流动分析仪测定出流液中铵态氮、硝态氮量。【结果】C3处理中输出电压和运行期间做的总功最高,总发电量16.6 mW·h;当环境温度低于35℃时,输出电压值随温度增加而增加。对C3处理的输出电压与温度、前一日温度变化、运行时间进行多元回归分析,相关系数0.86,环境温度及其变化与装置的输出电压显著相关;铵态氮处理结束时的出流液中的铵态氮质量浓度比处理开始时的下降13%,硝态氮质量浓度下降23%。【结论】水动力微生物燃料电池装置在模拟的稻田排水环境运行过程中起到脱氮作用,且脱氮效果随装置的运行增强。     

表面流人工湿地处理污染河水的净化效果

为了给永年洼高效净污人工湿地系统示范性工程提供技术支撑,试验研究了表面流人工湿地对受污染的滏阳河水主要污染物总氮(TN)和氨氮(NH⁺₄-N)的净化效果.试验在邯郸永年降雨径流试验场开展,表面流人工湿地中试试验在水力负荷为430 mm/d、水力停留时间为0.5 d的条件下运行.结果表明,系统对TN和NH⁺₄-N的平均去除率分别为51.89%和47.00%,对污染河水有良好的去除效果.在试验期间的进水水质下,发现此设置条件下的表面流人工湿地系统对TN和NH⁺₄-N的最大处理负荷分别为8.95和2.16 mg/L,最大去除率分别为60.00%和56.48%.对TN和NH⁺₄-N质量浓度沿程变化规律发现:溶解氧(DO)是影响湿地系统对TN和NH⁺₄-N去除的关键因子;进一步分析得出NH⁺₄-N的去除更易受DO的影响.NH⁺₄-N质量浓度沿程变化趋势为在系统前段短暂小幅度升高,中前段大幅度下降,尾端趋于平稳;TN质量浓度全程均呈平稳下降趋势.     

成都地区不同人工湿地脱氮除磷效果研究

分别构建无植物、种植伞草、种植黄菖蒲以及伞草和黄菖蒲组合种植的四种人工湿地系统,通过对污水的脱氮除磷效果的测定和分析比较了成都地区不同人工湿地的污水净化效果。结果表明试验期间组合植物人工湿地对NH4+-N、TN、TP去除率均约为50%左右,黄菖蒲人工湿地对NH4+-N、TN、TP去除率均约为42%左右,伞草人工湿地对NH4+-N、TN、TP去除率均约为35%左右,无植物人工湿地对NH4+-N、TN、TP去除率均约为30%左右。     

施氮量对扬黄灌区土壤水分、温度、碳氮及玉米产量的影响

针对宁夏扬黄灌区降水少、春季低温不利于玉米出苗和生长,而作物生育中后期高温胁迫导致玉米生产力低下等问题,在滴灌条件下设置秸秆全量还田(9 000 kg/hm²)配施3个不同纯氮用量:150,300,450 kg/hm²(即处理N1,N2,N3),并以秸秆还田不施氮肥为对照处理(CK),研究不同施氮量对土壤水分、土壤温度、土壤碳氮(土壤有机碳和全氮含量及碳氮比C/N)、玉米产量及水分生产率的影响.结果表明,N3处理对提高0~40 cm层土壤有机碳、全氮含量效果最佳,分别较CK处理显著提高41.5%和41.7%,而N2处理对调控土壤C/N效果最显著,较CK处理显著增加5.2%.秸秆还田配施氮肥均可提高玉米苗期(播后20 d)0~25 cm土层土壤的温度,且对玉米生育期内0~100 cm土层土壤具有很好的保水作用,以N2处理对土壤调温保水效果最佳.处理N1和N2能显著影响玉米的产量构成,较CK处理可显著增产46.2%~63.7%.同时,N2处理可显著提高玉米水分生产率,与CK处理相比,N2处理可显著促进玉米水分生产率提高36.1%.可见,秸秆配施300 kg/hm²氮肥还田在宁夏扬黄灌区对调控土壤水热环境和土壤碳氮比、促进玉米产量和水分生产率增加方面,效果最佳.     

碳氮比对稻秸厌氧发酵过程的影响

在实验室条件下,考察了C/N对稻秸厌氧发酵过程的影响,重点研究了不同C/N对稻秸厌氧发酵前后氮素转化的影响,实验设置初始C/N分别为15∶1(T1),25∶1(T2),35∶1(T3)和45∶1(T4)4个处理.结果表明,C/N对稻秸厌氧发酵产气的影响较大,C/N太高发酵初期会出现酸化现象,以C/N 25∶1的产气效果最好,TS产气量为286.82 mL.g-1;不同C/N对甲烷含量的影响不大,各处理平均甲烷含量均在55%左右;厌氧发酵后,稻秸中有机物被大量分解,VS,纤维素和半纤维素含量大幅降低,纤维素结晶区受到较大破坏,木质素相对被浓缩,FTIR和XRD的结果与常规分析的结果一致;厌氧发酵过程中,氮素的损失较大,T1,T2,T3和T4的氮素损失率分别为43.97%,42.94%,33.71%和32.34%;氮素主要流向沼液中,但随着初始C/N从15∶1提高到45∶1,保留在沼渣中氮素的比例从29.77%增加到42.86%;厌氧发酵后厌氧系统中氮素以铵态氮和有机氮为主,随着C/N增加,总氮中铵态氮的比重降低,有机氮的比重增加,硝态氮无论是在沼渣还是沼液中含量均不高。     

水氮耦合对滴灌春小麦根系时空分布及产量的影响

为明确新疆干旱区滴灌春小麦水氮耦合对小麦根系的时空分布、水氮利用率及产量的影响,以新春19号为试验材料,利用田间定位试验研究了4个灌水量处理(W0:0 m3/hm2、W1:1 500 m3/hm2、W2:4 500 m3/hm2、Wck:3 750m3/hm2)、4个施氮量处理(N0:0kg/hm2、N1:150kg/hm2、N2:450kg/hm2、Nck:300kg/hm2)对拔节期、抽穗期、开花期及成熟期小麦根系根长密度、根体积、根质量等在0~100cm土层的垂直分布、动态变化和产量及其构成因素的影响。结果表明,0~20cm是各处理根量值(根质量、根体积、根长密度)最大的土层,也是根系活动最为旺盛的区域;土壤水氮适宜(WckNck)时,表层根量增加;水氮过多会导致根系生长受抑(W2N2),根系活力下降,根系衰亡提前,影响水分吸收,导致水分、氮素利用率低且产量下降;水氮亏缺(W1N1)虽然有助于提高小麦水分、氮素利用率,但产量较低;土壤水分严重缺乏(W0N0),根系吸水困难,对表层土壤根系数量的增加不利,导致减产。建议在水资源相对充沛条件下滴灌小麦采用WckNck处理,更有利于实现节水、节肥和高产统一。     

微润灌溉水肥一体化对空心菜生长的影响

为了探究微润灌溉条件下水肥一体化对空心菜生长的影响,试验设置了2个压力水头处理100 cm(H1)、150 cm(H2)和3个施氮(尿素)水平0 mg/L (N0)、500 mg/L (N1)、1 000 mg/L (N2)6个处理。每个处理设置3次重复试验,对不同处理下土壤含水率、空心菜株高、茎粗、鲜重、干物质积累及氮农学效率进行了测定分析,探究不同压力水头和施氮浓度对空心菜生长的影响,筛选适合空心菜生长的较佳组合。结果表明:在微润管埋深20 cm,铺设间距25 cm条件下, 150 cm压力水头较100 cm压力水头能促进植株生长发育,施氮浓度为1 000 mg/L的处理比500 mg/L的处理空心菜株高、鲜重、干物质积累、氮农学效率明显要高。     

人工湿地对农村生活污水的处理效果研究

采用水平潜流人工湿地处理农村生活污水,结果显示:人工湿地对生活污水中NH+4-N、TN、COD和TP的平均去除率分别为62.9%、59.1%、65.1%和76.0%,出水基本可达到<城镇污水处理厂污染物排放标准>(GB18918-2002)一级B标准.污染物的去除率受季节和温度的影响,其中,NH+4-N、TN和COD的去除率受季节变化影响显著,而TP的去除率受季节变化影响不明显.以石膏作为人工湿地的添加剂可有效弥补因基质净化能力降低而导致TP去除率下降的缺陷,强化了人工湿地对TP的去除效果.     

控制排水下减量施氮对土壤无机氮含量变化和棉花产量的影响

以旱地棉田为研究对象,2018年在湖北荆州大田条件下对控制排水和减量施氮下土壤无机氮含量变化和棉花产量进行了研究。试验采用2种控制排水模式(非控制排水和地表控制排水,分别记作FKS和KS)与4个施氮量水平(农民习惯施氮量280 kg/hm~2、习惯施氮量的90%、80%和70%,分别记作N1、N0.9、N0.8和N0.7)完全随机组合设计。测定棉花生育期内0～20、20～40、40～60和60～80 cm土层的NO~-_3-N和NH~+_4-N含量。结果表明,与FKS相比,整体上KS下0～40 cm土层的NO~-_3-N含量和0～20 cm土层的NH~+_4-N含量增加。与N1相比,FKS下N0.9、N0.8和N0.7的籽棉产量分别减少9.23%、13.16%和18.60%(P0.05);而KS下N0.9、N0.8和N0.7的籽棉产量分别减少4.96%、7.02%(P0.05)和12.98%(P0.05)。综上,采用地表控制排水,减氮10%～20%有利于提高0～20 cm土层的无机氮含量,从而维持棉花产量。     

洞庭湖湿地总氮总磷输入与滞留净化效应研究

利用洞庭湖水文观测站、环境监测站和实地考察资料,分析了洞庭湖湿地对氮(N)、磷(P)污染的净化功能。结果表明,每年输入湿地全氮(TN)670132.47 t、全磷(TP)41103.85 t;滞留与净化TN 116033.27 t、TP6892.25 t;贮留净化率分别为17.31%和16.77%;大量的N、P储存在洞庭湖湿地中,对湿地本身是一种潜在的生态安全威胁;在输入洞庭湖湿地的N、P中,有54.76%N、44.30%P来自四水(湘、资、沅、澧4条江河)和三口(长江分洪流入的松滋、藕池和太平3口),有99%的N、P是由面源污染引起的,点源污染只占1%;因此,在洞庭湖湿地水污染的治理上,控制系统外水系输入比控制湿地周边更重要,控制面源污染比点源污染更重要。     

不同水氮条件下生物炭对夏玉米水氮耦合效应的影响

【目的】提高水氮亏缺下夏玉米籽粒产量并促进水氮耦合效应,实现夏玉米节水增产。【方法】采用田间小区试验,设定4个生物炭施用水平(0、5、10、15t/hm²,分别记为C0、C1、C2、C3)、2种灌溉方式(正常灌溉I1、亏缺灌溉I2)和2个施氮水平(常规施氮N1、亏缺施氮N2),正常、亏缺灌溉灌水量分别为100%和50%作物需水量,常规、亏缺施氮量分别为200 kg/hm²和100 kg/hm²,探究了不同水氮条件下生物炭对砂壤土持水保肥效果以及夏玉米水氮耦合效应的影响。【结果】添加5 t/hm²和10 t/hm²生物炭处理明显提高了土壤总孔隙度和持水能力,并减少了土壤铵态氮和硝态氮的淋洗,10 t/hm²下效果最佳。同时,5 t/hm²和10 t/hm²生物炭可促进夏玉米根系生长,提高籽粒产量及水氮利用效率,在10 t/hm²下产量,水分利用效率和氮素偏生产力显著增加(P<0.05),...     

曝气生物滤池系统处理含氨氮废水的试验研究

为了进一步研究曝气生物滤池工艺在污水处理中的应用,采用曝气生物滤池处理工艺,对氨氮质量浓度较高、其他污染物量较低的废水进行了工艺运行条件及处理特征的模拟试验,主要研究了气水比、水力负荷、氨氮负荷等因素对氨态氮等污染物处理效果的影响。结果表明,进水氨态氮质量浓度约为25 mg/L时,气水比为3∶1和4∶1时,曝气生物滤池系统出水氨态氮质量浓度均低于7 mg/L;系统出水COD平均质量浓度随气水比增大而升高;在气水比为2∶1,进水氨态氮质量浓度相近条件下,水力负荷调整为5 m~3/(m~2·h)时,系统出水氨态氮质量浓度低于12 mg/L,去除率达到54%。     

生物炭配施氮素对陆地棉盛花期根系形态与构型的影响

为揭示生物炭与氮素相互作用对陆地棉盛花期根系形态及构型的影响规律,设置处理N0(常规施氮,施氮量0. 3 t/hm~2)、N0+Bc1%(常规施氮+棉秆炭质量为耕层土质量1%)、Nl+Bc1%(低氮0. 21 t/hm~2+棉秆炭质量为耕层土质量1%)、Nl+Bc2%(低氮0. 21 t/hm~2+棉秆炭质量为耕层土质量2%)和N0+Bc4%(常规施氮+棉秆炭质量为耕层土质量4%),掘根法采集棉花盛花期0～10 cm和大于10 cm土层根系,基于广义加性模型分析土层深度(0～10 cm和大于10 cm)、生物炭施用方式(生物炭与氮素比例)单独以及交互作用对根系节间距和根长密度的影响,并利用冗余分析影响根长密度的因子。结果表明:N0+Bc1%细根平均根长与Nl+Bc2%没有显著差异(p0. 05),但显著高于N0+Bc4%、Nl+Bc1%、N0(p 0. 05)。0～10 cm土层根系平均分枝角为83°17',深层土壤(大于10 cm)根系分枝角均显著变大,Nl+Bc2%根系分枝角最大,为101°48'。生物炭施用方式改变了棉花根系节间距(p 0. 001),与来水方向270°根系节间距变化最显著,其中N0+Bc4%平均根节长度为4 cm。生物炭施用方式(p 0. 02)和土层深度(p 0. 001)均改变了棉花根长密度。冗余分析表明:浅层细根和中等根分枝角、深层细根分枝角和极细根根长比例是影响根长密度的主要因子。综上所述,1%～2%的生物炭配施0. 21 t/hm~2氮主要改变了深层土壤(大于10 cm)陆地棉根系构型及形态,并且2%生物炭弥补了灰漠土氮素不足的负作用。     

秸秆还田配施氮肥对土壤性状与水分利用效率的影响

为揭示宁夏扬黄灌区秸秆还田配施氮肥对土壤性状与玉米水分利用效率的影响,在秸秆全量还田(9 000 kg/hm2)条件下,设置4种不同纯氮施用水平:SR+N0(0 kg/hm2)、SR+N1(150 kg/hm2)、SR+N2(300 kg/hm2)和SR+N3(450 kg/hm2),以秸秆不还田施氮量333 kg/hm2为对照(CK),研究秸秆还田配施氮肥对土壤容重、含水率、养分含量、玉米产量及水分利用效率的影响。结果表明,秸秆还田配施氮肥可改善耕层(0～40 cm)土壤容重和孔隙状况,以SR+N2和SR+N3处理效果最优,耕层平均土壤容重分别较CK降低8. 0%和8. 8%,土壤总孔隙度分别较CK提高11. 4%和12. 5%。秸秆还田配施氮肥有利于提高耕层土壤有机碳和全氮含量,随施氮量的增加土壤碳氮比降低,其中以SR+N2和SR+N3处理效果最优。SR+N2处理改善土壤肥力效果最优,其土壤碱解氮、有效磷、速效钾含量分别较CK提高33. 6%、47. 0%、30. 8%。SR+N2处理在玉米生育中后期具有较好的蓄水保墒效应,玉米增产和改善水分利用效率效果最优,两年平均玉米籽粒产量和水分利用效率分别较CK提高33. 9%、26. 2%。通过两年研究发现,在宁夏扬黄灌区,秸秆还田配施氮肥可有效改善土壤物理性质、增加土壤养分含量、调节土壤碳氮比、增强土壤的蓄水保墒能力,从而显著提高玉米籽粒产量和水分利用效率,以秸秆还田配施纯氮300 kg/hm2效果最优。