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亚铁对水平潜流人工湿地污染物去除能力的分层效应影响

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水土保持学报 2019年第1期33卷 306-314页

作者：张燕伏春燕阎百兴李新华阎佩佩魏祥法石天虹刘雪兰山东省农业科学院家禽研究所济南250023 中国科学院东北地理与农业生态研究所湿地生态与环境重点实验室长春130102 山东农业可持续发展研究所济南250100

通过模拟试验,考察并探讨不同浓度亚铁添加对水平潜流人工湿地中氮和COD去除能力的影响以及作用机理。结果表明:添加亚铁有利于水平潜流人工湿地各层中总氮、硝态氮和铵态氮的去除效果,而且添加亚铁浓度为50mg/L的人工湿地系统优于其他... 详细信息

通过模拟试验,考察并探讨不同浓度亚铁添加对水平潜流人工湿地中氮和COD去除能力的影响以及作用机理。结果表明:添加亚铁有利于水平潜流人工湿地各层中总氮、硝态氮和铵态氮的去除效果,而且添加亚铁浓度为50mg/L的人工湿地系统优于其他各处理组,但是过高的亚铁添加又限制了氮的去除效果,尤其是对下层铵态氮的去除能力有抑制作用,但是均高于对照组,而且亚铁添加影响了湿地系统这3种无机形态的氮分层效应。亚铁的添加促进试验初期人工湿地对COD的去除能力,在一定程度上影响了各层COD的去除效果。亚铁离子进入人工湿地后,系统中各层铁元素浓度迅速下降,但是由于铁元素的变价结构及其易水解特性,使得各处理系统出水pH先增加后趋于平稳,且下层pH低于上层和中层,同时也使得系统各层氧化还原电位(ORP)发生变化。亚铁添加促进了湿地系统中ORP的分层,却减缓了ORP的下降。

关键词：铁氮有机物芦苇炉渣

进水C/N对表面流-水平流人工湿地氮和COD去除效果的影响

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水土保持学报 2018年第6期32卷 294-301页

作者：张燕刘雪兰伏春燕李新华阎百兴阎佩佩石天虹魏祥法山东省农业科学院家禽研究所济南250023 山东省农业可持续发展研究所济南250100 中国科学院东北地理与农业生态研究所湿地生态与环境重点实验室长春130102

通过模拟试验,研究在进水氮浓度不同条件下C/N对种植美人蕉的表面流—水平流人工湿地氮元素和COD去除能力的影响,并初步探讨其作用机理。结果表明:在营养生长期和开花期,低C/N有利于人工湿地系统中总氮和铵态氮的去除,C/N越高,硝态氮去... 详细信息

通过模拟试验,研究在进水氮浓度不同条件下C/N对种植美人蕉的表面流—水平流人工湿地氮元素和COD去除能力的影响,并初步探讨其作用机理。结果表明:在营养生长期和开花期,低C/N有利于人工湿地系统中总氮和铵态氮的去除,C/N越高,硝态氮去除越彻底,而低C/N条件下,表面流—水平流人工湿地内的硝化作用限制了硝态氮的去除效果;对比2个生长期,各处理组总氮和硝态氮的去除能力相当,而开花期各处理组人工湿地铵态氮的去除能力高于营养生长期。C/N对人工湿地系统COD的去除效果的影响较少,2个生长期COD的去除效果相当,各处理组人工湿地系统COD的去除率约高于90%。随着停留时间的增加,人工湿地氮元素和COD的去除率均增加。对pH而言,湿地系统出水pH总体上先升高后趋于平稳,而氧化还原电位则先降低后升高最后趋于平稳,随C/N增加,出水pH降低,而氧化还原电位升高;营养生长期出水pH高于开花期,而氧化还原电位则呈相反表现。进水C/N和人工湿地系统共同影响着出水pH和氧化还原电位。

关键词：美人蕉炉渣硝化作用反硝化作用生长期

冷季不同植物人工湿地处理生活污水的工程实例分析

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湖泊科学 2018年第1期30卷 130-138页

作者：周卿伟梁银秀阎百兴刘兴土于翔霏穆炜崟张泽清祝惠中国科学院东北地理与农业生态研究所湿地生态与环境研究中心长春130102 中国科学院大学北京100049 福建省永春县环境监测站泉州362600 福建省永春县环境监察大队泉州362600

本实验以亚热带地区福建省永春县农村生活污水作为处理对象,选取10种湿地植物,构建具有不同植物类型的表面流人工湿地的实例工程,比较不同植物配置人工湿地的处理能力,以及湿地植物的生物量和植物体内氮、磷累积能力.研究结果表明,水龙... 详细信息

本实验以亚热带地区福建省永春县农村生活污水作为处理对象,选取10种湿地植物,构建具有不同植物类型的表面流人工湿地的实例工程,比较不同植物配置人工湿地的处理能力,以及湿地植物的生物量和植物体内氮、磷累积能力.研究结果表明,水龙和美人蕉人工湿地具有较高的铵态氮去除能力,去除率可分别达到76.7%和87.7%;两者同时也对总氮表现出较好的去除效果,尤其是美人蕉人工湿地在冬季节对总氮的去除率可维持在80.3%以上;2014年初冬季节实验结果表明,水龙还具有一定的总磷去除能力,去除率可达到69.0%.水龙和美人蕉具有较大的生物量,其单位面积干重可分别达到0.46和0.30 kg/m^2,又能较好地积累氮、磷元素,其体内氮含量可分别达到6.43和4.60 g/m^2,磷含量可分别达到0.50和1.01 g/m^2.综上所述,种植水龙和美人蕉的人工湿地总体处理效果较好,同时又能更多地积累氮、磷元素,且具有更大的生物量,可选为相对适宜用于处理生活污水的适合亚热带地区应用的人工湿地植物.

关键词：湿地植物水龙美人蕉面源污染生活污水亚热带冬季

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人工湿地去除畜禽养殖废水污染物研究进展

中国农业大学学报 2021年第4期26卷 192-200页

作者：张燕伏春燕阎佩佩李新华董红云吴家强阎百兴石天虹刘雪兰山东省农业科学院家禽研究所济南250023 山东省湿地生态农业工程实验室山东省农业可持续发展研究所济南250100 中国科学院湿地生态与环境重点实验室/东北地理与农业生态研究所长春130102

为研究人工湿地在畜禽养殖废水中处理污染物的现状,以"人工湿地"、"畜禽养殖废水或污水"、"畜禽养殖污染"、"营养物质"、"重金属"、"抗生素"和"抗生素基因"等为关键词,搜索ISI web of knowledge、SpringerLink、中国知网、万方数据库等... 详细信息

为研究人工湿地在畜禽养殖废水中处理污染物的现状,以"人工湿地"、"畜禽养殖废水或污水"、"畜禽养殖污染"、"营养物质"、"重金属"、"抗生素"和"抗生素基因"等为关键词,搜索ISI web of knowledge、SpringerLink、中国知网、万方数据库等数据库,对2007—2020年发表的相关文献进行归纳和分析。结果表明:1)人工湿地能有效去除畜禽养殖废水中营养物质、重金属、抗生素及ARGs等;2)人工湿地在畜禽养殖废水中的应用尚处于发展阶段,且具有较可观的应用前景,但其去除污染物的机理仍需要深入探;3)研究发现人工湿地综合去除畜禽养殖废水中的污染物能力以及评价人工湿地运行效能是今后的研究发展方向。本研究可为人工湿地处理畜禽养殖废水提供理论参考。

关键词：畜禽养殖废水污染人工湿地营养物质重金属抗生素

亚铁添加条件下潜流湿地中氮和化学需氧量的去除效应

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环境科学与技术 2020年第1期43卷 130-136页

作者：张燕伏春燕李新华阎百兴阎佩佩魏祥法石天虹邱聪刘雪兰山东省农业科学院家禽研究所山东济南250023 山东农业可持续发展研究所山东济南250100 中国科学院东北地理与农业生态研究所湿地生态与环境重点实验室吉林长春130102 江苏京海禽业集团有限公司江苏海门226121

为了强化水平潜流人工湿地脱氮和去除化学需氧量的效果,文章利用模拟实验开展了不同浓度的亚铁(Fe2+)添加对其去除效果的影响研究,并初步探讨了其作用机理。研究结果表明,添加Fe2+影响了水平潜流人工湿地脱氮和去除化学需氧量的能力,而... 详细信息

为了强化水平潜流人工湿地脱氮和去除化学需氧量的效果,文章利用模拟实验开展了不同浓度的亚铁(Fe2+)添加对其去除效果的影响研究,并初步探讨了其作用机理。研究结果表明,添加Fe2+影响了水平潜流人工湿地脱氮和去除化学需氧量的能力,而且各形态的氮素和化学需氧量的去除率随水力停留时间的延长而增大。添加高浓度Fe2+(≥50 mg/L)促进了湿地系统总氮和硝态氮的去除,其去除率分别超过67.7%和72.6%;而对铵态氮去除效果的影响不明显;添加低浓度Fe2+(≤10 mg/L)限制了硝态氮和铵态氮的去除,而对总氮的去除效果的影响较弱。添加高浓度Fe2+(≥50 mg/L)显著促进水平潜流人工湿地化学需氧量的去除,水力停留时间为24 h,其去除率均高于91%,而添加低浓度Fe2+(≤10 mg/L)对促进化学需氧量的去除效果不明显,但其去除率略高于对照组,表明添加Fe2+可以提高水中易降解有机物的去除能力。Fe2+进入湿地系统后,水中可溶性总铁、Fe2+和Fe3+浓度迅速下降,5 h后基本保持平稳,其中可溶性总铁浓度低于3.2 mg/L。添加Fe2+明显降低了人工湿地出水的pH和氧化还原电位,并发生了显著变化。因此,添加适宜浓度Fe2+(50 mg/L)可促进水平潜流湿地对氮素和化学需氧量的去除,可以为人工湿地强化技术研发提供理论依据。

关键词：芦苇硝化作用反硝化作用氧化还原电位

出水回流对连续式折流潜流人工湿地脱氮除磷效果的影响

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湿地科学 2016年第6期14卷 860-865页

作者：李怀阎百兴程龙周卿伟祝惠王莉霞欧洋中国科学院湿地生态与环境重点实验室中国科学院东北地理与农业生态研究所吉林长春130102

以模拟生活污水为研究对象,构建两组基质分别为砾石、木块、炉渣和砾石、炉渣、木块配置方式的水平折流潜流人工湿地（HBSFs）,探讨不同回流比（0%、50%和150%）对两组人工湿地系统（HB1和HB2）脱氮除磷的影响。研究结果表明,当水力停... 详细信息

以模拟生活污水为研究对象,构建两组基质分别为砾石、木块、炉渣和砾石、炉渣、木块配置方式的水平折流潜流人工湿地（HBSFs）,探讨不同回流比（0%、50%和150%）对两组人工湿地系统（HB1和HB2）脱氮除磷的影响。研究结果表明,当水力停留时间为2 d时,出水回流对水中氨氮和总氮的去除率提高效果显著,当回流比为150%时,氨氮平均去除率可达约60%,高于不回流时的氨氮去除率（45%）,总氮的平均去除率（64%）也高于不回流时总氮的去除率（53%）;同时,出水回流在一定程度抑制硝态氮的去除,对总磷的去除效果略有提高,但不明显;硝氮去除率从不回流时的95.4%-96.6%降至回流时的72.7%-87.2%。可见,与不回流相比,回流条件下对水中氨氮、总氮和总磷的去除效果都有所提高。

关键词：折流潜流人工湿地出水回流氮磷去除

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东北黑土区侵蚀沟危害面积识别研究

中国水土保持科学 2018年第6期16卷 24-30页

作者：欧洋阎百兴白建宏陈浩生高远李绒萱高燕张延玲崔虎中国科学院东北地理与农业生态研究所中国科学院湿地生态与环境重点实验室长春130102 水利部松辽水利委员会水土保持处长春130021 水利部松辽水利委员会松辽流域水土保持监测中心站长春130021 吉林省水土保持局长春130022

目前东北黑土区侵蚀沟扩展速度快、危害严重,急需开展大规模治理,但极其缺乏侵蚀沟危害范围方面的研究成果,给政府部门决策、侵蚀沟防治规划制定及治理效益评估带来了很大困难。从侵蚀沟发生、发育特点入手,将侵蚀沟的潜在汇水面积界定... 详细信息

目前东北黑土区侵蚀沟扩展速度快、危害严重,急需开展大规模治理,但极其缺乏侵蚀沟危害范围方面的研究成果,给政府部门决策、侵蚀沟防治规划制定及治理效益评估带来了很大困难。从侵蚀沟发生、发育特点入手,将侵蚀沟的潜在汇水面积界定为其危害面积的重要组成部分,使得侵蚀沟危害范围不仅能够反映侵蚀沟当前在空间上的影响,又能体现长时间序列尺度上危害的范围。并综合运用GIS空间分析模块,开展了黑土区部分侵蚀沟现状汇水区与潜在汇水边界的识别工作。研究结果表明:不同类型侵蚀沟危害面积差异较为明显。大型沟危害面积显著大于中小型沟,但后者潜在危害面积所占比例极高,未来应作为黑土区侵蚀沟治理的重点,从而有效提高防护工程投入资金费效比。侵蚀沟危害范围识别方法对数据精度要求适中,30 m数字高程模型(DEM)数据与第一次水利普查侵蚀沟矢量数据相配套,就能够满足侵蚀沟汇水边界识别需要。本研究结果可为东北黑土区侵蚀沟治理规划编制和水土保持工程效益评估提供有力科技支撑。

关键词：东北黑土区侵蚀沟潜在汇水面积时空尺度

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人工湿地处理水体中抗生素的研究进展

湿地科学 2017年第1期15卷 125-131页

作者：程宪伟梁银秀祝惠周卿伟于翔霏阎百兴中国科学院湿地生态与环境重点实验室中国科学院东北地理与农业生态研究所吉林长春130102 中国科学院大学北京100049

针对中国水环境抗生素污染问题,概述了中国水环境中主要抗生素的种类、来源和危害;比较分析了现有污水处理技术在抗生素污染水体治理中的应用状况,阐述了人工湿地在抗生素污染净化中的应用进展。目前,在中国地表水体中,常见的抗生素为... 详细信息

针对中国水环境抗生素污染问题,概述了中国水环境中主要抗生素的种类、来源和危害;比较分析了现有污水处理技术在抗生素污染水体治理中的应用状况,阐述了人工湿地在抗生素污染净化中的应用进展。目前,在中国地表水体中,常见的抗生素为磺胺嘧啶(SDZ)、磺胺二甲嘧啶(SMZ)、磺胺甲恶唑(SMX)、罗红霉素(RTM)、环丙沙星(CFX)和四环素(TC)等,其主要来源于养殖废水、医疗废水及人类和动物的排泄物。人工湿地主要依靠基质吸附、植物吸收和微生物降解的协同作用,去除抗生素。其中,植物通过直接吸收、植物根系分泌和植物根区环境改善等途径,直接或间接地去除抗生素,去除效果因抗生素种类和植物种类不同而差别较大。基质的物理吸附、化学反应、微生物的种类、微生物群落多样性和酶活性等因素也影响人工湿地对抗生素类污水的净化效果。除了人工湿地植物、基质和微生物等内在因素外,金属阳离子、p H、溶解氧、温度和光照等环境因素都会影响人工湿地对污水中抗生素的去除作用。关于人工湿地对污水中抗生素的去除,在净化机理、应用创新、种类拓展和应用推广等方面有必要进一步研究。

关键词：人工湿地抗生素植物基质微生物湿地构型影响因素

长春西湖沉积物氮、磷营养盐释放通量及原位覆盖控释效果模拟研究

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湿地科学 2017年第4期15卷 595-600页

作者：于翔霏程宪伟祝惠阎百兴周卿伟梁银秀陈欣中国科学院湿地生态与环境重点实验室中国科学院东北地理与农业生态研究所吉林长春130102 中国科学院大学北京100049

采用柱状芯样模拟法,探究长春西湖沉积物中氨氮和全磷的释放通量及变化;利用原位覆盖技术,选用建筑回填土作为覆盖材料,建立3种覆盖模式(30 cm细小土块均匀覆盖、30 cm中大土块随机覆盖和60 cm中大土块随机覆盖),评价不同覆盖模式对沉... 详细信息

采用柱状芯样模拟法,探究长春西湖沉积物中氨氮和全磷的释放通量及变化;利用原位覆盖技术,选用建筑回填土作为覆盖材料,建立3种覆盖模式(30 cm细小土块均匀覆盖、30 cm中大土块随机覆盖和60 cm中大土块随机覆盖),评价不同覆盖模式对沉积物中两种营养盐释放的控制效果。研究结果表明,在沉积物直接与上覆水完全接触的条件下,氨氮和全磷的释放通量先迅速上升,都在1 d后达到最大值,随后不断降低,分别在第44天和第39天达到最小释放通量。氨氮和全磷的释放通量与实验天数的关系为对数(R^2=0.938 1)和乘幂(R^2=0.732 5)关系。3种覆盖模式都对沉积物中氨氮和全磷有很好的控释效果;其中,采用细小粒径土壤或较厚土壤覆盖,可以获得对氨氮更好的控释效果,但不同覆盖厚度和方式对磷的阻隔效果无明显差异。

关键词：沉积物氨氮全磷释放通量原位覆盖