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《北京化工大学》 2007年
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农田排水沟渠对流失氮、磷的截留和去除效应

徐红灯  
【摘要】: 为有效阻控农田土壤流失氮、磷通过沟渠进入水体,本文通过现场试验研究氮、磷在沟渠的迁移转化规律以及沟渠对流失氮、磷的截留效应,同时通过室内模拟实验重点探讨了水生植物、微生物和沟渠沉积物对氮、磷在水—沟渠沉积物—水生植物—微生物这一微观系统中的截留机理。 现场结果表明:1)灌溉和降雨时农田排水沟渠中氮、磷的迁移转化规律非常相似:氨氮沿程呈指数递减变化,随时间也呈指数递减变化,而且相关性非常好;总氮沿程和随时间也均呈指数递减变化,相关性也非常高;DTP和TP具有相似的变化规律,沿程和随时间都呈指数递减变化,而且相关性非常高。说明氮、磷在农田排水沟渠中的迁移转化具有内在的变化规律,尤其是氨氮、总氮、DTP和TP的变化;2)通过灌溉和降雨条件下的氮、磷的进出口处各污染物浓度对比以及各污染物的截留率可以发现,农田排水沟渠对氮、磷具有很好的截留和去除效应。 室内模拟结果表明:1)沟渠中的水生植物茭白和菖蒲对氮、磷的截留和转化有明显的促进作用;水生植物的存在可以加速氮、磷界面交换和传递,从而使上覆水中氮、磷的浓度快速减少;2)微生物对氮、磷等污染物的分解和转化是沟渠湿地降解污染物的主要方式之一。沟渠土壤中发育着大量的好氧、厌氧及兼性微生物,其中好氧细菌将排水中的氮、磷及其它有机物分解为NO_3~-,PO_4~(3-)、SO_4~(2-)等离子,可以被植物吸收利用,厌氧微生物如硝酸盐还原细菌和发酵细菌,将有机物分解为CO_2、NH_3 H_2S、PH_3、CH_4等气体,挥发进入大气;3)由于沟渠沉积物有巨大的比表面积,可以吸附大量的氨氮和溶解性总磷。在吸附的过程中,氮和磷先被吸附到沉积物泥颗粒上,达到一定吸附量以后,氮和磷可以通过沉积物表面到达沉积物间隙水,引起间隙水中氨氮和溶解性总磷浓度升高,最终达到平衡;同时沉积物中含有大量的微生物,可以降解大量氨氮,对于硝氮,在水体含量较低的情况下,变化不明显;在一定的pH范围内,pH的不同对氮、磷浓度的变化没有显著影响。 通过氮、磷在农田排水沟渠中迁移转化机理的研究,可以看到农田排水沟渠对流失氮、磷具有很好的截留去除作用,同时本文开发了一种有效地截留和去除氮、磷的生态沟渠强化截留技术,为利用农田排水沟渠系统治理农田氮、磷污染提供有效的科学依据和合理的治理方法。
【学位授予单位】:北京化工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:X52

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【引证文献】
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【同被引文献】
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