环境因子对沉积物氮磷释放潜力的模拟研究

【目的】为了探究环境因子对湖泊沉积物氮、磷内源污染再释放的影响。【方法】采用烧杯—恒温振荡器的模拟系统,探究水体扰动、温度、pH对南四湖表层沉积物总氮(TN)、总磷(TP)释放潜力的影响。【结果】不同扰动强度下(pH=7,25℃),沉积物TN、TP释放浓度随扰动强度增强而增加;25℃条件下沉积物TN、TP释放浓度峰值分别为15℃条件下的2.34倍和1.30倍(pH=7,100 r/min),表明高温有利于沉积物N、P的内源释放;中性条件下(pH=7)沉积物的TN、TP释放浓度最低(100 r/min,25℃),其释放峰值分别为碱性条件下(pH=9)的42.88%和79.35%,以及酸性条件下(pH=5)的48.63%和88.74%,表明中性条件可有效抑制沉积物TN、TP的释放。此外,沉积物TN的释放强度呈先缓慢后快速的增长趋势,且受pH的影响最大;沉积物TP的释放强度呈先快速后缓慢的增长趋势,且受水体扰动的影响最大。【结论】合理调控湖泊水环境因子可有效抑制沉积物N、P内源污染的再释放。     

滇池水体沉积物磷素特征及其对藻类的影响

为揭示在外源磷得到控制的情况下,滇池沉积物磷在适宜条件下释放特征及其对藻类的影响,采用室外模拟方法,研究滇池沉积物与上覆水中的磷素特征,探索沉积物磷释放对藻类的影响。结果表明：上覆水下层水中各形态磷（总磷、可溶性磷、正磷酸盐）含量高于上层水;沉积物中磷素形态以钙结合态磷和有机磷为主,向水体释放贡献最大的是铁铝结合态磷和有机磷;水中正磷酸盐与水中叶绿素a含量呈正相关关系,正磷酸盐含量升高显著加剧水体富营养化;沉积物中可交换态磷含量与水体叶绿素a呈极显著正相关,沉积物磷释放是藻类生长的最主要内源负荷。研究表明,控制水体中的正磷酸盐和沉积物中铁铝结合态磷的浓度以及限制有机磷的转化和矿化是控制藻类的有效措施。     

太湖沉积物再悬浮对水体中磷形态和浓度时空差异性影响

太湖作为重要的饮用水水源地,因风浪导致其沉积物中磷释放而对水质产生了显著的影响。采用Y型再悬浮发生装置模拟金墅水源地沉积物的再悬浮和沉降过程的结果表明：在5.1 m·s-1的风速作用下,上覆水体中总磷（TP）和磷酸盐（PO3-4-P）浓度存在明显的空间异质性,TP与悬浮物浓度呈正相关;水体TP距离沉积物-水界面越近其浓度越高,而PO3-4-P浓度在垂向分布上差异不显著;与3.2 m·s-1的风速作用相比,8.7 m·s-1的风速能引起更高的TP释放量。这为科学制订抑制沉积物磷释放措施提供了理论依据。     

阿科蔓（AquaMats）生态基+复合微生物原位修复养殖水体中磷的动态

应用阿科蔓（AquaMats）生态基＋复合微生物群落的处理方法来原位修复滩涂海水种植-养殖系统水体中的磷。动态监测种植-养殖系统水体总磷（TP）、可溶性磷酸盐（DP）、水温、溶解氧（DO）、透明度等水质因子的变化,分析讨论了各参数的动态变化规律及相互关系。结果表明,水体中的水温与TP显著正相关,水温升高有利于底泥磷的释放;水体表层（〈0．20m）的DO与TP没有显著相关关系,而底层（〉1．0m）水中的DO与,TP呈显著负相关;水体透明度与TP也呈显著负相关。结果表明,AquaMats生态基材料＋高效降解微生物技术不仅能有效地降低种植-养殖系统水中的TP和DP浓度。又能维持较稳定的处理效果;而且对底泥中的磷也有一定的修复作用。     

青海湖表层沉积物营养元素分布特征及相关性分析

以青海湖11个样点的表层沉积物为研究对象,测定分析其营养元素总磷(total phosphorus,TP)、总氮(total nitrogen,TN)、溶解性磷酸盐(no-apatite inorganic phosphorus,NAIP)和总有机碳(total organic carbon,TOC)含量,并对其分布特征及相关性进行分析。结果表明:TP含量在0.36~0.71g·kg-1之间,平均值为0.59g·kg-1,变异系数为15.42%;TN平均含量为1.74g·kg-1,变异系数43.02%;TOC含量为18.60g·kg-1,变异系数46.61%;TN、TP、TOC含量间呈极显著(P<0.01)的直线线性关系,NAIP与TN、TP和TOC含量间呈显著(P<0.05)的S型曲线线性关系。分析表明,水深度、扰动程度等内源因素可影响青海湖表层沉积物中TN、TP及TOC含量,河流补给、旅游活动等外源输入及自然扩散对溶解性磷酸盐分布有一定的影响。     

文思湖底泥TP释放规律模拟研究

[目的]研究文思湖底泥TP的释放规律。[方法]采用室内模拟试验,研究环境因子(水土比、温度、pH、扰动强度、供气量)对文思湖底泥释放总磷(TP)的影响。[结果]水土比越大,底泥释放TP的量越小;水温升高能加速底泥中磷的释放;上覆水pH=6时底泥TP释放量最低;扰动上覆水体会加快磷的释放;溶解氧(DO)较低时,底泥TP释放量更大。[结论]该研究为文思湖的污染治理提供了科学依据。     

太湖竺山湾水沉积物界面底泥理化性状测定分析

对太湖竺山湾14个水质和4个底泥站点取样,测定其理化性质,研究水－表层沉积物边界层氮磷交换情况。结果表明：竺山湾污染比较严重,污染项目主要是TN（总氮）、TP（总磷）。 TN变化范围1．2～37．5 mg／L,相对于Ⅴ类水体超标89．13％。 TP含量在0．028～21．4 mg／L之间,相对于Ⅴ类水体超标20．80％。近底层水样铁、锰的含量远低于底泥含量,而硝酸盐含量接近或大于底泥含量。竺山湾不同站点的氮磷释放率跟底泥的硬度、孔隙度有关,呈正相关关系,氮的释放率普遍高于磷的释放率,表明竺山湾富营养化现象主要受N控制。     

重庆市城区备用饮用水源水库富营养化评价

对重庆市主城区的8个备用水源（水库）进行了富营养化调查,结果表明,调查水库水体中CODMn浓度为3.93-8.13 mg/L,TN浓度为0.778-2.86 mg/L,TP为0.039-0.067 mg/L,Chla含量高,部分水库出现＂水华＂现象;沉积物中TN浓度为0.940-1.898 g/kg,TP浓度为486.6-691.0 mg/kg,水体中TN、TP均超过发生水体富营养化含量标准。采用综合营养状态指数法对水体营养指标进行富营养化评价,其中中营养水平的水库1座,7座水库达到富营养化水平。     

底栖动物对沉积物稳定性的扰动效应

底栖动物对水体中沉积物的稳定性(再悬浮、抗侵蚀、抗冲刷、抗崩解等)具有综合性的扰动效应。除了生物洞穴对沉积物物理结构的直接作用外,还有生物在扰动过程中产生的化学效应。底栖动物扰动区的沉积物通常表现为高含水率、高渗透性、表层沉积物细化、下层沉积物粗化、表层强度降低、下层强度增强,这些物理性状之间密切相关。底栖动物对沉积物稳定性的扰动效应是水体污染释放、营养元素浓度、富营养化水平的重要决定因素,其中的很多作用机理还需进一步深入研究。     

疏浚对影响底泥向上覆水体释放污染物的研究

分别在已疏浚和未疏浚河道底泥影响下，考察上覆水体的COD、TN、TP等特征值，以比较疏浚对于改善底泥对上覆水体的影响效果。实验发现，经过168h的接触释放后，疏浚与未疏浚底泥向上覆水释放的COD、TP通量均较大，严重影响了上覆水水质，而未疏浚底泥向上覆水释放的TN相对较少，一定程度上改善了上覆水的TN特征值。     

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。     

原位生物技术对城市重污染河道底泥的治理效果

以扬州市典型城市内河河道为例研究了人工曝气、生态砖覆盖、生物填料覆盖、低位植物浮床(简称低位浮床)等原位生态处理技术对河道底泥污染释放及其对上覆水污染负荷贡献的治理效果.研究结果表明:经不同原位生态处理后,1)底泥中氨氮的释放速率下降50.3％-89.64％,平均为59.27％;底泥污染释放对上覆水氨氮负荷贡献量的去除率为36.59％-82.67％,平均为53.33％;2)底泥中总氮的释放速率下降20.96％-88.94％,平均为42.32％;底泥总氮释放对上覆水污染负荷贡献量的污染去除率为38.00％-67.06％,平均为54.96％;3)底泥中总磷的释放速率下降27.49％-91.00％,平均为55.31％;底泥总磷释放对上覆水总磷污染负荷贡献量的去除率为67.14％-98.46％,平均为84.33％;4)底泥中CODMn的释放速率下降11.84％-79.32％,平均为41.16％;底泥上覆水中CODMn的释放速率下降-1.25％--70.74％,平均为29.83％.研究还发现,原位生态处理技术在运行中对底泥污染治理的效果受该技术对底泥的扰动程度的影响,在进行集成应用的时候,对底泥扰动较大的技术应与对底泥扰动较小的技术相间应用,以减少工程技术运行中对底泥扰动造成的污染爆发式释放,达到更好的整体处理效果.     

淋溶对畜禽粪便释放氮磷面源污染物的影响

在淋溶条件下,分别对施入的猪粪(ZF)、牛粪(NF)、鸡粪(JF)中TN,TP的流失进行定量化;估算畜禽粪便的施用量与淋溶量对TN,TP的释放量、释放速率、释放率的影响.结果表明,对于TN,TP的释放量而言,施用量以及淋溶量越大,则累积释放量也就越大;3种畜禽粪便对TN,TP的释放速率的影响为TN>TP.对于TN,由大到小依次为:猪粪,牛粪,鸡粪;而对于TP,由大到小依次为:猪粪,鸡粪,牛粪;对释放率的影响由大到小依次为:猪粪,牛粪,鸡粪;且粪便施用量相同时淋溶量高的释放率高,淋溶量相同时施入量低的释放率高.     

普通与精制无纺布对富营养化河水中TN·TP的去除效果

[目的]研究不同材质无纺布材料对富营养化河水中污染物的去除效果。[方法]研究了普通无纺布(普纺)和精制无纺布(精纺)处理对富营养化河水总氮(TN)与总磷(TP)的去除效果。[结果]随着处理时间的延长,2种处理下水体中TN、TP含量均逐渐降低,并趋于稳定。试验期间,普纺处理对TN、TP的去除率为41.39%与39.27%,而精纺处理对TN、TP的去除率为52.98%与68.68%,均显著高于对照(污染自然降解)处理。[结论]吸附材料精纺对富营养水体具有较好的处理效果,可以用于富营养水体治理。     

高原湖泊流域不同类型农村沟渠底泥氮、磷和有机质分布特征及污染评价

为揭示高原湖泊流域农村沟渠底泥氮、磷和有机质的分布特征,以云南省4种典型农村(畜禽养殖型、生态休闲型、集镇型和传统型)为研究对象,分析其全氮(TN)、全磷(TP)和有机质(OM)的含量,并应用有机指数法和单因子评价法评价底泥的污染程度。结果表明,不同类型农村之间w(TN)、w(TP)和w(OM)的空间分布差异显著,w(TN)和w(TP)均表现为畜禽养殖型集镇生态休闲型传统型,w(OM)表现为畜禽养殖型生态休闲型集镇型传统型。TN与TP呈极显著正相关,说明氮磷元素在底泥累积过程中有着较高的同步性;TP与OM呈极显著正相关,说明OM是磷元素的重要载体;TN与OM的相关性不显著,表明农村沟渠底泥氮的主要来源并不是OM的矿化与分解。各村沟渠底泥氮和有机质污染均达到了重度污染状态,磷污染程度相对较低,畜禽养殖型农村属于中度污染,集镇型和生态休闲型农村属于轻度污染,传统型农村属于清洁型。畜禽养殖业是高原湖泊流域典型农村沟渠底泥氮、磷和有机质污染的主要来源。     

条子泥垦区养殖尾水净化河道的细菌群落结构及其与环境因子的关系

监测条子泥垦区养殖尾水净化河道内的水体和沉积物,以探究河道内的细菌群落结构及与环境因子的关系。结果表明,河道内水质在不同月份间的差异显著,沉积物的理化性质在不同位点间的差异显著。依总氮(TN)和总磷(TP)判断,河道水体处于富营养化水平,但满足江苏省池塘养殖尾水排放二级标准。碳酸氢钠可提取磷(Olsen-P)表明沉积物不处于高营养水平。水体和沉积物中细菌群落组成的变化同理化性质一致,两环境中细菌群落的多样性、丰富度和组成均存在显著差异。蓝细菌门(Cyanobacteria)是水中的优势菌门之一,在9月份水体中的相对丰度高达39.33%。蓝细菌属(Cyanobium_PCC-6307)在水体(13.34%)和沉积物(8.15%)中均占据最高丰度,对细菌群落的影响最大。水体中水温(T)、TN、可溶性活性磷酸盐(SRP)和高锰酸盐指数(COD_Mn)与细菌群落显著相关(P<0.05)。除TN外,其余3项指标均与蓝细菌属呈正相关。沉积物中水溶性磷(WSP)、易解析磷(RDP)和总碳(TC)与细菌群落显著相关,WSP和RDP与蓝细菌属呈正相关。应加强对养殖尾水中磷的控制,以限制蓝细菌属在河道中的富集。本研究为沿海垦区水产养殖的尾水调控和健康发展提供了参考。     

连续流动分析仪在农业水质监测中的应用

该文采用荷兰SKALAR公司SAN++型连续流动分析仪对农业水质中的总氮(TN)、总磷(TP)和氨氮(NH3-N)指标进行了检测方法的研究,并利用此方法对农业生产用水进行了测定。结果表明:该方法在检测水中的总氮、总磷和氨氮时,标准曲线相关系数r≥0.999;加标回收率分别为103.5%(TN)、98.3%(TP)、98.6%(NH3-N),相对标准偏差(RSD)分别为0.9%(TN)、1.5%(TP)、1.1%(NH3-N),用该方法对实际样品进行测定时也取得了良好的准确度和精密度。运用此方法快速、简便,而且能保证数据的可靠性,尤其适用于大批量农业水环境样品的监测。     

磨盘山水库总氮、总磷变化倾向的灰预测

氮和磷是磨盘山水库水体非点源污染最主要的污染物。根据汇入水库的支流水体中TN、TP的历年实际监测结果,可以模拟虚构历年水库水体中TN、TP的浓度,并以此作为灰预测所需数据,运用灰色模型预测水库水质TN、TP的变化倾向。经4种检验证明,建立的GM(1,1)模型精度较高,预测结果与实际监测浓度接近。从利用单一的GM(1,1)模型和GM(1,1)模型群预测比较可以看出,以模型群统计平均值作为最终预测值,使得预测精度更加准确,提高了预测结果的可信度,从而避免由于信息不稳定性在单一灰色模型所造成的缺陷。     

典型岩溶湿地表层沉积物中磷的形态及分布特征研究

为探析普者黑岩溶流域不同类型湿地表层沉积物中各形态磷的含量特征及风险,以普者黑岩溶流域为研究区,运用抓斗式底泥采样器在枯、丰、平3个水期对流域内4种湿地的表层沉积物进行采样。采用国家标准方法及四步连续提取法对沉积物中全磷（S−TP）及磷形态的含量进行测定,分析弱吸附态磷（NH₄Cl−P）、可还原态磷（BD−P）、铁铝结合态磷（NaOH−P）、钙结合态磷（HCl−P）及残渣磷之间的相关性。结果表明：普者黑岩溶流域表层沉积物S−TP的分布情况在506 ～846 mg/kg,对于不同类型湿地表现为河流湿地>沼泽湿地>湖泊湿地>库塘湿地。普者黑岩溶流域除库塘湿地外的其他3种湿地表层沉积物中不同形态磷含量分布情况为NaOH−P>残渣磷> BD−P> HCl−P> NH₄Cl−P,而库塘湿地中的残渣磷含量大于NaOH−P。Pearson相关系数表明,沉积物中S−TP 含量的增加主要来自NaOH−P;其次是HCl−P,部分来自于残渣磷,水体中总磷（W−TP）和正磷酸盐（SRP）含量主要来自于残渣磷、S−TP和BD−P。残渣磷与 NH₄Cl−P、BD−P、NaOH−P、HCl−P之间相关性较小,说明其来源具有差异性。