4种草皮缓冲带对径流污染物去除效果研究

通过试验研究冰草、炸酱草、披碱草、白花三叶草4种草皮缓冲带对径流水中总氮、悬浮固体颗粒物的净化效果。结果表明,4种缓冲带对径流中总氮的平均去除率在30%以上,披碱草缓冲带的全程TN削减量最高,冰草缓冲带的全程TN削减量最低,差值达6.69个百分点。4种缓冲带对悬浮固体颗粒物的平均去除率达73.64%,全程炸酱草缓冲带对SS的削减率最高,白花三叶草最低,差值为12.8个百分点。通过数据拟合的方法计算当悬浮固体颗粒物去除率达60%时4种草皮缓冲带所需的最佳宽度分别为冰草缓冲带9.77m,炸酱草缓冲带10.69m,披碱草缓冲带12.25m,白花三叶草缓冲带15.01m。     

草灌乔结合的河岸缓冲带对面源污染物的净化效果研究

对披碱草、高羊茅、紫穗槐、柽柳4种植物不同配置方式缓冲带对径流水中总氮、总磷和固体颗粒悬浮物的净化效果进行了研究。结果表明,3块样地(A、B、C)在前12m对径流污染物的净化效果显著,对固体颗粒悬浮物的平均去除率达73.03%,对总氮的平均去除率达20.51%,对总磷的平均去除率为32.92%。12m之后3块样地径流水中污染物浓度均出现了不同程度的上升,16m后样地A与样地B的径流水污染物浓度继续小幅上升,样地C中径流污染物浓度开始下降。3块样地沿程截流污染物效果为:样地C>样地A>样地B。     

河岸缓冲带植物配置模式对面源污染物的净化效果

为选择适合喀斯特山区河岸带修复的植物种类及其配置模式,构建了白花三叶草、高羊茅、金叶女贞3种植物及其不同配置模式的缓冲带试验基地,开展农田径流总氮（TN）、总磷（TP）、固体颗粒悬浮物（SS）的截留净化试验。结果表明：不同植物及配置对面源污染物的净化效果不同。混合草本（高羊茅＋白花三叶草）对 TN、TP 的去除效果较好,去除率分别为39．35％和50．89％;混合草本＋灌木（高羊茅＋金叶女贞＋白花三叶草）对 SS 的截流效果明显,去除率为86．71％;高羊茅对 SS、TN、TP 去除效果最差,去除率分别为72．33％、26．49％和26．98％。应加强河岸缓冲带不同植物配置模式下污染物的截留转化机理的研究。     

不同结构草皮缓冲带对农田径流氮磷去除效果研究

通过对流过不同结构型式混播草皮缓冲带径流中污染物迁移影响的分析,研究其对农田径流氮磷的去除效果。结果表明,在TN、TP进水平均浓度分别为17.89 mg/L和1.04 mg/L的试验条件下,混播草皮缓冲带结构对农田径流TN、TP的去除能力具有明显差异,含有生态草沟的混播草皮缓冲带对TN、TP的去除能力明显强于单一缓坡和缓坡-阶梯结构的混播草皮缓冲带,其对径流水TN和渗流水TN的质量浓度削减率分别为51.08%和58.75%,对径流水TP和渗流水TP的质量浓度削减率分别为51.31%和65.29%。     

不同结构草皮缓冲带对农田径流氮磷去除效果研究

通过对流过不同结构型式混播草皮缓冲带径流中污染物迁移影响的分析,研究其对农田径流氮磷的去除效果。结果表明,在TN、TP进水平均浓度分别为17.89 mg/L和1.04 mg/L的试验条件下,混播草皮缓冲带结构对农田径流TN、TP的去除能力具有明显差异,含有生态草沟的混播草皮缓冲带对TN、TP的去除能力明显强于单一缓坡和缓坡-阶梯结构的混播草皮缓冲带,其对径流水TN和渗流水TN的质量浓度削减率分别为51.08%和58.75%,对径流水TP和渗流水TP的质量浓度削减率分别为51.31%和65.29%。     

混播草皮缓冲带对农田径流氮磷去除效果研究

草皮缓冲带作为防治农业面源污染的一种有效技术得到越来越广泛的应用。以去除氮磷效果最佳为目标,提出了将草皮混播技术运用到缓冲带的构建中,并筛选出了合理的草种混播比例。根据豆科牧草和禾本科牧草的相容性,选择扬州本地具有推广价值的草坪草本植物白花三叶草(Trifolium repens)与高羊茅(Festuca arundinacea)作为供试植被,研究不同草种混播比例下草皮缓冲带对农田径流污染物的去除效果。结果表明,在总氮、总磷进水浓度分别为7.78~27.22mg/L和0.47~1.61 mg/L的试验条件下,混播草皮的存在明显提高缓冲带对污染物的去除效果,且对渗流水污染物的去除效果明显高于径流,当白花三叶草与高羊茅混播比例为1∶3时,缓冲带对径流水和渗流水中总氮、总磷的去除效果较好,且植物生长状况良好,具有较好的环境适应性。     

新型生态浮岛对改善水质的效果

设计一种微生物与水生植物耦合,同时添加生物膜载体的新型生态浮岛,并探索其对水质改善的作用。结果表明,生态浮岛试验区水体氨氮、总氮和总磷去除率分别为22.7%、19.2%和18.0%,但对水体硝态氮去除效果不佳,浮岛内不同植物浮岛单元硝态氮浓度增幅4%~18%。不同植物对水体净化效果不同:刺果泽泻、紫芋、千屈菜、芦竹、风车草、菰、菖蒲对氨氮去除率达到20%以上;刺果泽泻、紫芋、梭鱼草、风车草、千屈菜、菰、芦竹和水葱对总氮去除率达10%以上;刺果泽泻、菰、水葱、紫芋对总磷去除率达15%以上。添加微纳米固定化净水菌剂(W13)可促进水体总氮、总磷的去除,但对总磷去除率的促进效果(-0.2百分点~8.5百分点)不及总氮(4百分点~15百分点)。     

混播草皮缓冲带对农田径流氮磷去除效果研究

草皮缓冲带作为防治农业面源污染的一种有效技术得到越来越广泛的应用。以去除氮磷效果最佳为目标,提出了将草皮混播技术运用到缓冲带的构建中,并筛选出了合理的草种混播比例。根据豆科牧草和禾本科牧草的相容性,选择扬州本地具有推广价值的草坪草本植物白花三叶草(Trifolium repens)与高羊茅(Festuca arundinacea)作为供试植被,研究不同草种混播比例下草皮缓冲带对农田径流污染物的去除效果。结果表明,在总氮、总磷进水浓度分别为7.78²7.22mg/L和0.4727.22mg/L和0.47¹.61 mg/L的试验条件下,混播草皮的存在明显提高缓冲带对污染物的去除效果,且对渗流水污染物的去除效果明显高于径流,当白花三叶草与高羊茅混播比例为1∶3时,缓冲带对径流水和渗流水中总氮、总磷的去除效果较好,且植物生长状况良好,具有较好的环境适应性。     

水土保持功能型植物保水保土效应分析与评价——以伊犁地区公路建设为例

[目的]筛选伊犁地区公路建设中保水保土效应较好的植物。[方法]以裸露边坡为对照,研究了细茎冰草、高羊茅、披碱草、红豆草、紫花苜蓿、柠条、紫穗槐7种植物在路基边坡覆土种植后的保水保土效应。[结果]7种植物在不同配置、不同覆土厚度和不同禾豆比例下的保水保土效果存在显著差异。通过差异分析和土壤侵蚀模数对比,发现紫花苜蓿、红豆草具有较好的水土保持效果,对新疆伊犁地区公路工程边坡绿化适应性强。[结论]最佳保水保土效应的植物配置为细茎冰草、高羊茅、披碱草、紫花苜蓿、红豆草、柠条;覆土厚度10 cm时无论何种配置下的保水保土效应表现都为最佳。     

连续降雨条件下缓冲带对农田径流污染物的去除效果研究

为了摸清连续降雨对缓冲带去除农田径流污染物效果的影响,通过现场人工降雨试验,研究了2次连续降雨条件下草皮缓冲带对氮、磷、悬浮物等径流污染物的净化效果,结果表明:草皮缓冲带对径流污染物具有良好的去除效果,且前端降解速度较快,后端逐渐趋缓,总氮、氨氮的去除和悬浮物的去除呈现正相关性.2次连续降雨条件下悬浮物浓度表现出明显的下降趋势,但第2次降雨悬浮物浓度下降趋缓,下降速率较第1次低,同时悬浮物末端去除率7嗽低于第1次的85%.百慕大草皮缓冲带对渗流途径总氮,总磷具有一定的净化效果,多次连续降雨对渗流途径污染物去除效果影响较小,前后2次连续降雨总氮、总磷浓度变化趋势基本一致.     

河岸带不同植被下土壤酶特征及其去污效果

通过测定河岸带常见植被类型下的土壤酶活性,比较其去污效果,分析土壤酶活性与TN、TP、NH4+-N、COD等农业面源污染物去除率的相关性。结果表明,不同植被类型表层土壤酶活性存在显著差异(P<0.05),灌草、草本酶活性较大,乔灌草次之,乔草最小,而不同植被河岸带对农业面源污染物的去除率也表现出基本相同的规律,因此对农业面源污染去除效果最好的河岸带植被类型配置应为灌草或草本(芦苇);不同植被深层土壤酶活性基本不存在显著差异。由相关性分析可知,TN、NH4+-N去除率与表层土壤脲酶活性呈显著相关关系,而COD去除率与土壤脲酶的相关性不显著;TP、COD去除率与土壤磷酸酶活性的相关性显著。研究结果为利用土壤酶活性强度作为评价河岸带净化效果的指标提供了理论依据。     

乙酸对缺氧/SBR反应系统脱氮除磷效率的影响

把缺氧反应器和SBR反应器串联，在缺氧反应器中加入乙酸，考察乙酸的最适投加量，并找出SBR反应器在乙酸影响下的反应条件。试验结果表明，在缺氧区，去除1 mg磷大约需要加入6 mg 乙酸，反应时间为6 h；在SBR反应系统采取曝气时间为5 h，曝气量为2.0 m3/L，MLSS为2 000 mg/L及沉淀时间为60 min运行时，TN和TP的去除率分别为95.62%和97.83%。未经过缺氧区对TN和TP的去除率分别为92.29%和85.99%。在缺氧区加入乙酸可以有效地提高TN和TP的去除效率。     

水葫芦和香蒲对富营养化水体及其底泥养分的吸收

为探明水葫芦、香蒲改善富营养化水体水质的效果及其对底泥养分释放的影响,以其为试材,采用人工模拟试验方法,分析其对不同富营养化水体及其底泥养分吸收的情况。结果显示:水葫芦比香蒲有更好的适应性,在不同浓度的水体中生物量快速增加,而香蒲则需要较长的适应期;在总氮、总磷浓度分别为3.2～14.2 mg/L和0.2～1.0 mg/L的富营养化水体中,水葫芦、香蒲均可有效地消减上覆水中总氮和总磷。处理3个月后,水葫芦净化系统的总氮、总磷浓度分别降至0.84～0.86 mg/L、0.035～0.044 mg/L,对水体总氮、总磷的去除量分别为72.0%～94.0%、82.5%～98.1%,总氮、总磷的负荷去除量分别为18.4～105.8 mg/(m2.d)、1.3～7.6mg/(m2.d);香蒲净化系统的总氮、总磷的浓度分别降至0.96～1.09 mg/L、0.030～0.062 mg/L,对总氮、总磷的去除率分别为66.0%～92.8%、77.0%～93.8%,总氮、总磷的负荷去除量分别为8.4～52.3 mg/(m2.d)、0.6～3.7 mg/(m2.d)。表明水生植物水葫芦和香蒲可有效消减富营养化湖泊水体氮、磷等内源污染物,对富营养化水体水质具有良好的改善效果。     

植被过滤带水土保持和水质净化效益研究

植被过滤带是水土保持和面源污染防控的重要措施之一。本研究于2016年8月在鹫峰人工降雨大厅通过土槽植草冲刷试验,观测不同宽度和坡度的植被过滤带(高羊茅)对地表径流、总悬浮物(TSS)以及污染物(TN、TP、K)的削减效果,定量分析植被过滤带宽度、坡度及入流流量大小等因素对植被过滤带径流拦蓄、TSS拦截和水质净化效益的影响。结果表明:植被过滤带的宽度对径流拦蓄效益影响较大,宽度为1、3和5 m植被过滤带的径流削减率分别为25.9%、79.6%、79.7%;污染物(TN、TP、K)削减率随着宽度逐渐增大,分别为51.7%~92.9%、44.4%~98.8%、31.7%~97.9%;TSS削减率分别为97.6%、99.4%和77.4%。随着坡度的增加(3°、7°和10°),径流和TSS的削减率呈逐渐减小趋势。对于同一个植被过滤带而言,较小的入流流量所对应的径流和TSS削减率较大,而污染物负荷削减率较小。研究表明,植被过滤带能有效拦蓄径流、拦截悬浮固体等污染物质,具有较好水土保持和水质净化效益。      

人工强化生态缓冲装置对城市初期雨水污染负荷的削减作用

为削减城市初期雨水的污染负荷,设计了以碎石和碎木片为填料主体的人工强化生态缓冲装置,研究了该系统在较短淹水时间(15、30、60 min)内对城市初期雨水水质的改善效果,分析了生态缓冲带对COD、NH3-N、TN、TP等4种污染物的去除过程和机理。结果表明,15 min淹水时间下对COD、NH3-N、TN、TP的平均去除率分别为37.32%、53.36%、19.04%、31.26%;60 min淹水时间的平均去除率分别为63.72%、71.64%、32.83%、49.35%,平均出水浓度为74.00、3.46、12.13、1.46 mg/L,均达到了城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)的一级或二级标准。     

浸润线高度对垂直潜流湿地处理效果的影响研究

针对污染物浓度较高的猪场沼液,开展了不同浸润线高度下垂直潜流湿地处理效果的对比研究。试验结果表明:湿地浸润线可改变湿地填料层中的溶解氧分布和水力流态,从而造成了3种类型湿地系统对猪场沼液处理效果的差异;在不同水力负荷下,中浸润线垂直潜流湿地(VSSF-M)对猪场沼液中各项污染物的去除效果均好于低浸润线垂直潜流湿地(VSSF-L)和高浸润线垂直潜流湿地(VSSF-H);中浸润线垂直潜流湿地利用溶解氧梯度在填料层内实现了好氧区、缺氧区和厌氧区的共存,从而使硝化作用与反硝化作用在同一系统内完成,提高了系统的脱氮能力;中浸润线垂直潜流湿地系统还可适当增大系统的水力停留时间(HRT),并可优化水力流态,从而进一步改善湿地系统的净化效果。因此,结合处理效果和出水水质的稳定性,中浸润线垂直潜流湿地对浓度较高的猪场沼液具有较高的去除效率。     

不同缓冲带植物在河岸缓冲带中所起的不同作用研究

对白花三叶草、沙棘、柽柳3种植被不同配置方式缓冲带对径流水中固体颗粒悬浮物的净化效果进行了研究。结果表明草本缓冲带对SS的净化效果明显,可净化约82.81%的SS。3块样地沿程截流污染物效果为:草本带>灌木带≈小乔木带。通过土壤抗侵蚀能力的评估,草本可提高0～20cm土层的抗剪切能力。灌木可提高20～40cm土层的抗剪切能力,乔木可提高20～55cm土层的抗剪切能力