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《河海大学》 2004年
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沟渠湿地对农业非点源污染物的截留和去除效应

姜翠玲  
【摘要】: 农业非点源污染物是引起地表水富营养化的主要因素,湿地能通过吸附、沉积、植物吸收、微生物转化等作用有效截留和去除非点源污染物。长江下游水稻-小麦轮种区沟渠湿地呈网络状密集分布,是降雨径流和农田排水的首要汇聚地,我们对污染物在沟渠湿地中迁移转化的机理还知之甚少,本文分析了: 1.有机质、N、P在沟渠湿地底泥中的累积效应 芦苇(Phragmites communis)和茭草(Zizania latifolia)湿地底泥对有机质、TN、TP有持留和累积作用。40cm以下深度的底泥中沉积了远较农田高的有机质和TN,TP在芦苇和茭草湿地底泥中的含量均高于处于相同层次的土壤中的含量。 2.降雨径流和农田排水中非点源污染物进入沟渠湿地后的变化特征 降雨径流和农田排水中的COD、TN、NH_4~+-N进入湿地后,浓度均显著降低,证明湿地对非点源污染物有很好的截留和净化效果。湿地水中的NO_3~--N浓度从没有超过1.5mg/L,不存在污染的潜在危害性。6~9月频繁的降雨和水稻田排水,造成湿地水中TP浓度上升。由于水生植物死亡分解,COD在冬季和初春浓度高,有很大的污染性。 3.污染物在沟渠湿地底泥中的转化率 湿地有机质的主要来源是芦苇和茭草残株的分解。从2002年12月~2003年3月,芦苇和茭草残体分解期间湿地底泥有机质的矿化率分别为51.3g/m~3/d和142.0g/m~3/d。芦苇未收割区和收割区的反硝化率分别为23.5mg/m~3/d和22.7mg/m~3/d,茭草底泥的反硝化速率为21.4mg/m~3/d。 4.有机质与TN、TN与pH值的相关关系 芦苇和茭草湿地底泥中的有机质和全氮之间的相关性非常显著,相关系数分别为0.9653(n=27)和0.9102(n=19)。证明全氮的主要成分是有机氮。有机氮在氨化、硝化过程中,会释放出H~+,引起环境pH值下降,两者有明显的负相关关系,在芦苇和茭草湿地的相关系数分别为-0.8181(n=27)和-0.6932(n=19)。 5.芦苇收割和未收割区底泥及水体中污染物的变化规律 芦苇收割20天以后,水中的有机质和TN浓度分别为21.33mg/L和1.04mg/L,均低于未收割区水体中的浓度。2个月以后,收割区底泥0-20cm深度范围内有 摘要 机质、TN、TP含量明显下降,收割改善了湿地的通风、透气条件,促进了氨化 和硝化作用的发生,使底泥中NH扩一N和N岛一N含量上升。 6.水生植物对N、P的吸收能力及二次污染的防治措施 每年秋季芦苇收割以后,可带走818kg/hm,的N和103.6 kg/hm,的P,菱草 可带走一31 kg/hmZ的N和28.9 kg/h扩的磷,菱白带走200kg/hm,的N,2一Ikg/h扩 的P。虽然野生芦苇和菱草对N、P有很好的吸收能力,但它们的利用价值低。 菱白是一种蔬菜,在沟渠湿地中人为种植,可取得很好的净化效果,农民会主动 回收,解决植物的二次污染问题。 科学合理地利用沟渠湿地的截留、转化、吸收等能力,可有效降解非点源污 染物,并取得很好的经济效益。
【学位授予单位】:河海大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:X52

【引证文献】
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