不同类型人工湿地对洞庭湖水质净化效果研究

同等条件下开展了3种不同类型人工湿地（垂直流、潜流和表面流人工之地）对洞庭湖水质净化效果的研究。结果表明:（1）洞庭湖水体中NH₄⁺-N,TN,TP,高锰酸钾指数,BOD₅和COD_Cr的进水浓度与3种不同类型人工湿地出水浓度季节变化规律保持一致,冬季明显高于夏季,洞庭湖进水中NH₄⁺-N,TN,TP,高锰酸钾指数,BOD₅和COD_Cr浓度均高于3种不同类型人工湿地出水浓度,相同时期,3种不同类型人工湿地出水水质NH₄⁺-N,TN,TP,高锰酸钾指数、BOD₅和COD_Cr浓度基本表现为表面流 > 潜流 > 垂直流;（2）3种类型人工湿地对TN,TP,高锰酸钾指数、BOD₅和COD_Cr的去除率依次表现为垂直流 > 潜流 > 表面流,而对NH₄⁺-N的去除率依次表现为垂直流 > 表面流 > 潜流,其中以BOD₅的去除效果最好（去除率最高）,但3种类型人工湿地对BOD₅的去除率差异均不显著（p > 0.05）;（3）3种类型人工湿地植物地上和地下生物量均表现为垂直流 > 潜流 > 表面流,差异均显著（p < 0.05）,垂直流人工湿地植被N含量、P含量、N积累量和P积累量均显著高于潜流和表面流（p < 0.05）;（4）3种不同类型人工湿地植物的N,P积累量分别与生物量、N含量、P含量均呈显著的线性关系（p < 0.01）,人工湿地植物生物量对N,P积累量的影响大于植物体内N,P含量的影响,可以通过生物量来评价人工湿地植物对N,P去除效果。     

石佛寺人工湿地水体富营养化评价与分析

采用灰色聚类法并选定DO,CODMn,BOD5,NH3-N,TN和TP为聚类指标,对石佛寺人工湿地水体富营养化进行综合评价。结果表明:石佛寺人工湿地水质状况较好,对供水无影响,可保证安全供水。建湿地后与建湿地前相比水体富营养化程度有所降低,但并不明显。汛期的水体富营养级别高于非汛期,这主要是因为汛期来水量大,所带入的营养物质多,加上农作物生长季节化肥、农药等的施用,使流域内大量的氮、磷等营养盐随地表径流汇入湿地内,提高了湿地内氮、磷等的含量。防止水体富营养化的主要措施为:及时收割水生植物,防止二次污染;控制流域内点源和面源污染。     

折流式人工湿地对矿区降雨径流的净化研究

根据陕西省渭南市蒲白矿区降雨径流的水质和水量特征,采用新型折流式人工湿地对人工湿地不同运行阶段模拟降雨径流的净化效果进行了对比,分析了COD_Cr,SS,TN,TP,NH₄⁺-N以及重金属Pb,Zn,Cu在湿地系统中的沿程变化,探讨人工湿地的主要去除机制。结果表明:人工湿地对COD_Cr,TP,TN,NH₄⁺-N,SS的平均去除率分别为82.3%,65.9%,71.2%,73.5%,94.8%,对重金属Pb,Zn,Cu的平均去除率分别为91.3%,94.5%,81.2%,对重金属的去除率基本高于对营养元素的去除率;除了TN外,折流式人工湿地系统出水各污染物均达到《地表水环境质量标准》（GB3838—2002）Ⅲ类质量标准,其中TN达Ⅳ类标准,出水重金属Pb,Zn,Cu均能达地表Ⅲ类水标准。降雨径流各污染物主要在人工湿地的第1格被去除,其中,COD_Cr,TP,SS和Pb均有一半以上的去除率发生在第1格。随着人工湿地沿程进水浓度的增加,其去除率逐渐下降。研究表明,折流式人工湿地系统对矿区降雨径流的净化效果显著,并且该湿地系统具有较强抗冲击负荷能力,可用于城市地面径流污染的控制和雨水利用。     

人工湿地不同植被净化污水效果及其氮磷累积研究

通过模拟垂直流人工湿地污水系统,研究了湿地植被鸢尾（Iris pseudacorus）、香蒲（Typha orientalis）、茭白（Zizania aquatica）和芦苇（Phragmites australis）对生活污水总氮（TN）、总磷（TP）、氨氮（NH₄⁺-N）、生物耗氧量（BOD₅）和化学耗氧量（COD_Cr）的去除效果及其植被对氮磷累积效应。结果发现:（1）人工湿地4种植被对生活污水的净化效果存在一定的差异,对污水各个指标的去除率随人工湿地的运营期均呈“V”型变化,基本表现为反弹期 > 稳定期 > 恢复期 > 启动期;（2）综合比较可知,通过人工湿地整个运营期来看,人工湿地植被能有效促进湿地对污水的去除效果,其中以茭白和鸢尾的去除效果较好,而4种湿地植被对TP的去除率最高,对TP,NH₄⁺-N和COD_Cr的去除率差异不显著（p > 0.05）;（3）4种湿地植被地上和地下生物量表现出一致的变化规律,基本表现为鸢尾和茭白高于芦苇和香蒲,除了鸢尾以外,其他植被地上、地下生物量比（A/U）均大于1,4种植被地下生物量占总生物量的40%以上,并且地上部分N,P浓度高于地下部分N,P浓度,地上平均N,P积累量高于地下部分N,P积累量;鸢尾和茭白地上部分和地下部分N,P浓度和N,P积累高于芦苇和香蒲;（4）相关性分析表明人工湿地不同植被N,P积累量分别与生物量、N含量、P含量均呈显著的线性关系（p < 0.01）,生物量与N,P积累量的相关系数高于N含量和P含量的相关系数,表明人工湿地植被生物量对N,P积累量的影响大于植被体内N,P含量的影响,因此可以通过生物量来评价人工湿地植被对N,P的去除效果。     

丹江上游土地利用/景观指数与水质关系初探

借助地理信息和景观分析技术,结合长系列水质数据,采用相关分析法、冗余分析法（RDA）,研究了丹江上游土地利用/景观指数与水质的关系,重点探讨了景观指数与水质参数的关系。结果表明:（1）2000—2013年,耕地面积减少,林地、建筑用地面积不断增加,耕地是最不稳定的土地利用类型,大部分转为林地和草地。流域内景观多样性和聚集度逐渐增加,流域景观格局趋于规则化、高连通和高度聚集的方向发展。（2）耕地面积比与NO₃^--N呈极显著正相关,与DO呈现显著负相关,表明耕地强烈的影响着水质变化;林地面积比与BOD₅,COD_Mn呈显著负相关,林地对水质有显著的正效应。（3）从景观指数与水质参数的相关性可以得出,香农多样性指数（SHDI）、最大斑块指数（LPI）、景观形状指数（LSI）、斑块结合度（COHESION）可以作为景观尺度上来预测水质变化的关键因子,具体表现为SHDI与COD_Mn呈显著负相关,与BOD₅呈负相关;LPI与BOD₅,COD_Mn呈显著正相关;LSI与DO呈极显著负相关,与NO₃^--N呈显著正相关;COHESION与BOD₅,COD_Mn呈显著正相关。斑块密度（PD）和蔓延度指数（CONTAG）与水质的关系无法得到合理的解释。     

模拟人工湿地植物对富营养化水体的修复研究

以河砂为基质构建人工湿地,通过人工配制不同浓度的富营养化水体,用无植被、填充相同基质的空白人工湿地（CK）做对照,研究湿生植物芦苇（Phragmites australis）、藨草（Scirpus triqueter）、薄荷（Mentha haplocalyx）和水芹 （Oenanthe javanica）对水体中总氮（TN）、总磷（TP）、氨氮（NH₄⁺-N）及化学需氧量（COD）的去除效率。结果表明:四种植物对不同浓度富营养化水体的净化效果都显著优于CK（P < 0.01）。（1）对TP的去除:轻度处理下芦苇的吸收率最高为89.30%;中度处理下去除效果最好的是藨草为74.96%;重度处理中四种植物差异不显著。（2）对TN的去除:在轻、中度处理下,去除效果最好的是芦苇,吸收率分别为86.76%和73.27%;重度处理下藨草吸收效果最好为51.80%。（3）对NH₄⁺-N的去除:轻度处理下各植物间无明显差异;而在中度处理下去除效果最好的是薄荷吸收率为81.96%;重度处理下,水芹的去除率最高为58.30%。（4）对COD的去除:各处理中均以藨草最好,低浓度处理下去除率为77.57%;中度处理下为74.42%;重度下为62.89%。试验表明在选择人工湿地净化污水时,可优先考虑芦苇和藨草。     

活水公园复合人工湿地春夏净化效果对比研究

依托成都市活水公园复合人工湿地系统,于2011年1-6月,对该人工湿地系统水流沿程主要水质指标（TN,NH₃—N,TP,DP）进行监测及处理效果分析,以深入研究不同季节人工湿地水流沿程污染物的净化规律。结果表明:主要污染物总氮、氨氮、总磷及溶解性磷的去除率春季分别为45.5%,65.7%,77%,72.6%,夏季分别为56.9%,87.1%,76.9%,73.7%,对氮的去除效果存在季节性差异,而对磷的去除效果差异性不明显;并联的人工湿地塘床区左湿地系统各主要污染物净化效果明显高于右湿地系统,对氮、磷的去除率平均高4%和6%。研究认为,活水公园复合人工湿地系统春夏对不同污染物的净化存在季节差异,人工湿地塘床区不同植物组合与配置对人工湿地处理效果会产生一定的影响。     

浊漳河流域地表水环境影响因素及防治对策

近年来的人为污染对地表水环境所造成的危害日趋严重。本研究通过野外定点采样对浊漳河干、支流21个监测断面的COD、BOD₅、石油类、挥发酚、NH₃—N等项目进行了检测分析,结果表明:①浊漳河21个断面中,有18个断面的水质未能达到功能利用要求,其中9个断面水质属劣Ⅴ类;②浊漳河流域地表水体中石油类、NH₃—N、COD、BOD₅污染较为严重,其中石油类污染物在18个断面超标,超标倍数为4.8倍;③工业点污染源是造成浊漳河流域地表水体严重污染的主要因素;④城镇、工矿区居民生活污水以及农业生产中过度使用化学肥料、农药等非点源污染也是造成研究区地表水体严重污染的重要原因之一。并据此提出了相应的对策建议,为研究区下一步地表水体治理指明了方向。     

水生观赏植物对城市污水的修复研究

将黄花鸢尾、石菖蒲、菖蒲、千屈菜、泽泻、玉带草6种水生观赏植物种植于模拟人工湿地系统中,对城市污水进行绿色修复研究。分别在第5天、第10天、第15天测定污水中总氮（TN）、总磷（TP）、化学需氧量（COD）、生化需氧量（BOD₅）、重金属元素（Cr,Pb,Cd）的含量,研究水生观赏植物对城市污水的处理效果和修复能力。结果表明:各植物系统对TN,TP,COD,BOD₅以及重金属Cr,Pb,Cd去除效率随时间的推移逐渐上升,至第15天去除效率分别达88.1%,95.9%,90.6%,86.7%,78.1%,83.2%,91.4%以上。各植物系统对各种污染物的去除效率呈现一定差异,处理时间的不同对植物的修复效果也存在一定影响。6种水生观赏植物中,综合净化能力以黄花鸢尾和石菖蒲最为突出,是值得推荐的城市污水修复植物。     

旅游干扰对鄱阳湖国家湿地公园土壤酶活性及水质的影响

采用野外采样调查与实验室分析相结合的方法,对不同旅游干扰强度（High Disturbance,HD;Middle Disturbance,MD;Lower Disturbance,LD）下的湿地公园土壤酶活性及水质进行了研究。结果表明:随旅游干扰强度的增加,土壤蔗糖酶、脱氢酶、脲酶和磷酸酶活性均明显降低,MD,HD与对照达到显著差异水平（p < 0.05）,而LD与对照未达到显著差异水平（p > 0.05）,即轻度旅游干扰对土壤酶活性影响并不大;土壤酶活性垂直分布均表现出明显的“表聚性”,而旅游干扰导致土壤酶活性的“表聚性”趋于消失,并且旅游干扰并没有影响深层（40—60 cm）土壤酶活性;从土壤酶活性的变化幅度来看,土壤蔗糖酶活性和脲酶活性可以作为鄱阳湖湿地公园土壤健康状况的指示指标;随旅游干扰强度的增加,TN,TP,NH₄⁺-N,BOD₅,COD_Cr和高锰酸钾指数均明显增加,TP,NH₄⁺-N增加幅度较大,对旅游干扰表现较为敏感,其中MD,HD水质中TN,TP,NH₄⁺-N,BOD₅,COD_Cr和高锰酸钾指数与对照达到显著差异水平（p < 0.05）,表明了旅游干扰降低了鄱阳湖国家湿地公园水质状况,导致其水质出现轻微的富营养化,但轻度旅游干扰对鄱阳湖水质影响并不大。相关分析结果显示鄱阳湖国家湿地公园土壤酶活性与水质状况呈显著或极显著正相关,由此表明旅游干扰条件下,土壤水质状况更大程度上依赖于土壤酶活性。     

浑太河流域水环境质量综合分析与评价

以浑太河流域为研究对象,选取流域88个监测站点,在2009,2010,2012年对河流高锰酸盐指数、总氮、氨氮、总磷等9项指标进行监测,并对河流水质的时空异质性进行了分析。选择高锰酸盐指数、总氮、氨氮和总磷作为主要评价因子,采用单因子和综合水质标识指数法对该地区主要河流水污染特征进行分析及评价。结果表明,水质因子具有明显的时空异质性。单因子评价结果表明,非汛期总氮和氨氮为主要污染物,汛期总磷和总氮为主要污染物,非汛期的水质状况较汛期好,说明非点源是造成其污染的主要原因。河流水质综合评价中,小汤河上游、太子河南支、太子河北支所有点位的水质评价结果均为最好。所有站点中,海城河的支流（五道里河、运梁河、南沙河下游）区域的水质最差,达到劣Ⅴ类水质,且出现黑臭现象。研究结果对指导浑太河流域水污染防治及水资源管理具有重要意义。     

水利开发对二滩水库浮游植物及水质状况季节性影响

2010—2014年连续5 a（春季、夏季、秋季、冬季）对四川二滩水库进行浮游植物及水质定点采样调查,研究水利开发对浮游植物种类组成、数量特征、群落多样性及水质状况的影响。结果表明:（1）水利开发区共检出浮游植物7门251种,绿藻门（Chlorophyta）90种,所占比例为35.86%,对照区共检出浮游植物7门166种,绿藻门68种,所占比例为40.96%,水利开发区和对照区浮游植物种类在夏季和秋季较高,春季和冬季较低;（2）二滩水库水利开发区和对照区浮游植物Shannon-Wiener多样性指数（H）、Pielou均匀度指数（J_P）、Margalef种类丰富度指数（S）在夏季和秋季较高,春季和冬季较低,随季节呈先增加后降低趋势,而浮游植物密度（D）在秋季最低,不同季节浮游植物密度和丰富度指数均表现为水利开发区显著或者极显著高于对照区,多样性指数和均匀度指数均表现为对照区极显著高于水利开发区（p < 0.01）;（3）水利开发区和对照区水温、pH,TN,NH₄⁺-N,TP,高锰酸钾指数,BOD₅和COD_cr浓度呈一致的变化规律,随季节的变化呈先增加后降低趋势,秋季最高,春季和冬季较低,其中水温在夏季最高,透明度随季节变化呈“V”字形规律,在春季最高,秋季最低,而水温和TP浓度在水利开发区和对照区并没有明显差异;不同季节pH,TN,NH₄⁺-N,高锰酸钾指数,BOD₅和COD_cr浓度均表现为水利开发区高于对照区,局部有所波动,在冬季二者的差异不明显,说明了水利开发对二滩水库冬季水质的影响较小;（4）相关性分析表明二滩水库浮游植物群落多样性与水温和TN浓度呈显著或极显著正相关,与pH呈显著负相关,说明pH、水温和TN含量是影响二滩水库浮游植物多样性的主要因素。     

潜流人工湿地对畜禽养殖废水的净化效果

为了提高潜流人工湿地对畜禽养殖废水中污染物的去除效果,该试验通过改变湿地内部结构构建了4个潜流人工湿地单元,选用灰砖块和碎石做湿地填料,冬夏季轮作栽培齿果酸模和大狼把草,考察湿地运行期间对厌氧消化后猪场废水的净化效果。结果表明：湿地单元经过80 d的启动,运行稳定,有植物湿地比无植物对照湿地提前10 d左右进入稳定期。运行期间,各湿地单元对废水中氨氮（ammonia nitrogen,NH4+-N）、总氮（total nitrogen, TN）、总磷（total phosphorus,TP）和化学需氧量（chemical oxygen demand,CODCr）的去除率与气温变化均呈现显著线性正相关。在水力停留时间（hydraulic retention time,HRT）为4 d,进水中CODCr、NH4+-N、TN、TP浓度分别为520、110、120、10 mg/L左右时,4个湿地单元对CODCr、TP的去除率分别在60%和70%以上,对NH4+-N和TN的去除率分别为28%～67%和32%～58%,植物对CODCr及TP去除的贡献分别稳定在10%和4%左右,植物对氮的去除效果受气温影响较大,夏季对NH4+-N和TN去除的贡献分别可达13%和12%。与一般潜流人工湿地比较,改进的波形潜流人工湿地对NH4+-N、TN和CODCr的平均去除率提高均在3%以上,对TP去除效果差异不显著（P＞0.05）。该研究可为构建大规模的潜流人工湿地处理畜禽养殖废水提供理论依据和技术支持。     

杨陵区地表水及地下水环境质量评价

水在人类的生存过程中起着至关重要的作用,面对目前日愈衰竭的水资源,如何才能提高水质及其利用率已成为人们关注的焦点。现就杨陵地区的地表水及地下水选取不同的断面,实际采样并监测分析。其监测项目涉及到NH₄⁺、NO₃^-、NO₂^-、PO₄^3-、F^-、S^2-、Cr⁶⁺、Cu、P