造纸废水灌溉对辽河口湿地土壤重金属污染的评价研究

为有效评价造纸废水灌溉对辽河口湿地土壤重金属污染的影响,基于广义集对分析综合评价法,对造纸废水灌溉条件下辽河口芦苇湿地重金属累积情况进行评价。集对分析评价过程中,指标权重以及差异系数的准确性是决定评价结果准确与否的关键。选取造纸废水灌溉后湿地土壤中出现累积问题的Cd,Cu,Pb,Zn 4种重金属作为评价指标,将广义集对分析法和层次分析法耦合确定评价指标权重,既考虑了专家的后验权重,又考虑了先验权重,结合三角模糊数法确定差异系数,构造综合评价模型。结果表明:以CODCr浓度为300mg·L~(-1)的造纸废水灌溉辽河口湿地,土壤表层Cd,Cu,Pb,Zn 4种重金属的综合权重分别为0.539,0.150,0.106,0.205,其中Cd是主要的污染贡献因子;不同浓度的造纸废水灌溉对湿地造成的污染程度大小顺序为:CK50mg·L~(-1)175mg·L~(-1)300mg·L~(-1),污染等级为清洁到轻度污染,可以利用低浓度造纸废水灌溉辽河口湿地,促进湿地系统修复;与其他传统评价方法对比表明,集对分析与层次分析和三角模糊数进行耦合的综合评价模型可以有效解决集对分析中指标权重独立性和不确定性以及差异系数的模糊性的问题,提高土壤重金属污染评价准确性。     

灌溉造纸废水对模拟芦苇湿地土壤中镁离子含量的影响

为研究造纸废水对模拟芦苇湿地土壤中镁离子含量的影响,利用造纸废水灌溉辽宁双台河口芦苇湿地,通过不同灌溉时期以及不同废水质量浓度对土壤剖面中镁离子含量进行观测分析。结果表明:在所有处理条件下,土壤镁离子含量随土层深度增加的变化趋势基本相同,呈"W"形分布,5~10cm土层中含量最多,20~40cm土层中含量最少。在芦苇不同生长期内灌溉造纸废水,土壤中镁离子含量变化量的大小顺序为成熟期发芽期展叶期快速生长期抽穗期。灌溉不同质量浓度的造纸废水后,土壤中镁离子含量变化量的变化趋势300mg/L175mg/L50mg/LCK,说明造纸废水灌溉有助于土壤中镁离子的累积,废水质量浓度越高,镁离子累积量越大。     

造纸废水灌溉对芦苇湿地根际土壤酶活性的影响

为了探究废水灌溉条件下芦苇湿地根际土壤酶活性变化趋势及其影响因素,以辽滨苇、盘锦苇、小紫散穗等天然混栽芦苇为试材,采用桶栽方法,设置不同浓度(60,120,180,240,300 mg·L-1)造纸废水灌溉芦苇试验,测定芦苇根际土壤中脲酶、磷酸酶、脱氢酶活性,并分析根际土壤酶活性动态变化规律及其与土壤理化性质的相互关系。结果表明:清水灌溉条件下,在芦苇不同生育期,土壤脲酶活性在发芽期最大,为0.57mg NH3-N·(g±24h)-1。磷酸酶活性在快速生长期达到最大值,为0.93mg酚·(g±24h)-1,但各时期脲酶与磷酸酶活性变化差异不显著。脱氢酶活性在快速生长期达到最大值0.092μg TPF·g-1·20h-1,各时期间差异显著;废水灌溉显著提高了芦苇根际土壤脲酶、磷酸酶、脱氢酶活性,3种酶活性受废水浓度影响,在同一生育时期,土壤中3种酶活性均随着废水浓度的增加而增大,在快速生长期废水浓度为300mg·L-1时,脲酶、磷酸酶、脱氢酶,3种酶活性均达到最大值,分别为:2.76 mg NH3-N·(g±24h)-1,1.377mg酚·(g±24h)-1和0.426μg TPF·g-1·20h-1;相关分析表明3种酶活性之间极显著正相关,脲酶、磷酸酶、脱氢酶活性与土壤呼吸强度正相关且相关系数最大,其中脱氢酶与土壤呼吸强度相关系数为0.917,3种酶活性与土壤全氮、全磷显著正相关,与p H值、容重显著负相关。说明芦苇湿地造纸废水灌溉不仅增加了土壤中的养分含量,也提高了根际土壤酶活性。     

长期造纸废水灌溉对湿地土壤镉离子迁移的影响

为研究不同生育期湿地土壤镉离子含量的变化,分析废水灌溉条件下湿地土壤中镉离子的迁移特征。利用沈阳农业大学综合试验基地小试装置模拟辽河口天然芦苇湿地,采用原始COD_(cr)浓度配置50,175,300mg·L~(-1),分别在不同生育期(发芽期、展叶期、拔节期、抽穗期和成熟期)灌溉不同浓度造纸废水,测定不同质量浓度废水下湿地土壤中镉离子的含量。结果表明:不同灌溉方式下,废水质量浓度为300mg·L~(-1)处理对土壤镉离子含量影响最大,随着土层深度增加,土壤镉离子含量变化趋势表现为:处理1处理3处理2CK;发芽期至成熟期灌溉不同质量浓度的造纸废水,土壤中镉离子含量变化量变化趋势表现为:成熟期抽穗期拔节期展叶期发芽期,说明在成熟期灌溉造纸废水,镉离子含量变化量最大,其中在废水质量浓度为300mg·L~(-1)处理时变化量达到最大值(2.91mg·kg~(-1)),50mg·L~(-1)处理变化量达到最小值(0.81mg·kg~(-1));不同废水质量浓度灌溉下,土壤中镉离子含量总体上呈现为:废水灌溉组大于清水对照组。经过相关性分析可知,土壤中镉与铜、铅、镍含量之间存在呈极显著正相关关系,说明在不同废水质量浓度灌溉下,铜、铅、镍含量越高,土壤中的镉含量越大。     

造纸废水灌溉对湿地土壤和芦苇中总磷迁移的影响

在沈阳农业大学综合试验场内构建小试装置模拟辽河口天然芦苇湿地,对不同生育期湿地土壤和芦苇总磷含量的变化进行研究,分析废水灌溉条件下湿地土壤总磷的迁移特征。结果表明:不同废水质量浓度灌溉条件下,随着土层深度增加,土壤总磷含量变化趋势基本相同,在5~10cm土层中总磷含量最高。废水灌溉组土壤总磷含量在土层剖面分布规律为0~55~1020~4040~6010~20cm。废水质量浓度为300mg/L处理的土壤总磷含量变化量最大,175mg/L处理最小。芦苇总磷含量随生长期变化趋势为成熟期拔节期抽穗期展叶期发芽期。灌溉组芦苇中总磷含量高于对照组,总磷含量在芦苇内的分布特征为:茎叶根穗。相关性分析表明,土壤总磷、总氮、有机质及芦苇总磷呈极显著正相关关系,总磷与pH相关不显著。     

造纸废水灌溉对沙漠植物体内钠离子含量的影响

通过对造纸废水灌溉不同年限以及不同生长部位的沙漠植物体内Na + 含量进行研究。结果 显示,红柳、沙枣、新疆杨相同生长部位的Na + 含量均随着灌溉年限的增加而增大;经造纸废水灌溉相 同时间后,在不同树种中相同生长部位的Na + 含量存在差异,红柳体内Na + 含量最高,沙枣次之,新疆 杨最低,说明红柳、沙枣、杨树均能够有效吸收土壤中Na + ,但红柳对Na + 的吸收能力最强,沙枣次之, 新疆杨最弱。     

造纸废水灌溉对沙漠植物体内钠离子含量的影响

通过对造纸废水灌溉不同年限以及不同生长部位的沙漠植物体内Na 含量进行研究.结果显示,红柳、沙枣、新疆杨相同生长部位的Na 含量均随着灌溉年限的增加而增大;经造纸废水灌溉相同时间后,在不同树种中相同生长部位的Na 含量存在差异,红柳体内Na 含量最高,沙枣次之,新疆杨最低,说明红柳、沙枣、杨树均能够有效吸收土壤中Na ,但红柳对Na 的吸收能力最强,沙枣次之,新疆杨最弱.     

造纸废水灌溉稻田对水稻的影响

本文论述两种制浆方法造纸废水灌溉稻田，对土壤理化性状有较大改善。亚铵法造纸废水按一定比例与滦河水配比可增产稻谷８￣１１％。     

造纸废水灌溉芦苇湿地土壤锰形态分布及再分配模拟研究

利用小试装置模拟辽河口芦苇湿地,对不同浓度造纸废水灌溉条件下湿地土壤中锰形态分布特征及再分配过程进行分析,以期对湿地有效利用造纸废水提供指导。结果表明:1)湿地土壤中锰各形态含量为:残渣态(792.18mg/kg)、可还原态(259.38mg/kg)、弱酸态(103.26mg/kg)、可氧化态(26.82mg/kg),残渣态与可还原态是辽河口湿地土壤锰的主要赋存形态。灌溉造纸废水后,湿地土壤中弱酸态锰增大,可还原态锰、残渣态锰降低;随灌溉废水浓度增大,残渣态锰逐渐增加,可还原态锰逐渐降低,弱酸态锰与可氧化态锰含量基本不变;2)芦苇生长影响湿地土壤中锰的再分配:快速生长期锰再分配系数最大,锰各形态分布最不稳定,其次是成熟期;发芽期、展叶期和抽穗期锰再分配系数较小,锰各形态分布相对稳定。采用高浓度(CODCr浓度300mg/L)废水灌溉,对锰各形态再分配影响最大,低浓度(CODCr浓度50mg/L)废水对锰的形态再分配影响最小;3)灌溉造纸废水可降低湿地土壤中锰残渣态含量,减少湿地土壤中锰累积。     

造纸废水灌溉对芦苇生长和土壤质量的影响及综合评价

为全面客观评价废水灌溉对辽宁双台河口湿地的影响,通过构建小试装置模拟盘锦双台河口湿地,分析造纸废水灌溉条件下芦苇不同生长期湿地各指标变化规律,采用粗糙集理论综合评价造纸废水灌溉对芦苇湿地影响。结果表明,造纸废水灌溉提高了芦苇植株茎粗、株高、叶面积及生物量,芦苇各生长指标与废水灌溉浓度正相关,不同灌溉浓度各指标值间存在显著差异;废水灌溉后,土壤中有机质、TN、TP含量随着灌溉浓度的增大而增加,但各灌溉浓度间差异不显著;废水灌溉后土壤中重金属含量均显著增加,且废水浓度越大,土壤中重金属含量越多。利用粗糙集方法对不同造纸废水浓度灌溉下的芦苇湿地影响程度做综合评分,灌溉浓度300mg/L的综合得分为0.802 6;175、50mg/L的综合得分分别为0.694 1、0.681 3;0mg/L的综合得分为0.401 3,即现有灌溉条件下,废水浓度越大,对芦苇湿地的影响综合评分越高,虽然会造成更多重金属累积,但总体上仍更有利于芦苇的生长与发育。     

啤酒厂废水灌溉对土壤性质的影响

通过对利用啤酒厂废水灌溉３、５年和基本不灌溉的农田土壤物理、化学性状的对比分析认为：啤酒厂废水灌溉农田可以减少废水对周围环境的污染，节省水源，有利于农业生产；啤酒厂废水中含有有机物和少量无机盐，灌溉农田可以增加土壤有机质和全氯含量；连续利用废水灌溉３、５年的粮地土壤未发生Ｎａ＋、Ｃｌ－和ＳＯ４２－的累积，唯耕层土壤有Ｃａ２＋、Ｍｇ２＋轻度淋失。     

乌梁素海湿地周边不同土地利用类型对土壤营养元素的影响

湿地土壤中的营养元素直接影响到植物生长,不同土地利用类型对土壤营养元素的影响不同.以乌梁素海湿地水禽自然保护区作为研究对象,通过比较乌梁素海湿地周边区域的荒地、滩涂、农田、草地4种土地类型,分析对土壤中全氮、有效磷、速效钾、有机质、PH、全盐含量及各营养元素间的相关关系.     

辽河口芦苇湿地土壤水盐动态分析

在淹水-排水过程中,土壤盐分的空间分布发生了巨大变化,各土层的电导率总体呈下降趋势。且电导率高的土层比电导率低的土层下降快,上层土层比下层土层下降快。而电导率下降到一定水平后下降极为缓慢。土壤淋洗液的矿化度也随淹水次数的增加而逐渐下降,但下降趋势在逐步变缓。而淋洗液中Cl~-、Na~+浓度最高,因此Na~+、Cl~-可能是影响淋洗速率的关键因素。     

辽河口湿地沉积物中汞含量变化特征的模拟研究

以辽河口裸滩表层(0~10 cm)和底层(10~20 cm)沉积物作为研究对象,采用室内恒温培养法进行模拟培养,探讨在淹水盐度(CK、0.50%、1.50%和1.80%)、环境温度(10、20℃和30℃)以及淹水状态(全淹水和半淹水)改变的情况下,辽河口裸滩表层和底层沉积物中总汞含量的变化趋势。结果表明:全淹水状态下,在淹水盐度为1.80%、培养温度为30℃时,表层和底层沉积物中汞含量均最低,分别为0.095 mg·kg-1和0.098 mg·kg-1;半淹水状态下,淹水盐度为1.80%,培养温度为30℃时,表层和底层沉积物中汞含量也最低,分别为0.103 mg·kg-1和0.101 mg·kg-1;两种淹水状态下,表层和底层沉积物中汞含量随盐度和温度的变化趋势基本一致。研究表明,随着淹水盐度升高,沉积物中总汞含量逐渐降低。相同盐度条件下,沉积物中总汞含量随环境温度(10~30℃)升高而逐渐降低。沉积物在淹水状态全淹水时比半淹水时更有利于无机汞的释放。     

啤酒废水灌溉对土壤微生物区系的影响

为合理利用啤酒废水进行农田灌溉提供依据。采用泰安市啤酒厂经简单处理的啤酒废水,以清污水比10∶1、5∶1、2∶1、1∶1、1∶21、∶5和1∶10分别灌溉盆栽小麦和玉米,对土壤中各种菌类微生物数量的变化情况进行研究。啤酒废水灌溉盆栽小麦和玉米对土壤微生物数量影响明显。随着污水浓度的不断增大,细菌、放线菌、好气性纤维素分解菌、硝酸菌、亚硝酸菌、自生固氮菌等的数量均呈现先增加后减少的变化规律。污水浓度过大,会刺激土壤中真菌、氨化细菌、反硝化细菌及一些厌气性菌的繁殖。当废水浓度适当时,污水中的营养成分可以为微生物所用,刺激其活性。综合考虑各种微生物对作物的不同影响,啤酒废水灌溉浓度清污水比以控制在2∶1~1∶2为最佳,污水浓度过高反而不利于植物生长。     

辽河口芦苇湿地区潜水蒸发试验

为探寻辽河口湿地区芦苇Phragmites communis生长条件下潜水蒸发的变化规律,提高研究区地下水水分利用效率,用带有地下水补给的芦苇培养箱测量潜水蒸发量,并与同一实验条件下的水面蒸发和裸地蒸发进行对照。研究结果得出：①在不同地下水埋深条件下,栽植芦苇的样地的潜水蒸发量比裸地的大,并且随天气变化潜水蒸发量日变化也非常大,栽植芦苇的样地日潜水蒸发量差值可达9.0 mm。②潜水累积蒸发量随地下水埋深的增大而减小,栽植芦苇的样地的潜水蒸发递减速度大于裸地。在试验设定的地下水埋深－ 5 ~ －60 cm范围内,种植芦苇的样地的潜水累积蒸发量是裸地的3.0~3.5倍。③栽植芦苇的样地的潜水蒸发过程与水面蒸发过程一致性较好。大气蒸发能力增大到一定程度,栽植芦苇的样地和裸地的潜水蒸发强度增加的幅度均呈减小的趋势。最后通过参数拟合,得到潜水蒸发系数的幂函数型公式和指数型公式以及公式中的相关参数,拟和效果较好,适合应用于研究区潜水蒸发的研究。图6表3参14     

造纸废水灌溉对毛白杨苗木生长及养分状况的影响

为了探讨工业造纸废水用于杨树人工林灌溉的可行性,以三倍体毛白杨(triploid Populus tomentosa)1年生盆栽苗木为对象,研究了不同浓度造纸废水(分别稀释到12.5％ (IF7Q)、16.7％ (1F5Q)、25％(1F3Q)、33.3％ (1F2Q)、50％ (1F1Q))灌溉对苗木生长及养分状况、土壤化学性质的影响.结果表明:造纸废水灌溉对土壤pH值、速效P含量无显著影响(P＞0.05),但能显著提高土壤有机质、全N及碱解N的含量(P＜0.05).适当稀释的废水灌溉能促进三倍体毛白杨的苗木生长,提高土壤和植株养分水平:灌溉后1F5Q地径、苗高生长量分别为10.5 mm和97.3 cm,较CK分别显著增加102％和47％ (P＜0.05);1F5Q和1F3Q处理苗木总生物量为247 g和230 g,分别较CK显著提高19％和11％(P＜0.05);废水灌溉可显著提高植株根、叶N含量和茎P含量(P＜0.05),但对植株叶、根P含量和茎N含量影响不大(P＞0.05).造纸废水通过一定处理后,可应用于苗木灌溉并促进其生长,提高地力.对于三倍体毛白杨,将废水稀释到16％-25％能起到较好的灌溉效果.     

不同灌溉条件下造纸废水对芦苇根系形态的影响

芦苇根系生长情况决定芦苇产量及其在湿地生态系统中的作用。根系生长受外界条件制约,为研究造纸废水对芦苇根系的影响,采用辽宁盘锦某造纸厂排污口废水,根据其原始CODcr浓度配置50,175,300mg·L~(-1),分别在芦苇发芽期、展叶期、快速生长期、抽穗期和成熟期5个生长期灌入不同浓度造纸废水,取样冲洗后测定芦苇的根系形态指标。结果表明:不同浓度灌溉下,造纸废水灌溉组芦苇根系的长度、面积、体积、平均直径和根尖数比对照组增加最高值依次为213.45cm,45.44cm~2,28.34cm3,0.55cm,879个;不同生长期灌溉下,造纸废水灌溉组芦苇的根系形态指标比对照组增加最高值依次为42.26cm,12.75cm~2,5.17cm3,0.41cm,1057个。CODcr浓度为175mg·L~(-1)的废水灌溉后,芦苇根系长度、面积、体积和平均直径均与对照组差异显著(p0.05),根尖数差异不显著;不同时期灌溉下造纸废水对芦苇根系的长度、平均直径和根尖数的影响显著(p0.05),对面积和体积影响不显著。且除根尖数以外的4项指标均在快速生长期灌入废水达最大值。说明在适当生育期灌溉适宜浓度造纸废水可促进芦苇根系生长。     

基于模糊BP神经网络的辽河口湿地水质评价

利用模糊BP神经网络法对辽河口湿地不同时期（汛期、非汛期和冰封期）不同区域（核心区、试验区和缓冲区）水环境质量进行水质评价。各样点监测结果表明,核心区全N（TN）和氨氮（NH₃-N）优于表水环境质量Ⅲ类标准,缓冲区和试验区中全N（TN）、全P（TP）和化学需氧量（COD）超Ⅳ类标准。建立以上述4个水质指标为输入变量、包含5个神经元节点的隐含层和1个水质类别输出结果所构成的BP人工神经网络,结合模糊数学综合评价法对输出结果进行隶属度分析。结果表明,核心区、缓冲区和试验区在汛期和冰封期评价结果相同,依次为Ⅲ类、Ⅳ类和Ⅳ类,而在非汛期评价结果依次为Ⅱ类、Ⅲ类和Ⅳ类,可见从试验区、缓冲区到核心区水质逐渐转好,说明湿地对污染物具有一定的净化能力。评价结果与实际监测数据基本吻合,说明模糊BP神经网络综合评价具有客观性和实用性。