1985-2035年密云水库流域生态系统碳储量时空演替格局与预测

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作者 刘小丹 李垒 +3 位作者 张洪 薛万来 刘可暄 薛晨旺 《水土保持通报》 北大核心 2025年第1期244-253,共10页

[目的]开展1985-2035年密云水库流域生态系统碳储量时空演替格局与预测研究,为流域“双碳”目标下山水林田湖草沙一体化保护修复和流域生态补偿标准优化提供科学依据。[方法]采用InVEST-PLUS模型对该流域1985-2020年碳储量时空演变格局... [目的]开展1985-2035年密云水库流域生态系统碳储量时空演替格局与预测研究,为流域“双碳”目标下山水林田湖草沙一体化保护修复和流域生态补偿标准优化提供科学依据。[方法]采用InVEST-PLUS模型对该流域1985-2020年碳储量时空演变格局进行分析,并预测2035年3种情景(自然发展、耕地保护、生态保护)下的碳储量变化趋势。[结果](1)1985-2020年,密云水库流域生态系统碳储量呈现持续增长趋势,35 a间碳储量增加2.35×10^(7) t,其中贡献程度最大的为林地,其次为草地和耕地,共占总碳储量约98%。(2)2035年,3种模拟情景下流域碳储量仍均趋于增长,相对来说在生态保护情景下,由于林地面积增长较多,导致碳储量保持较高水平。(3)流域碳储量呈现出“中南部高,西部、东北低”的空间格局,中南部对应流域山区地貌,为水源涵养核心区域,森林覆盖率较高,而西部、东北部主要分布草地、耕地及城镇建设用地等,相对碳储量偏低。[结论]碳储量与土地利用空间格局具有一致性,可通过生态建设增加林草地、控制林地转出及合理控制建设用地扩张来促进生态系统碳储量巩固与提升。 展开更多

关键词 土地利用变化 InVEST模型 PLUS模型 生态系统碳储量 密云水库流域

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南水北调中线工程北京段明渠区域淤积过程分析 被引量：1

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作者 高赛 毕可跃 +3 位作者 李垒 张文智 王永康 李兆欣 《环境污染与防治》 北大核心 2025年第4期95-100,I0005,I0006,共8页

通过现场实测,获取了南水北调中线工程北京段团城湖明渠区域沉积速率变化情况,结果表明,不同时间段的沉积速率差异明显,平均沉积速率介于0.001~0.012 m^(3)/(m^(2)·d);共检测出74种着生藻类,其中硅藻门(Bacillariophyta)49种,占比... 通过现场实测,获取了南水北调中线工程北京段团城湖明渠区域沉积速率变化情况,结果表明,不同时间段的沉积速率差异明显,平均沉积速率介于0.001~0.012 m^(3)/(m^(2)·d);共检测出74种着生藻类,其中硅藻门(Bacillariophyta)49种,占比达到66.2%;藻类密度中位数最高达到85万个/cm^(2),生物量中位数为900~950μg/cm^(2)。团城湖明渠为着生藻类的生长与沉积提供了适宜的环境条件,区域淤积现象主要由硅藻门的藻泥混合物沉积造成。 展开更多

关键词 南水北调 沉积速率 着生藻类 环境因子 形貌特征

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南水北调中线北京段浮游植物时空变化与水质指标关系

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作者 高赛 毕可跃 +4 位作者 张海鹏 王永康 李垒 马骁 李兆欣 《环境污染与防治》 北大核心 2025年第2期88-95,共8页

基于南水北调中线北京段浮游植物群落时空变化,并应用相关性分析和冗余分析,分析了浮游植物门类变化对环境因子的响应关系,同时研究了浮游植物生长对水体溶解性有机物的影响。结果表明,研究区域内硅藻门种类检出55种,占比最多,达到44.3... 基于南水北调中线北京段浮游植物群落时空变化,并应用相关性分析和冗余分析,分析了浮游植物门类变化对环境因子的响应关系,同时研究了浮游植物生长对水体溶解性有机物的影响。结果表明,研究区域内硅藻门种类检出55种,占比最多,达到44.35%;大宁调压池的浮游植物密度可超过1000万个/L;蓝藻门对生物密度贡献较高,硅藻门对生物量贡献较高。同时,属于硅藻门和绿藻门的优势种占比较高,并在不同采样时期,优势种不尽相同。氮磷营养盐升高能够促进硅藻门和蓝藻门的生长,绿藻门对水温的响应明显。南水北调中线北京段水体中的溶解性有机物呈现出明显的季节效应,主要是来自内源输入,水中浮游植物的淤积腐化过程是其主要来源之一。 展开更多

关键词 南水北调中线 北京段 浮游植物 时空变化 环境因子 溶解性有机物

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北京白河流域不同空间尺度下水质对土地利用的响应关系 被引量：11

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作者 夏明珠 薛万来 +5 位作者 黄俊雄 李文忠 李垒 刘可暄 李久义 田秀君 《环境科学研究》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期764-775,共12页

为探究水质对土地利用的响应关系,以北京市山区典型季节性河流−白河流域14个小流域为研究对象,基于2022年汛期(7月)和非汛期(10月)水质数据及“国土三调”土地利用数据,采用Mann-Witney U检验、Spearman相关性分析、冗余分析(RDA)等统... 为探究水质对土地利用的响应关系,以北京市山区典型季节性河流−白河流域14个小流域为研究对象,基于2022年汛期(7月)和非汛期(10月)水质数据及“国土三调”土地利用数据,采用Mann-Witney U检验、Spearman相关性分析、冗余分析(RDA)等统计分析方法,研究2种不同空间尺度(子流域和有水沟道带状缓冲区)下土地利用结构对pH、NH_(4)^(+)-N、TP、NO_(3)^(−)-N、TN、CODMn水质指标的影响.结果表明:①研究区土地利用类型在两种空间尺度下均以林地、园地、建设用地为主,林地占比最大,在1000 m带状缓冲区和子流域尺度下分别占78.36%和84.87%.②水质指标存在时空差异,汛期NH_(4)^(+)-N、TN平均浓度较低,非汛期NO_(3)^(−)-N、CODMn平均浓度较低;TP、NO_(3)^(−)-N属强变异类型,空间差异显著.③土地利用类型对河流水质有显著影响,汛期较非汛期影响大.建设用地和园地面积占比与各水质指标均呈显著正相关,草地面积占比与除TP浓度外的其余4项水质指标均呈显著负相关.④冗余分析结果表明,有水沟道带状1000 m缓冲区土地利用结构是对白河流域水质影响的最佳缓冲区尺度,且汛期土地利用结构对水质解释率整体高于非汛期.建议应加强对有水沟道1000 m缓冲区范围内土地利用结构的优化调整,将有助于提升密云水库上游白河流域的水生态环境状况. 展开更多

关键词 土地利用结构 水质 尺度效应 相关性分析

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北京城市副中心新建景观水体的水生态环境变化规律 被引量：10

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作者 张蕾 郭硕 +3 位作者 晁春国 杨子超 楼春华 王培京 《环境科学研究》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期989-998,共10页

为研究新建景观水体水生态环境变化过程,以北京城市副中心镜河为研究对象,对2018—2020年河流水生态系统开展跟踪监测分析.结果表明:①在水源变化和水动力条件影响下,与通水初期相比,水质指标中总磷浓度、高锰酸盐指数增加了2倍,叶绿素... 为研究新建景观水体水生态环境变化过程,以北京城市副中心镜河为研究对象,对2018—2020年河流水生态系统开展跟踪监测分析.结果表明:①在水源变化和水动力条件影响下,与通水初期相比,水质指标中总磷浓度、高锰酸盐指数增加了2倍,叶绿素a浓度增加了约4倍,浮游植物密度增加3倍,与此同时透明度下降63.79%,水体转变为藻型浊水态;②底栖动物多样性指数(Shannon-Wiener指数)由0.26增至0.64,鱼类种类由0增至14种,大型水生植物覆盖度由6%增至40%.研究显示,通过自然恢复与人工干预的共同作用,镜河水生态健康水平由不健康演变为亚健康,但富营养化是制约水体继续向好发展的主要因素.研究成果可为新建河流的景观设计和生态修复提供科学依据. 展开更多

关键词 北京城市副中心 新建景观水体 水生态监测 水生态健康

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突发水环境事件吸附处理模拟研究 被引量：1

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作者 李兆欣 张金有 +2 位作者 顾永钢 刘操 黄炳彬 《环境科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2018年第S1期156-160,共5页

文章模拟了大量氮磷营养盐和有机污染物进入高标准水体环境,并通过模拟应急吸附处理,对比投加不同吸附材料对水质的改善效果。结果表明,吸附材料的投加能够快速恢复水体溶解氧浓度,活性炭类吸附材料对氮磷元素和石油类有机物的吸附去除... 文章模拟了大量氮磷营养盐和有机污染物进入高标准水体环境,并通过模拟应急吸附处理,对比投加不同吸附材料对水质的改善效果。结果表明,吸附材料的投加能够快速恢复水体溶解氧浓度,活性炭类吸附材料对氮磷元素和石油类有机物的吸附去除效果相对较好,缓释氢氧化钙对总磷的吸附去除率达到了99%以上。同时,针对吸附材料投加后难以回收的问题,提出了吸附材料的新型应用方式,够使应急吸附材料的投加形式更为多样,更为有效地回收吸附材料,避免二次污染问题。 展开更多

关键词 吸附 应急处理 氮 磷 有机物

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不同填料对再生水补水型水体物种形成研究 被引量：3

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作者 顾永钢 金鹏康 +2 位作者 李兆欣 黄炳彬 刘操 《环境污染与防治》 CAS CSCD 北大核心 2017年第10期1122-1126,共5页

稳定、多样的河湖水系生态系统恢复和维持难度大。针对北京典型再生水补水型河湖水体富营养化现象,选用火山岩、焦炭、沸石、陶粒、人工草等填料考察其对再生水补水型水体净化效果和物种的形成作用。结果表明:填充陶粒的反应器再生水出... 稳定、多样的河湖水系生态系统恢复和维持难度大。针对北京典型再生水补水型河湖水体富营养化现象,选用火山岩、焦炭、沸石、陶粒、人工草等填料考察其对再生水补水型水体净化效果和物种的形成作用。结果表明:填充陶粒的反应器再生水出水各指标变化最为显著,其氮、磷等营养盐得到了较好地去除。火山岩、焦炭、沸石、陶粒和人工草5种填料附着细菌种属差异较小;附着浮游植物大多以硅藻门为主。5种填料反应器水体中的氮循环转化功能菌数量明显高于无填料反应器,其中陶粒反应器中数量最高,与水化学分析结果相吻合。陶粒对生境修复有着一定的促进作用。 展开更多

关键词 再生水 填料 物种形成 多样性

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基于水生生物调控的再生水生态稳定性分析 被引量：8

8

作者 周雪 李兆欣 +2 位作者 黄炳彬 刘操 顾永刚 《环境科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2017年第4期176-182,共7页

为了提高再生水补给城市河湖之后的生态稳定性,选用苦草、金鱼藻和穗状狐尾藻3种沉水植物,配合投加鲢鱼和椭圆背角无齿蚌,形成生态系统,进行实验研究,维护再生水的生态稳定。对比不同组合对再生水体生态环境的维护效果,并测试了不同沉... 为了提高再生水补给城市河湖之后的生态稳定性,选用苦草、金鱼藻和穗状狐尾藻3种沉水植物,配合投加鲢鱼和椭圆背角无齿蚌,形成生态系统,进行实验研究,维护再生水的生态稳定。对比不同组合对再生水体生态环境的维护效果,并测试了不同沉水植物的生长状况。结果表明:金鱼藻对再生水适应能力较强,其光合作用效率较高,可以较好地抑制浮游植物的生长,提高水体的透明度,将浊度维持在4 NTU以下,同时,鲢鱼和椭圆背角无齿蚌与金鱼藻的组合,使再生水体形成健康稳定的微型生态系统,有效地避免了再生水体出现富营养化现象。 展开更多

关键词 再生水 沉水植物 生态系统 生态稳定

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基于稳定同位素的水生生物食物链结构特征分析 被引量：1

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作者 张耀方 李添雨 +6 位作者 李卓轩 叶芝菡 薛万来 黄炳彬 李垒 张天娇 董澜 《环境科学研究》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期586-595,共10页

稳定碳、氮同位素(δ^(13)C、δ^(15)N)技术是研究水生态系统中物质循环、能量流动的重要手段.应用水生生物摄食过程中碳、氮稳定同位素比率会伴随食物链传递过程中分馏作用而变化的特征,以北京地区永定河流域山区河道、永定河流域平原... 稳定碳、氮同位素(δ^(13)C、δ^(15)N)技术是研究水生态系统中物质循环、能量流动的重要手段.应用水生生物摄食过程中碳、氮稳定同位素比率会伴随食物链传递过程中分馏作用而变化的特征,以北京地区永定河流域山区河道、永定河流域平原河道、潮白河流域山区河道、北运河流域平原河道为研究对象,共布设30个样点,探究不同流域河道水生生物食物网结构变化特征,定量反映其水生生物摄食关系、营养级、食物网的冗余程度,揭示水生生物食物网结构、物质循环特征.结果表明:①北京地区不同流域河道δ^(13)C、δ^(15)N具有显著的空间异质性,不同流域呈现不同上升趋势,永定河流域、潮白河流域山区河道均总体呈现“L”型阶梯上升趋势,永定河流域平原河道呈现“”型上升趋势,北运河流域呈现“│”型上升趋势.②永定河流域、潮白河流域河道鱼类δ^(15)N总体稳定在8‰~18‰之间,显著大于北运河流域δ^(15)N(5‰~15‰).③不同流域鱼类δ^(15)N、δ^(13)C形成的矩阵与浮游动物、浮游植物、水生植物δ^(15)N、δ^(13)C形成的矩阵重叠比例呈现潮白河流域<永定河流域山区河道、永定河流域平原河道<北运河流域的特征,其中北运河流域重叠比例高达53.73%,这反映了北运河流域浮游动物、浮游植物、水生植物的冗余程度较高.④水生生物在不同流域摄食关系上表现出显著差异性,且高营养级肉食性鱼类对小型鱼类摄食比例为60%~82%,无明显偏好性,相对营养级较低的杂食性鱼类摄食偏好上总体体现出一致性,对底栖动物摄食比例总体在50%以上.未来,采用鱼类δ^(15)N、不同流域各类生物δ^(15)N、δ^(13)C分布矩阵并与新兴技术、统计方法等结合,可进一步深层次、精细化指导水生态系统结构功能评价、水生态系统调控等工作. 展开更多

关键词 碳、氮稳定同位素 水生生物 食物链结构 北京市

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多相催化臭氧氧化-纳滤工艺污水深度净化研究 被引量：7

10

作者 马宁 刘操 +2 位作者 黄涛 王培京 李其军 《环境科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2014年第12期182-186,198,共6页

以高吸附性能的活性炭纤维作为催化反应载体,建立了多相催化臭氧氧化-纳滤组合工艺,研究其对污水深度净化效果及其机理。结果表明,由于活性炭纤维的催化作用,显著提高了催化臭氧氧化反应效率,催化臭氧氧化单元单独运行5 h后对紫外吸收值... 以高吸附性能的活性炭纤维作为催化反应载体,建立了多相催化臭氧氧化-纳滤组合工艺,研究其对污水深度净化效果及其机理。结果表明,由于活性炭纤维的催化作用,显著提高了催化臭氧氧化反应效率,催化臭氧氧化单元单独运行5 h后对紫外吸收值(UVA254)和总有机碳(TOC)的去除率分别为68.2%和32.3%。组合工艺运行5 h后出水UVA254和TOC的去除率分别为98.7%和89.5%,对3类典型内分泌干扰物(如双酚A、萘及苯并[a]芘等)的去除率高达90%以上,均高于单独纳滤工艺的去除率。与单独纳滤工艺相比,单独运行5 h后纳滤膜通量下降23.8%,而组合工艺膜通量仅下降14.6%,体现了组合工艺具有改善出水水质和提高产水能力等多方面先进性。 展开更多

关键词 催化臭氧氧化 活性炭纤维 纳滤 深度净化 再生水

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某市中心地区无负压供水模拟研究 被引量：2

11

作者 邓玉莲 王俊岭 +2 位作者 冯萃敏 钟敬康 战楠 《水电能源科学》 北大核心 2021年第2期78-81,共4页

无负压供水技术作为二次供水的新型模式,节能效果显著,但在应用过程中管网压力稳定性的影响尚未明确,可能存在供水水压不稳定、供水不足或爆管的问题。应用EPANET软件模拟某市中心给水管网进行无负压供水,结果发现无负压设备工作时,无... 无负压供水技术作为二次供水的新型模式,节能效果显著,但在应用过程中管网压力稳定性的影响尚未明确,可能存在供水水压不稳定、供水不足或爆管的问题。应用EPANET软件模拟某市中心给水管网进行无负压供水,结果发现无负压设备工作时,无保护情况下无负压供水水量、设备接入管径、设备之间的距离都会对管网水压的变化产生一定的影响。当无负压供水设备接入管径小于DN300mm,或2个及以上无负压供水设备安装间距小于1 000m时,对管网周围用户用水压影响较大;单个或多个无负压供水点新增水量不宜超过区域水量的20%,否则也会产生较大影响。该结论为其他城市区域建设无负压供水系统提供了参考。 展开更多

关键词 无负压供水 管网水压 EPANET软件 水力模拟

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基于InVEST-PLUS模型的首都西部生态涵养区碳储量时空演替及预测 被引量：1

12

作者 万路通 刘小丹 +4 位作者 郭汉清 薛万来 刘可暄 李垒 汪丽丽 《地质通报》 北大核心 2025年第7期1272-1284,共13页

【研究目的】通过对首都西部生态涵养区1990—2020年土地利用变化驱动下生态系统碳储量时空演替格局及发展趋势进行研究,摸清区域碳储量分布状况及影响因素,结合北京市“双碳”战略需求,提出区域生态系统碳汇能力提升途径,为生态涵养区... 【研究目的】通过对首都西部生态涵养区1990—2020年土地利用变化驱动下生态系统碳储量时空演替格局及发展趋势进行研究,摸清区域碳储量分布状况及影响因素,结合北京市“双碳”战略需求,提出区域生态系统碳汇能力提升途径,为生态涵养区支撑首都碳中和目标实现提供参考。【研究方法】选取1990年、1995年、2000年、2005年、2010年、2015年和2020年共7期的遥感数据,运用InVEST模型,评估了研究区碳储量时空变化。基于历史土地利用变化采用PLUS模型预测分析了2030年不同情景下的土地利用及碳储量潜力变化。【研究结果】①1990—2020年,研究区碳储量呈现波动下降趋势,累计减少5.3×10^(6)t。土地利用类型的转变,尤其是耕地向建设用地的转变,是导致近30 a来研究区碳储量变化的主要原因。②首都西部地区生态系统碳储量的空间分异主要受高程和植被覆盖度的影响。此外,年降水量、年均气温等气候因素也在不同程度上对碳储量的空间分布产生影响。在多因子交互作用的探测中发现,各驱动因子间的协同效应普遍强于单一因子,尤其是高程与植被覆盖度的协同作用对碳储量空间分异的影响最显著。③在2030年的自然发展情景、耕地保护情景和生态保护情景模拟中,碳储量分别达到106.02×10^(6)t、105.82×10^(6)t和106.08×10^(6)t,均高于2020年水平。从长远看,生态保护情景不仅能够有效提升碳储量,还能带来生物多样性保护和生态系统服务提升的效益。【结论】为提升首都西部生态涵养区碳汇能力,健全完善生态补偿政策,加大保护投入,持续开展山水工程、小流域综合治理等建设;结合国土空间用途管控,需严格遏制建设用地无序扩张,优化调整“三生”空间。 展开更多

关键词 生态涵养区 InVEST模型 PLUS模型 碳储量 影响因素 北京

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3种沉水植物对再生水水质维护效果的比较 被引量：13

13

作者 周雪 李兆欣 +2 位作者 顾永钢 黄炳彬 刘操 《环境污染与防治》 CAS CSCD 北大核心 2017年第5期494-498,共5页

为了防止再生水利用时出现富营养化现象,选用苦草(Vallisneria natans(Lour.)Hara)、金鱼藻(Ceratophyllum demersum L.)和穗状狐尾藻(Myriophyllum spicatum L.)3种沉水植物,配合投加鲢鱼(Hypophthalmichthys molitrix)和椭圆背角无齿... 为了防止再生水利用时出现富营养化现象,选用苦草(Vallisneria natans(Lour.)Hara)、金鱼藻(Ceratophyllum demersum L.)和穗状狐尾藻(Myriophyllum spicatum L.)3种沉水植物,配合投加鲢鱼(Hypophthalmichthys molitrix)和椭圆背角无齿蚌(Anadonta woodiana elliptica),对再生水水质进行维护,对比不同组合对再生水的净化和保持效果。结果表明:金鱼藻能较好维护再生水的水质稳定,实验中后期COD、氨氮分别在30、0.4mg/L以下,而且金鱼藻可较好地抑制浮游植物的生长,叶绿素a基本都小于叶绿素a水华阈值(40μg/L),同时鲢鱼和椭圆背角无齿蚌的投加能完善生态系统,并维护再生水pH的稳定。 展开更多

关键词 再生水 沉水植物 金鱼藻 水质维护

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潜流湿地短程硝化反硝化强化脱氮研究 被引量：3

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作者 战楠 黄炳彬 +2 位作者 赵立新 王利军 高晓薇 《人民黄河》 CAS 北大核心 2022年第1期94-99,105,共7页

为探索人工湿地系统短程硝化反硝化脱氮作用对微污染水体脱氮性能的提升效果及影响因素,构建两级垂直流潜流湿地系统,对比分析了间歇进水、同步回流、预曝气等运行方式下的净水效果及含氮污染物的转化规律,结果表明:进水低碳氮比条件下... 为探索人工湿地系统短程硝化反硝化脱氮作用对微污染水体脱氮性能的提升效果及影响因素,构建两级垂直流潜流湿地系统,对比分析了间歇进水、同步回流、预曝气等运行方式下的净水效果及含氮污染物的转化规律,结果表明:进水低碳氮比条件下,系统对COD_(Cr)和NH_(4)^(+)-N的去除率稳定在60.5%~64.3%和90%以上;通过水位/水量调节方式强化湿地内部自然富氧作用,实现TN去除效果增长8%~10%,亚硝化率呈升高趋势,NO_(3)^(-)-N的累积现象有所改善;氨氧化细菌(AOB)和氨氧化古菌(AOA)群落分布一致性和优势群菌丰度显著提升,反硝化细菌(nirS)优势种群分布同时得到改善,水位/水量调控的运行方式可以提升短程硝化效率,为反硝化反应提供更充足的底质和溶解氧条件,强化湿地系统对微污染水体的短程硝化反硝化脱氮作用。 展开更多

关键词 人工湿地 水位/水量调节 短程硝化 反硝化 微生物

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碳化缓释除磷填料的制备与吸附特性分析 被引量：14

15

作者 李兆欣 周雪 +2 位作者 黄炳彬 赵立新 胡秀琳 《环境科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2017年第5期49-53,共5页

制备了2种人工湿地除磷基质填料,碳化缓释Ca(OH)_2(简称1#填料)和铁盐改性Ca(OH)_2(2#填料),并与工程中常用的石灰石和细沙填料进行等温吸附对比实验,比较不同填料的除磷效果。通过等温吸附实验,发现1#填料和2#填料更符合Langmuir等温... 制备了2种人工湿地除磷基质填料,碳化缓释Ca(OH)_2(简称1#填料)和铁盐改性Ca(OH)_2(2#填料),并与工程中常用的石灰石和细沙填料进行等温吸附对比实验,比较不同填料的除磷效果。通过等温吸附实验,发现1#填料和2#填料更符合Langmuir等温吸附方程,得到不同填料对磷的理论饱和吸附量分别为806.45 mg/kg(1#填料)、220.26 mg/kg(2#填料)、64.10 mg/kg(石灰石)和24.81 mg/kg(细沙)。结果表明,制备的1#填料和2#填料对磷元素具有较好的去除效果,与人工湿地常用基质填料相比,具有明显的实际应用优势,可用其强化人工湿地除磷效果。 展开更多

关键词 除磷填料 人工湿地 等温吸附

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