城市地表径流面源污染分析研究——以武汉市典型下垫面为例

城市地表径流面源污染已经成为阻碍河湖水质达标的重要因素。选取道路、绿地和屋面3种下垫面,在武汉市开展地表径流面源污染特征研究。结果显示：降雨初期,道路下垫面COD可达115.3 mg/L,NH₃—N最高为4.12 mg/L,TP为0.55 mg/L,峰值都出现在降雨开始后的20 min。屋面径流污染物浓度与道路相似,绿地径流污染物浓度变化速率远低于道路和屋面,说明绿地对污染物浓度同样具有削峰的作用。汛期污染物浓度均值高于非汛期,是因为汛期具有小时内降雨量大的特点。南湖流域内地表径流污染高于墨水湖,主要是受建设强度和人口分布的影响。     

模式识别方法在奎河氮磷环境背景值研究中的应用

为了查明当前状态下奎河宿州段氮、磷环境背景值和基线值,基于相对累计频率分析和迭代标准差方法 2种模式识别方法,对奎河宿州段2010年观测的总氮和总磷数据进行分析。结果表明,奎河宿州段氮、磷污染极其严重,且总体表现出从年初到年底降低的趋势。相对累计频率分析方法将总氮、总磷质量浓度-相对累积频率曲线划分为3段:第1段总氮和总磷的平均质量浓度分别为2.26 mg/L和0.17 mg/L,第2段总氮和总磷的平均质量浓度分别为8.11 mg/L和0.84 mg/L,第3段总氮和总磷平均质量浓度分别大于11.2 mg/L和1.8 mg/L。第1和2段分别表征当前状态下的背景值和基线值,第3段则代表极端污染。采用迭代标准差方法计算得到总氮和总磷环境基线值分别为7.83 mg/L和0.68 mg/L,与根据相对累计频率分析方法计算的基线值相当。与研究区内其他河流的对比研究表明,依据模式识别方法计算的河流污染背景值和基线值与河流污染状态有关,未受人为污染的历史环境背景值依然需要从轻或无污染的监测数据中获取。     

城市屋面径流水质特征及屋面材料对水质的影响

整理了近年来国内有关屋面径流污染物研究的数据,研究探讨了屋面这一重要城市下垫面的径流水质特征,分析了不同的屋面材料对降雨径流水质的影响。研究结果显示:我国大中城市屋面雨水径流水质COD、TSS、TN、TP及NH3-N浓度平均值分别为89.54 mg/L、89.46 mg/L、6.80 mg/L、0.21 mg/L和3.33 mg/L,除TP外均不满足地表水Ⅴ类水质标准,水质污染严重;屋面材料对雨水径流中COD、TSS和TN浓度值影响较大,对TP、NH3-N浓度值影响较小,总体水质水泥屋面最好,瓦屋面其次,沥青屋面最差。     

基于典型降雨TN入库过程的水库水质响应数值模拟分析

以东北某大型水库为例,应用MIKE3软件,根据夏季典型降雨入库过程,模拟了水库水动力场。根据面源污染物入库质量浓度的时间变化特征,以TN为代表因子,对TN入库的动态过程进行了三维数值模拟。结果表明:面源污染物TN质量浓度与降雨量和入库流量有较强的相关关系;强降雨初期是面源污染的高峰期;在空间分布上,TN污染团中心在12 h、42 h、60 h、78 h时迁移扩散至入库口下游0.42 km、2.25 km、3.33 km、4.04 km;在时间尺度上,TN表层在对应时刻超标范围分别为0.98 km2、2.72 km2、3.71 km2、4.77 km2,污染团中心的质量浓度逐渐降低,分别为3.6 mg/L、3.1 mg/L、2.5 mg/L、2.1 mg/L。     

四种典型虾池的磷含量及解磷细菌数量分析

针对滩涂土池、河口区土池、高位池、虾蟹混养土池4种华南典型对虾养殖池,对水体和沉积物中的磷含量及解磷细菌数量进行了比较分析。结果表明,高位池水体中活性磷酸盐质量浓度为0.308mg/L,显著高于其他3种池塘(p0.05),其他类型池塘均低于0.018mg/L。滩涂土池、河口区土池和混养土池底泥中的总磷质量比分别为506 mg/kg、1 049 mg/kg和660 mg/kg。不同类型池塘中的解磷细菌数量存在差异,滩涂土池及河口区土池底泥中无解磷细菌检出,高位池和混养土池水体解磷细菌分别为2.67×10~3CFU/m L和2.07×10~3CFU/m L,其中解磷细菌数量占异养细菌的比例均低于3.10%。研究表明,不同类型虾池底泥中的总磷水平高,但水体中活性磷酸盐质量浓度较低,且池中的解磷细菌数量低。针对这一状况,可考虑科学提升环境中解磷细菌的数量水平,促进池塘的磷循环,有助于消减养殖时潜在的磷污染风险。     

基于MIKE21模型的洋河水库水质模拟

近年来,由洋河水库富营养化引起的供水安全问题日益突出。为应对洋河水库富营养化问题,基于迁移扩散及对流扩散理论,利用MIKE 21二维水动力模型对其水质进行了模拟。考虑污染物随水流入库及出库过程,分析了在水动力作用下TN、TP、NH_3-N随时间迁移扩散的质量浓度变化及分布情况。结果表明:模拟初期污染物以扩散为主,高浓度区域主要集中在入流处,在入流高峰期污染物向整个库区扩散,垂直水库中心线以西出现高质量浓度水域;入流与出流稳定期污染物以降解为主,水库中心水域污染物质量浓度较高。最终模拟得到库区TN质量浓度约为4.5 mg/L,TP质量浓度为0.06~0.075 mg/L,NH_3-N质量浓度为0.20~0.25 mg/L;9月水库实测TN、TP、NH_3-N质量浓度分别为5.0 mg/L、0.008 mg/L、0.20 mg/L,与模拟结果基本一致。研究表明,8月中旬到9月中旬,洋河水库污染物浓度较高水域极易暴发富营养化,此结论可为洋河水库水质评价、供水安全及污染物治理提供参考。     

模拟装置研究绿地系统在暴雨径流污染控制中的作用

采用城市绿地和降雨系统模拟装置,研究绿地系统对实际暴雨径流污染的削减作用.历时60 min,降雨重现期为1 a、3 a、5 a时,绿地系统可以削减雨水径流量.1 a一遇时,绿地系统对雨水径流中COD、氮和磷总量的去除率分别为60.2%,49.2%和61.5%.以无植被裸土为对照,模拟绿地系统对径流雨水中COD、NH+4N及TP去除率较对照组分别提高7.1%,6.2%和4.4%.降雨期间污染物的去除主要依靠土壤和植物根系的截留、吸附和吸收作用;降雨后微生物开始降解吸附于土壤颗粒表面和植物根系上的污染物,降雨后第5～8 d,土壤中微生物数量达到最大值,第14～17 d微生物完成对吸附有机物等的降解,数量恢复到降雨前水平.研究表明, 模拟绿地对降雨地表径流量的削减、径流污染物浓度的削减和污染物总量的控制有较好作用.     

3种覆盖材料对底泥磷释放的抑制及影响因素研究

采用试验的方法研究了建筑废料、天然沸石和自制陶粒对底泥磷释放的抑制作用。结果表明,在覆盖厚度为2 cm、温度为18~22℃的条件下,自制陶粒的抑制效果最好,天然沸石次之,建筑废料最差。天然沸石覆盖底泥后,在18~25℃范围内,温度越高,覆盖法抑制磷释放的效果越差。在第57 d,温度为25℃时,上覆水中总磷质量浓度为1.598 mg/L,而在室内水温(18~22℃)条件下,上覆水中总磷质量浓度为0.984 mg/L。覆盖层厚度越大,沸石粒径越小,控制底泥磷释放的效果越好。在温度为室温、粒径为3~5 mm的条件下,在第57 d,覆盖厚度为3 cm时,上覆水中总磷质量浓度为0.565 mg/L,而覆盖厚度为1 cm时,上覆水中总磷质量浓度为0.984 mg/L;粒径由3~5 mm减小到20~40目(0.42~0.83 mm),第32 d的上覆水中总磷质量浓度由2.80 mg/L降低到2.06 mg/L,第57 d的上覆水中总磷质量浓度由3.59 mg/L降低到2.64 mg/L。     

碳钢在高温氯酸盐中的缓蚀剂保护研究

采用测阴极极化曲线的电化学方法 ,研究了碳钢在氯酸钾溶液中处于高温状态时的缓蚀剂保护 ,作出了各种情况下的 (无缓蚀剂保护时 ;以地瓜藤粉末、白玉兰粉末提取有效成分为缓蚀剂 ,添加量分别为 380mg、140mg、70mg ;钼酸钠溶液、硫脲溶液、硫酸铝钾溶液为缓蚀剂 ,浓度分别为 50 0mg/L、10 0 0mg/L、150 0mg/L ;钼酸钠溶液、硫酸铝溶液根据趋势分别又作了30 0mg/L、2 0 0mg/L两种浓度 )阴极极化曲线。试验结果表明 ,地瓜藤粉末与白玉兰粉末的缓蚀效果明显 ,其中所选用的 70mg值保护效果最好。     

黄磷尾气中磷单质的间接测定法

提出了一种间接测定黄磷尾气中磷单质的方法——磷单质质量浓度等于总磷质量浓度减去磷化氢和五氧化二磷的质量浓度。尾气中总磷的测定采用喹钼柠酮容量法,五氧化二磷的测定采用抗坏血酸还原-钼蓝分光光度法,磷化氢的测定采用火焰光度气相色谱法。结果表明,总磷测定方法的加标回收率为98.33%~101.24%,测定结果的相对标准偏差(RSD)为0.29%;五氧化二磷测定方法的加标回收率为96.81%~101.21%,测定结果的RSD为0.87%。尾气中总磷的质量浓度为1 038.384 4 mg/m3,五氧化二磷和磷化氢的质量浓度分别为0.022 1 mg/m3和686.1 mg/m3,因此,尾气中单质磷的质量浓度为352.262 3 mg/m3。