温州市九山外河污染治理技术集成应用与治理成效

阐述了浙江省温州市九山外河污染治理技术的集成应用及治理成效。九山外河的综合整治工程采用了外源调水、底泥生态疏浚、河岸带阻控、人工曝气复氧和生态浮岛等多项技术,整治后的九山外河水体黑臭治理初见成效,水质由原来的劣Ⅴ类水逐步改善为Ⅴ类或Ⅳ类水,水体生境和生物多样性都有了一定的提高;将治理后对河流的实际感受与预期期望进行比较,69．2％的居民认为河流治理工程得分在60分以上,对河流治理总体比较满意。最后,对九山外河治理后管理存在的问题进行了分析并提出了建议与对策。     

典型城市黑臭河道水体生物毒性研究

以黑臭为特征的城市内河污染近来受到关注,检测和分析污染河流水质的生物毒性对水质标识和生态评价十分必要。本研究逐月检测了温州市九山外河(JS River)和山下河(SX River)两条典型黑臭河道水样对斑马鱼、发光细菌和热带爪蟾胚胎的毒性效应。结果显示,黑臭河道水体对斑马鱼、发光细菌(青海弧菌Vibrio Qinghaiensis Q67)和爪蟾胚胎均具有毒性效应。以斑马鱼死亡率和发光细菌相对抑光率表征的水质综合毒性较一致,且以发光细菌更为敏感。爪蟾胚胎致畸实验主要通过存活率和畸形率来表征水体的毒性。3类生物监测均显示SX水体毒性明显高于JS整体毒性,这与两条河黑臭程度相一致。通过发光细菌检测水体综合毒性的分析,显示SX和JS水体毒性在5月-8月的夏季较高,冬春季节较低,表明黑臭河道水质毒性季节性变化与水体温度(T)和溶解氧(DO)值关系密切。本研究结果可为污染水体生物毒性检测和黑臭水体综合评价及后续治理提供依据。     

生物转笼耦合水生植物修复城市湖库黑臭水体

本文利用生物转笼耦合水生植物系统处理城市湖库重度黑臭和轻度黑臭水体,研究该系统对两种黑臭水体修复性能,以及强化系统脱氮除磷的方法。结果表明:重度黑臭水体系统修复可在4 d内快速消除黑臭,轻度黑臭水体修复时间可缩短至3 d。经处理,两种水体氨氮浓度降至8 mg/L以下,溶解氧浓度提升至5 mg/L以上,透明度提升至33 cm以上,氧化还原电位提升至100 m V左右。两种水体经系统修复5 d后,氨氮浓度达到《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)Ⅳ类标准,水中氨氮基本转化为总氮(TN)。同时,系统兼具一定的TN、总磷(TP)去除能力。碳源促进微生物和植物耦合技术去除城市黑臭水体TN,TP。间断投加碳源,系统修复作用1周后可使水体TN,TP浓度由《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)的劣Ⅴ类值改善至Ⅳ类以内。     

基于生态安全分析的城市黑臭水体原位治理技术应用研究

原位治理技术在黑臭水体治理工程中应用广泛,但存在治理效果维持时间短,甚至引发二次黑臭的问题。为深入打好黑臭水体治理攻坚战,维护来之不易的治理成效,本研究深入分析几种常见的原位治理技术,归纳总结原位治理技术在应用中存在的局限性或应用误区,点明实施原位修复技术的前提和基础是彻底的控源截污和内源治理,明确各原位治理技术的适用条件,并有针对性地给出对策建议。研究成果可为县级、农村黑臭水体治理工作提供借鉴,推动黑臭水体治理工作向生态、安全、高质量方向发展。     

底泥再悬浮对上覆水水质的影响研究

城市水体黑臭问题正受到越来越多的关注,而水体中的悬浮物是水体污染物中的重要组成部分。以典型黑臭河流底泥和上覆水构建试验系统,研究底泥再悬浮对上覆水水质的影响。底泥再悬浮后,上覆水中颗粒物粒径立即显著升高,上覆水透明度急剧降低至10 cm以下,氨氮质量浓度升高至15~22 mg·L~(-1),氧化还原电位低于-12 m V,溶解氧低于1.1 mg·L~(-1),底层水体溶解氧甚至低于0.2 mg·L~(-1)。这表明底泥再悬浮是水体黑臭的重要原因之一。在沉降前期,上覆水中颗粒物粒径(D50)随沉降时间延长而显著降低,而在沉降中后期,水柱中各取样点颗粒物粒径稳定在3~4μm(D50)的小粒径水平,维持时间可达20-100 h。随着再悬浮次数增加,水柱恢复澄清的时间延长。底泥再悬浮使水中大粒径颗粒物加速沉降,水体浑浊程度的改善时间缩短,但对致黑的小粒径颗粒物影响较小,与此同时水体褪黑所需时间延长。随着底泥再悬浮-沉降次数的增加,水中硝酸盐氮、磷酸盐、CODCr的质量浓度均显著升高。其中,硝酸盐氮由0.4 mg·L~(-1)升高至0.7 mg·L~(-1),磷酸盐由0.2 mg·L~(-1)升高至1.2 mg·L~(-1),COD_(Cr)由370 mg·L~(-1)升高至524 mg·L~(-1),增幅分别为75%、500%、42%。底泥再悬浮会进一步加剧底泥中污染物向上覆水的释放。     

北京市城市河道水体发黑分级评价方法

基于多元线性回归对北京市城市河道水体发黑感官数据及水质监测数据进行分析.通过比较与筛选发现,水色稀释倍数适合作为表征北京市城市河道水体发黑因变量,而溶解氧、化学需氧量、氨氮、总磷及总铁适合作为自变量,其中溶解氧、化学需氧量及总铁为主要因素.基于5项水质指标提出了北京市城市河道水体发黑分级评价方法,从非发黑到重度发黑共分4级,通过比较发现两个回归模型模拟计算结果与水色稀释倍数观测值大致相当.该评价方法首次将有机类污染指标同水中总铁结合,量化了北京市城市河道水体发黑程度,为未来"一河一策,消除黑臭"提供思路.     

黑臭河道生物修复中氧化塘应用研究

氧化塘技术是有机废水、特别是生活污水处理的有效手段,在城市黑臭河道治理中,对于暂时无法截污的城郊河道,利用废弃的鱼塘,将其改造成氧化塘,对上游污水进行预处理。研究表明,生物氧化塘对上游黑臭水体具有较高的处理效率,在污水进水量为4320t/d以内(即污水停留时间为1.4d以上,容积负荷为CODcr:0.11kg/(d·m3)以下),O2:15.6kg/h的增氧曝气条件下,CODcr除去率在50%以上,NH3-N除去率在40%以上,经处理的黑臭水体在氧化塘出水口已形成由藻类、原生动物、浮游动物、鱼类等参与的多级食物链组成的复杂生态系统。在黑臭水体预处理基础上,通过底泥生物氧化、水体增氧、水体生态恢复等技术手段,对河道进行生物修复,能有效地消除水体黑臭、提高河涌水体自净能力,为城市黑臭河涌治理和养护提供了切实可行的方法。     

基于主成分分析和水质标识指数的天津地区主要河流水质评价

于2009年5月(枯水期)、8月(丰水期)、11月(平水期)对天津地区蓟运河、潮白新河、永定新河、金钟河、北塘排污河、黑猪河、海河、大沽排污河、独流减河、青静黄排水渠、子牙新河和北排水河12条主要河流的水质进行监测,并对监测数据进行主成分分析,构建水质评价指标体系,采用水质标识指数进行水质评价。结果表明,主成分分析与水质标识指数相结合的评价方法客观可靠。从时间分布来看,枯水期水质最差,58.3%的河流为劣Ⅴ类水质,部分河流已经黑臭,8月水质较好。从综合水质标识指数来看,海河以南河流污染较为严重。该地区河流NH3-N污染最为严重,其次是BOD5、CODMn和TP,属于有机型及富营养化污染。     

试论黄浦江上游水源保护区水源保护

黄浦江是上海市区的主要水源,各水厂的取水口多位于黄浦江中下游,分别穿插于各有关排污口之间.自60年代起,该江段污染日益严重,每年特别是在夏季均要出现黑臭现象(*),并且黑臭天数逐年增加.据1985年水质资料分析,全长113.4km的黄浦江,若以国家三级地面水环境质量标准衡量,合格的仅占28.7%,不合格的江段为80.8km,占全长71.3%.全市供水量的80%均取自于占全市纳污量80%以上的黄浦江市区江段.位于该江段沿岸的苏州河等主要支流终年黑臭,气味难闻,水体污染带来了多种不良的社会、经济、环境后果.     

夏秋季苏州河浮游植物群落特征及其影响因子

为探究苏州河综合整治工程结束4 a后夏秋季浮游植物群落特征及演变规律,了解苏州河不同河段浮游植物群落及水体污染现状,在苏州河共设置5个样点,于2012年6月至11月共进行6次采样调查。调查期间共鉴定浮游植物8门95属259种,整体浮游植物群落结构以绿藻门和硅藻门为主,主要优势种为广缘小环藻(Cyclotella bodanica)、啮蚀隐藻(Cryptomons erosa)和四尾栅藻(Scenedesmus quadricanda),均为水体有机污染指示种。浮游植物密度在0.46×104~1.91×104L-1之间,最高点出现在6月的武宁路桥,最低点出现在8月的赵屯。苏州河浮游植物群落的Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀度指数分别为3.22±0.38和0.75±0.09。从优势种种类、多样性指数和环境因子等方面来看,苏州河总体水质呈中度污染。与2005年同期相比,苏州河优势种类发生明显转变,从重度污染指示种转变为中度污染指示种。苏州河水质时空特点表现为夏秋季调查期间,苏州河干流河道无黑臭现象,下游水质明显劣于上游水质,下游水体总氮质量浓度达4.61 mg·L-1,总磷质量浓度达0.44 mg·L-1,氮磷比达16.48。浮游植物Shannon-Wiener多样性指数与各环境因子数据的相关性分析表明:温度和氮磷比是影响整个苏州河多样性指数的主要环境因子,下游浮游植物多样性指数分别与总氮浓度和氮磷比之间相关显著。对获得的浮游植物优势种密度与环境因子数据进行冗余分析(RDA)的结果表明,除温度以外,氮磷比是影响苏州河浮游植物密度的主要环境因子。     

苏州河底泥对上复水水质污染影响

研究了上海市苏州河底泥中有机物及营养盐释放对上复水水质的影响,分析了微生物与底栖生物底泥再悬浮对底泥释放过程的影响。研究表明,底泥中化学需氧量与水体中的化学需氧量成正比,底泥中生化需氧量与水体中的生化需氧量呈正比,再悬浮促进底泥中污染物向上复水体释放。底泥SOD与水体中DO成正比,底泥污染是影响苏州河水质的重要因素;对苏州河底泥进行疏浚工程可较好地提高水体中溶解氧的浓度、降低化学需氧量、生化需氧量及氨氮的浓度。     

水生植被恢复对东莞生态工业园区水质改善的影响研究

为促进工业园区水生态环境建设,以东莞生态产业园区水生态系统恢复为研究对象,研究了其建园初期水生植被恢复对重污染水体水质修复的影响,并应用因子分析法对水质与主要生态因子之间的相互关系进行了研究,探讨了水体修复效果与水生植被覆盖率的关系.结果表明：水生植被恢复可使园区生态岛群与月湖主要水质指标（总氮、总磷、氨氮和高锰酸盐指数）从建设初期（2011 年5 月）的劣V 类改善为II-III 类（2012 年）,透明度提高约1 倍,而下沙与大圳埔湿地也从劣V类（2011 年5 月）改善为IV-V 类（2012 年）,透明度提高约50%.10 项水质指标的因子分析表明,园区水质成因可归为综合营养因子（氨氮、高锰酸盐指数、叶绿素、透明度、总磷和总氮）、温度因子（温度、电导率、硝态氮）和光合作用因子（溶解氧和pH）,其中主导指标为氨氮、高锰酸盐指数、叶绿素a、透明度和总磷等.三类因子分别客观反映了修复水体的水质变化特点：氮磷及有机物的含量越低则水体透明度越高,水质越优;温度升高有利于水质改善;藻类光合作用减弱,则水质变优.生态岛群、月湖、下沙、大圳埔湿地的水生植被覆盖率分别为43.8%、22%、4.3%、9.1%,此差异与水质修复效果相关.回归分析显示水质指标与水生植被覆盖率呈极显著的二项式关系（p〈0.01）,根据拟合方程计算得出污染物浓度最低、透明度最高、综合水质最优时的水生植被覆盖率变动范围为30%~35%.因此,生态岛群与月湖的水质改善效果优于大圳埔湿地,大圳埔湿地则又优于下沙湿地;下沙与大圳埔湿地可通过适当增加浮、挺水植物的面积比例,提高水体修复能力.文中所得最适水生植被覆盖率范围可为华南地区工业园区水生态初期修复提供一定的参考价值.     

城市黑臭河道底泥内源氮硝化-反硝化作用研究

氮超标是目前许多城市黑臭河道治理过程中急需解决的突出问题。在外源输入有效控制后,底泥内源氮成为水体氮污染的主要来源。硝化与反硝化过程是削减底泥氮负荷和控制内源氮释放的重要途径,从硝化与反硝化耦合作用角度探讨底泥内源氮的行为,对于有效解决黑臭河道氮超标治理难题具有重要的现实意义。对此,文章首先通过理论分析探讨了影响底泥内源氮硝化-反硝化有效耦合的重要因素,认为溶解氧水平和缺氧微环境分布是非常重要的参数,在这矛盾平衡中影响着硝化-反硝化作用的进行。其次评述了黑臭河道底泥内源氮硝化-反硝化作用的研究现状,指出对于污染严重且受人为干扰频繁的城市黑臭河道,曝气扰动是影响底泥内源硝化-反硝化作用的重要因素。为了实现对底泥内源氮的有效控释,往往需要通过选择合理的曝气条件从影响溶解氧水平和缺氧微环境分布两方面来控制硝化-反硝化反应平衡。最后探讨了今后相关研究的发展动态,包括曝气扰动的合理界定、模拟试验装置的有效构建、水动力条件下底泥硝化与反硝化性能的合理评定以及其微生物机制系统分析。     

北京市城市河道水体发臭分级评价方法

基于北京市城市河道水体发臭大量感官数据及水质监测数据,采用多元线性回归及有序Logistic回归建立北京市水体发臭回归模型.研究发现多元线性回归法与有序Logistic回归法整体准确率相似(78%—80%),但发臭评价准确率明显高于后者,更适合作为水体发臭回归方法进行评价.将该方法应用于北京市地表水发臭分级评价中,筛选确定了适合做水体发臭回归自变量的监测指标,发现溶解氧及氨氮起主要作用,对水体发臭贡献率约95%;有机类指标对解释水体发臭效果显著程度从大到小依次为:高锰酸盐指数五日生化需氧量化学需氧量,由于五日生化需氧量分析时间长、高锰酸盐指数多用于Ⅰ—Ⅲ类水体监测、化学需氧量是水环境污染物总量控制的关键指标,综合考虑建议采用化学需氧量为回归自变量;总磷不适合作为北京市城市河道水体发臭回归自变量.对2012年北京市部分城市河道水体发臭情况进行分析,结果发现本标准用于评价发臭程度与国家颁布的黑臭标准的评价结果吻合程度为95.6%,通过选取典型发臭水体进行分级评价,再次验证了该评价方法可行.     

上海桃浦河水质现状分析与污染评价

桃浦河是上海苏州河的重要支流之一,其水质状况令人堪忧。选取桃浦河15个采样点,通过实地观测和室内实验分析,测得水体NH_4~+-N、COD_(Mn)、NO_2~--N、NO_3~--N等相关指标。运用国标对照、单因子评价法、模糊综合评价法等方法对桃浦河水体进行综合分析。结果表明桃浦河DO含量较低,NH_4~+-N含量超标严重,为劣5类水,水体自净能力总体较差,其中南段河流自净能力较好,其次为中段、北段。基于上述研究,提出了桃浦河整治的多项措施。     

人工曝气复氧整治污染河流

向受到严重有机污染的河流充入溶解氧可以有效消除水体的黑臭,改善水质和恢复生态平衡。文章总结了纯氧增氧系统、鼓风机———微孔布气管曝气系统、叶轮吸气推流式曝气器和水下射流曝气设备等多种使用于河道人工曝气复氧的技术;并列举大量国内外的相关工程实例说明这些技术在实践中的有效性。     

耦合流域模型及在中国环境规划与管理中的应用进展

流域水环境模型是研究流域水体黑臭、水体富营养化和水质超标问题的重要工具,流域水环境模型从概念上可以分为(半)机理模型和经验型模型,前者通过方程式和函数关系来刻画流域水动力和迁移转化规律,并通过实测数据校准获取本土化的参数系数,后者力图寻求大数据量间的统计学规律。按照模拟对象的不同,流域水环境模型还可以划分为陆域的污染负荷模拟模型、水域的受纳水体模拟模型,以及水-陆耦合模拟模型。模型对整个流域系统及其内部发生的复杂地球化学过程进行定量化描述,污染负荷模型一般用来估算点源及非点源产生的污染负荷量,并计算出进入河道的污染负荷量,作为受纳水体模型的污染源边界输入条件;受纳水体模型一般用来模拟沉积物或污染物在河流、湖泊、水库、河口、沿海等水体中的运动和衰减转化过程,是水质预测、评价、分析的重要工具。传统的流域模型多用评价自然活动以及人类活动对水环境造成的影响,而当前越来越多的学者将水环境模型与经济学模型进行耦合,开展基于水环境模型的环境政策设计和优化研究。文章从系统控制的视角,主要总结了水量水质耦合流域模型在水资源管理政策、水环境管理政策中的应用,例如水资源有效分配、排污交易产生的水环境影响、基于成本-效益的水污染控制策略优化等。在此基础上文章对流域水环境模型的发展方向和应用前景进行了的展望,流域水环境容量控制策略、目标总量控制策略的水环境影响比较分析以及水环境模型的不确定性研究将是未来关注的重点所在,尤其不确定性问题经常存在于水污染物产排放预测和水环境质量模拟预测过程中,对于提升环境规划与管理的科学性、有效性具有十分重要的现实意义。     

Comparison of macroinvertebrate community structure in urban (Shenzhen City) streams with typical habitat characteristics北大核心CSCD

2020年12月在深圳市城市区域典型生境特征溪流——城市山区源头溪流金龟河、国家地质公园保护区入海溪流杨梅坑河与黑臭水体治理后溪流石溪河,开展底栖动物多样性与生境质量状况取样,通过多元统计分析探明各溪流底栖动物群落结构差异及其主要环境影响因子.结果表明:(1)金龟河底质异质性(SI)最高;杨梅坑河水质最好且流态异质性(Fr)最优,石溪河水质最差且底质异质性(Fr)最低.(2)共采集鉴定大型底栖动物118个分类单元,隶属于3门6纲14目87科.水生昆虫均占绝对优势,其中金龟河67属(81.7%),杨梅坑河62属(95.4%),石溪河12属(52.2%).金龟河中底栖动物Shannon-Wiener多样性指数、改进的Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度均高于杨梅坑河与石溪河.(3)金龟河的主要功能摄食类群是滤食者(45.5%),杨梅坑河(38.3%)与石溪河(58.7%)的主要功能摄食类群均为收集者.(4)冗余分析(RDA)结果显示,氨氮、海拔、湿宽、水温、溶氧、底质异质性(SI)、电导率和流态异质性(Fr)为影响深圳市溪流的大型底栖动物群落结构的主要环境因子.研究表明:(1)深圳市的山区溪流可作为深圳市生物多样性保护的重点区域.(2)在城市溪流生态系统中,水环境化学因子并非为主要影响因子,生境多样性发挥了重要作用.(图6表3参43)     

古廖涌黑臭水体生物修复及维护试验

利用生物氧化塘、底泥生物氧化、水体生物修复和河道生态恢复等技术，对广州市古廖涌黑臭水体进行治理．结果表明，在进水流量5000～8000m^3／d的高负荷工业废水和生活污水冲量下，通过生物治理，消除了水体黑臭现象，从上游到下游，水色由暗黄逐步转为黄、黄绿；在上游不断流入污水情况下，CODcr除去率达50％以上，NH3-N除去率为70％，H2S除去率达80％以上．从2003年8月到2004年3月，河道生物多样性逐步增加，先后出现枝角类、桡足类动物和鱼类．表明对于暂时无法截污的城郊河道，可以利用废弃的鱼塘、空地等对污水进行预处理，再通过上述措施和技术进行生物治理，可取得良好治理效果．本研究为城市黑臭河道，特别是暂时无法截污的城郊河道的治理和养护提供了一套切实可行的方法．图3参18     

城市景观河流(津河)雨季污染特征

我国降水具有明显的雨热同期的特征,夏季降水量一般占全年的45%—65%,北方地区集中程度更高.虽然已有的研究表明夏季景观河流污染最为严重,但是降雨对水质的影响特征并不清楚.津河是天津市内主要景观水体之一,全长18.5 km,宽20—30 m,与海河相通形成水体循环圈.本文于2013年6—10月对津河进行了为期4个月的水质调查,在此基础上分析了雨季水污染特征及其主控因素.研究结果可为景观河流治理和维护提供科学依据.