水体悬移质对重金属吸附规律研究——以长江宜昌段为例

随着长江三峡工程的建设 ,上游来水的流速在此减缓 ,随江水而下的大量泥沙在此沉淀 ,将使坝下 (长江中下游 )水中的悬移质浓度降低、粒径改变 ,从而改变水环境容量。利用长江宜昌江段的周年悬移质样及水样 ,研究了悬移质对重金属 (铜、锌、铅、镉及铬 )的吸附特征。结果表明 ,悬移质对上述金属的吸附可用Freundlich型及Langmuir型等温式较好进行拟合 ;当较高浓度的金属污染物排入江水后 ,在吸附及沉淀的共同作用下 ,浓度明显降低 ;单位悬移质的吸附量随悬移质浓度降低而上升 ,但总吸附量降低 ,从而导致水中的金属污染物的平衡浓度升高。所得结果为预测水环境容量提供了依据     

三峡库区悬移质泥沙对磷污染物的吸附解吸特性

就三峡库区悬移质泥沙对磷污染物的吸附解吸特性从野外同步监测和室内试验研究两个方面展开研究。选取长江干流、嘉陵江和乌江共7个监测断面于2002年和2003进行野外同步监测,测试结果表明：水中的悬移质泥沙对水中各种覆存形态的磷污染物浓度具有显著影响,单位重量泥沙对磷的吸附量与水体总泥沙含量、泥沙粒径有密切关系。采集寸滩断面泥沙对磷酸盐吸附解吸特性进行室内试验研究,并根据Langmuir吸附动力学方程对吸附解吸过程进行了拟合,发现吸附速率常数k随着泥沙粒径的增加而呈递增变化,而磷酸盐初始浓度对k值的影响并不明显,同时,磷酸盐解吸量随着泥沙浓度的增加和粒径的增加呈递减变化,k值随着泥沙粒径的增加而呈递增变化,泥沙浓度对k值的影响不明显。     

竺山湾流域河湖系统污染物总量控制研究

复杂河湖系统的总量控制需考虑河湖双重控制目标,以太湖西北部竺山湾流域为研究对象,运用排污系数法计算了区域内的入河污染负荷;构建了一维河网和二维湖体水环境数学模型,对水环境数学模型进行了率定;基于多重目标的河网水环境容量计算方法,计算了河网水环境容量,并分配至各控制单元;定量分析了各控制单元各污染物总量达标情况下的削减量及削减率。结果表明:竺山湾流域COD削减量为834.4 t,削减率为13.8%;氨氮削减量为226.1 t,削减率为36.5%;总氮削减量为724.8 t,削减率为55.2%;总磷削减量为108.9 t,削减率为73.4%。论文成果对于开展竺山湾流域污染物总量控制和水环境保护具有重要指导意义,同时为类似的河湖系统水污染物总量控制提供借鉴。     

“长江经济带”战略背景下武汉城市水环境承载力综合评价

为揭示长江经济带战略背景下武汉城市水环境承载力的演化特征，理解长江经济带建设过程中武汉城市水环境的承载基础，从水资源环境、水污染控制和社会经济承载3个子系统来构建城市水环境承载力指标体系，采用结构熵权法和均方差决策法进行主客观联合赋权，对长江经济带战略下的武汉城市水环境承载背景进行研究。研究结果表明：（1）2004~2013年武汉城市水资源、环境与社会经济的发展协调性较好，城市水环境承载力综合值呈上升态势，具有较好的水环境承载基础；（2）水资源环境和水污染控制两个子系统在武汉城市水环境承载力中贡献较大；（3）长江经济带建设背景下水污染控制是提升武汉水环境承载力的关键，未来控制城市生活污水、加强城市环保基础设施的建设和管理是武汉城市水环境管理的重中之重     

孔隙水中营养元素的早期成岩模型

基于2002年4、7、11月及2003年2月长江口滨岸潮滩采集的4个点位的柱状沉积物样品，对典型剖面孔隙水中氨态氮和磷酸盐含量的分析测定表明，孔隙水中氨态氮的浓度范围为0．04～16．87mg／L，最高浓度基本都出现在春季；而总可溶磷的浓度为0．01～0．37mg／L，其中大部分的浓度随深度的增加而逐渐升高。通过对长江口滨岸潮滩典型剖面孔隙水中氨态氮和磷酸盐含量变化的综合分析，探讨了研究区域内沉积物的早期成岩作用，并建立早期成岩作用下沉积物孔隙水中氨态氮和磷酸盐的“扩散-平流-反应”模型。研究发现孔隙水中氨态氮地球化学过程主要受有机质分解和粘土矿物的吸附反应控制，而磷酸盐的转移反应主要受有机磷分解、磷酸盐吸附和沉淀的控制。二者反应均遵循一级动力学。     

长江江苏段主干断面污染物健康风险评价

为掌握长江水环境中污染物的健康风险，选取长江江苏段5个主干断面，对其水环境中主要有机物、重金属及非金属元素硼进行了监测。利用水环境健康风险评价模型评价主干断面和污染物的健康风险，结果表明：在所评价的断面中，栖霞江段断面污染较严重，健康危害的风险相对较大，其次为姚港河口，这2个断面入江支流的污染贡献不容忽视。水中54种有机污染物、7种重金属和元素硼由饮水途径所致健康危害的个人年风险为130×10-14～253×10-6/a，风险较大的（>10×10-9）有苯并［a］芘、镉、铬、钒和PCB52。污染物对健康危害的年总风险仅为255×10-6/a，远低于国际辐射防护委员会(ICRP)推荐的最大可接受值(50×10-5/a )。总体来看，长江江苏段主干断面水体中62种污染物污染所致的健康危害年风险度目前还处于很低水平，但风险较大的污染物的环境来源及相应的污染控制应引起管理部门的重视。研究结果可为长江沿线河流污染的有效控制，实现科学的水环境健康风险管理提供依据.     

三峡库区消落带下部区域土壤氮磷释放规律模拟实验研究

三峡库区消落带形成后其下部区域（145~155 m）由于长期处于淹没状态,其表层土壤将类似底泥状态,研究选择嘉陵江江底沉积物模拟其在好氧及厌氧淹水条件下N、P向上覆水体的释放规律。结果表明：土壤处于淹水期间,均向上覆水释放N、P,其中好氧状态下上覆水中TN以硝态氮为主,厌氧环境下上覆水中TN以氨氮形式为主;淹水前期,N、P释放速率均较快,随时间增加逐渐减缓,且在厌氧环境下TP释放能力较好氧环境强。好氧淹水中曝气量对上覆水中TN平衡浓度无显著影响,但对氨氮、硝态氮释放过程有影响,从而影响TN浓度变化;底泥状土壤落干过程对N素释放有正影响,对P素释放有负影响;在短暂的落干期间,如果进行农业利用,将增加库区水环境污染和水体富营养化的风险.     

神农架大九湖泥炭藓沼泽湿地对镉(Ⅱ)、铜(Ⅱ)、铅(Ⅱ)、锌(Ⅱ)的净化模拟

在2007年8月研究的基础上，于2008年7月在神农架大九湖泥炭藓沼泽湿地采用自制简易模拟装置进行现场模拟实验，深入研究了泥炭藓沼泽湿地对不同浓度的金属污染物镉（Ⅱ）、铜（Ⅱ）、铅（Ⅱ）、锌（Ⅱ）的净化作用。研究表明：泥炭藓沼泽湿地对各种金属污染物都有很强的去除能力，2小时后的去除效果强弱顺序为Pb>Cu>Cd>Zn；4种金属任一时刻的去除速率都随初始浓度的增加而增大，低初始浓度先于高初始浓度达到平衡；泥炭藓沼泽湿地的稀释功能在污染物去除中起着重要作用。通过双常数速率模型得到了去除速率与实验时间的关系；拟二级动力学模型和修改后的拟一级动力学模型能够很好地描述泥炭藓沼泽湿地去除金属污染物的动态过程，拟二级动力学模型的拟合效果更佳，通过修改后的拟一级动力学模型可以计算出稀释作用对湿地净化的贡献率。为评估泥炭藓沼泽湿地净水价值、保护和合理利用泥炭藓沼泽湿地提供科学依据。     

面向异质水污染物排污权初始分配的在线拍卖机制

为探索不同种类水污染物排污权的在线初始分配方法,根据不同水污染物的特性,基于水环境容量价值,描述了一种可随时对多种水污染物排污权进行不同数量报价的投标语言.针对每家企业关于多种排污权组合的需求,构建了在线拍卖机制设计模型,提出了赢家判决流程和支付计算流程,获得了在线拍卖机制.该机制可在完全未知将来投标序列的情况下,立即对当前投标做出是否分配某种排污权组合的决策,并在企业离开前做出支付决策.理论分析表明,所提出机制可吸引更多的企业自愿参与,激励企业报告真实的到达时间、单位水环境容量估值及离开时间.相比于完全信息下的有效分配,该机制在社会福利、企业成交率和排污权利用率等方面能取得良好的效果.该文机制有助于制定公平、有效的异质水污染物排污权的初始分配方案.     

河流渗滤系统中苯系物污染去除机理实验模拟研究

河流渗滤是一种自然净化过程，污染河水通过该过程在河流沉积层中发生各种物理、化学和生物作用，使得污染物浓度降低，河水水质得到净化，从而达到增加地下水开采量的目的。通过静态吸附实验和淋滤实验模拟了苯系物（BTEX）在河流渗滤系统中的吸附行为和降解行为。两种环境行为中吸附作用对于BTEX的净化效果较为有限，当吸附达到饱和之后，并存在电子受体的情况下，BTEX能够发生厌氧微生物降解，降解作用能够更有效的去除BTEX污染物。其中去除效率最高的是间二甲苯，其次是乙苯、甲苯，去除率最差的是苯。微生物降解作用相对于BTEX浓度变化存在一个滞后期。BTEX各组分的土壤 水吸附分配系数Kd越大，总的降解效率也就越低。通过河流渗滤系统这一自然净化过程，可以有效地去除浓度较高的BTEX混合污染，在两种电子受体的情况下各组分平均去除效率都超过了60%，最高去除率均超过了80%。对于持续不断入渗的污染河水，当土壤吸附达到饱和、微生物活性受到抑制情况下，去除效率会大大降低，从而使BTEX穿透包气带进入含水层，对地下水产生危害     

水污染物排放总量控制方法研究--以无锡城北地区为例

水环境已经成为整个苏南地区经济发展的制约因素之一,为实现经济效益与环境效益协调发展,对水污染物排放实行总量控制至关重要。在对无锡城北地区水污染物负荷、水环境现状及水环境功能充分调查的基础上,结合该区域的水文特征和排水规划,统计分析出区域内水污染物的排放总量,根据污水集中处理方案,计算出区域水污染物的削减量,然后运用河网水质模型,预测水污染物削减后河流水质改善状况,以改善后水环境质量为本底值,以下游水环境保护目标的环境功能为控制要求,反推该区域在污水实行集中处理后所能接纳的水污染物排放总量。通过科学计算得知区域水环境纳污能力为19.8 t/d,由此确定的经济规模有限,必将制约地方经济的发展,提出了扩大水环境纳污能力的有效途径,并提出了建设无锡地区污水入江通道的设想。     

岷江汤坝航电枢纽工程对水环境的影响研究

为研究长江上游岷江航电的开发对水环境带来的影响,选取岷江航电梯级水库中的第二级汤坝航电枢纽工程为研究对象.利用2016年的监测数据,分析了现状年库区渠化河段来流负荷,通过构造MIKE21水动力水质数学模型,对汤坝建成前、汤坝建成后和Ⅲ类来水情况下渠化河段的水质变化进行了数值模拟,分析了支流汇入后的污染带变化,并计算了3种情景下的水环境容量.结果 表明,现状年库区渠化河段来流污染源负荷主要来源于岷江干流.汤坝建成后,坝前CODcr和NH3-N浓度均满足Ⅲ类水质标准,TP浓度属劣Ⅴ类;在Ⅲ类来水情况下,坝前CODcr、NH3-N浓度满足Ⅲ类水质标准,TP浓度属Ⅴ类.支流汇入渠化河段形成的污染带面积较天然状态下发生变化:除镇江河和筒车河NH3-N不形成污染带以及太和河NH3-N的污染带面积减小外,其余支流水质因子污染带面积均较建设前增加.汤坝建成后,坝址处CODcr的水环境容量减少3280 t/a,NH3-N水环境容减少368t/a,TP无剩余水环境容量;Ⅲ类来水情况下,CODcr和NH3-N的水环境相比建设前减少,TP无剩余水环境容量.筒车河三类水质因子水环境容量增加,而镇江河水环境容量减小,建坝前后太和河均无剩余水环境容量.研究可为岷江航电污染源削减及应对措施的指定提供科学依据.     

长江、嘉陵江(重庆段)源水有机污染物的研究

长江和嘉陵江作为重庆市主城区的饮用水水源，其有机污染物的定性分析尚未见报道。应用固相萃取－GC／MS技术对重庆市主城区饮用水源水有机污染物进行了分析，共检出101种有机污染物，其中嘉陵江源水64种，长江源水46种。主要污染物包括：邻苯二甲酸酯，酯类，酮类，酚类，杂环和苯及其衍生物等。嘉陵江源水枯水期污染重于丰水期，有机污染物浓度明显高于长江源水；长江源水污染丰水期重于枯水期，并表现出中游污染轻，上游和下游污染重的特点。检出率较高的化合物有：邻苯二甲酸二（2－甲基丙基）酯，邻苯二甲酸二丁酯（100％），1－氯－4－硝基－苯（60％），1，2，3，3，3－五氯丙烷（50％），2，6－二特丁基对甲酚（40％）；此外，在枯水期B厂水样中检出多种硫代磷酸酯，其单种含量最高达到56.5μg/L。     

三峡工程蓄水运用期库区干流水质分析

分析了三峡库区蓄水前后（1998～2009年）干流水质的变化及原因。结果表明，同蓄水前相比，蓄水后库区干流水质变好，库区干流断面月度达标率均值由蓄水前的623%变为蓄水后的783%，库区干流超标污染物主要为高锰酸盐指数、总磷、铅等。蓄水后水质时空分布出现新的特点，近坝水体悬浮物、浑样高锰酸盐指数、总磷、铅等可吸附污染物浓度显著降低。蓄水后年内悬浮物及浑样高锰酸盐指数、总磷和铅浓度仍然是丰水期＞平、枯水期，但近坝水体不同水期间浓度差别比蓄水前明显减小。蓄水后，库区干流浑样高锰酸盐指数、总磷、铅浓度整体上表现为从库尾至库首沿程下降，尤以丰水期沿程下降最为突出。浑样高锰酸盐指数、总磷、铅浓度以上变化特征主要缘于库区水位抬高后，流速减小导致的澄清作用，即高锰酸盐指数所代表污染物、磷、铅等随泥沙发生了不同程度的沉降。蓄水前后清样高锰酸盐指数和总磷未发生明显变化，156 m蓄水后至今，清样铅浓度明显低于蓄水前。     

上海与长江经济带经济联系研究

以上海为龙头的长江经济带，在国家“T”型开发战略中具有重要的地位和作用。基于中国城市统计年鉴2006年统计数据，从联系节点、联系通道和联系作用量3方面，定量分析上海与长江经济带的经济联系。结果表明：（1）长江经济带中心城市空间等级分布不均，呈现出“一极，多心组团”及沿铁路干线分布的空间格局；（2）上海与长江三角洲地区城市间的可达性明显优于中西部城市，而城市客货流则多集中在上海与重庆、成都、武汉、南京等二、三级中心城市之间；（3）经济联系随空间距离增加而衰减，与上海经济联系紧密的城市主要集中在沪宁-沪杭-杭甬铁路沿线，中西部地区城市与上海经济联系作用量很弱。有必要进一步加强上海与长江经济带经济联系，对此提出了几点优化策略。     

澎溪河回水区水体叶绿素a含量与流速相关关系研究

以三峡库区支流澎溪河回水区为特征区域，研究三峡水库回水区水动力条件对水体富营养化的影响。根据三峡水库的调蓄过程，在175 m高水位、小流量、低污染负荷和145 m低水位、大流量、高污染负荷两种设计条件下模拟澎溪河水体断面平均高锰酸盐指数（CODMn）、总氮（TN）、总磷（TP）浓度和叶绿素a（Chl a）含量。研究表明：澎溪河回水段从上游到下游的CODMn、TN、TP浓度有增加的趋势，在接近河口处有趋同于长江水污染物浓度的趋势。145 m低水位的大流量、高污染负荷设计条件下Chl a含量较高，在弯道下游和河道水面开阔的高阳、双江大桥断面的流速减缓区段，出现Chl a含量峰值。拟合澎溪河水体流速及Chl a含量相关关系，在枯丰两种设计条件下建立水体流速(V)与Chl a含量(S)的相关关系式，分别为S=0186 0〖DK〗·V-0353 6(相关系数r2=0838 0)和S=10844 9〖DK〗·V-0293 9(相关系数r2=0825 4)。模拟结果表明：加大水体流速有利于抑制Chl a含量。通过改变水动力条件控制水体富营养化具有可行性     

风干和淹水过程对巢湖流域土壤和沉积物磷吸附行为的影响

巢湖湖滨带土壤和沉积物经历明显的干湿交替过程，其磷的迁移和转化方式亦有明显变化。风干作用能显著降低沉积物磷最大吸附量、提高吸附能并增加磷平衡浓度，从而对磷的吸附能力产生不利影响。淹水过程对土壤最大吸附量的影响取决于有机质的损失情况，好氧条件下有机质损失小，磷最大吸附量无明显变化，吸附能增强，磷释放量略有增加；而厌氧条件下土壤有机质含量与磷最大吸附量均显著降低，吸附能明显减小，磷释放量显著升高。因此湖滨带消落区干湿交替将明显促进底质生物可利用性磷的大量释放。在巢湖流域常见的土壤类型中，红壤对磷的缓冲能力最强。向底质中添加氯化铁和硝酸钙可有效控制磷释放，提高磷缓冲能力，增强底质对磷的保持和固定     

西太湖区域水环境容量分配及水质可控目标研究

西太湖流域产业、人口集聚,水环境污染一直以来是该区域经济可持续发展的制约因素之一,利用2010年的监测数据对西太湖主要入湖河流及湖体的水环境状况进行了分析,通过对研究区域工业点源、城镇和农村生活源、农田面源和畜禽水产污染源排污的分布情况调查,并计算了入河污染物量;利用构建的西太湖区域水量水质数学模型,估算了区域水环境容量,依据水环境功能区的水质目标与水域面积分配到了各市/区,在充分调查现有与规划的各类型污染源总量控制工程措施的基础上,量化出具有空间分布的流域污染削减率,并提出水质可控目标。结果表明:太湖湖体受总氮污染影响总体水质劣于Ⅴ类,研究区域主要入湖河流基本处于Ⅳ类,氨氮超标最严重;进入水体的COD为25 410.2 t/a,氨氮2 795.4 t/a,总氮4 646.4 t/a,总磷313.8 t/a,其中城镇生活源污染物入河量所占的比例最大,各类污染物均在35%~50%,尤以宜兴市和常州武进区负荷较大;各控制单元进入水体的污染物量基本都超过了水环境容量,近期各市/区COD、氨氮、总氮和总磷的削减率分别为8.0%~56.0%,8.0%~62.1%,6.0%~41.8%,8.0%~59.9%,远期污染物削减率更高;最终通过模型推算,定出西太湖湖体各污染因子的可控目标,2015年,COD、氨氮、总氮和总磷分别为4.50、0.80、3.50和0.08 mg/L,2020年进一步达到4.50、0.60、3.00和0.07 mg/L,为西太湖总量控制提供科学依据。     

淮河(江苏段)水体有机污染物风险评价

淮河（江苏段）水体检测到的半挥发性有机物和有机氯农药绝大多数属于USEPA的优先控制污染物。应用USEPA规定的水中优先控制污染物和非优先控制污染物对人体健康的摄入与饮入之和的水体有机物浓度标准,计算了淮河（江苏段）水体的48种有机污染物的环境暴露浓度,并根据最高环境暴露浓度与USEPA水质指标的比值,参考IARC的化合物致癌性指标,建立了一套表征水体有机污染物的风险特征以及采取相应管理措施和建议的评价体系,对这些化合物的环境健康风险进行了评价。结果表明,有18种有机污染物超过了USEPA的标准浓度要求,其中9种物质具有一定的生态风险,其中六氯苯、N-亚硝基二正丙胺、3,3'-二氯联苯胺、2,4,6-三氯酚、五氯酚、茚并(1,2,3-cd)芘、4,4'-滴滴涕、七氯在内的8种化合物具有一定的风险,而多环芳烃二苯并(a,h)蒽需要引起更高警惕;在此基础上探讨了这些化合物的来源及作用,并提出了相应的防治建议。     

稻鸭、稻鱼共作对稻田P素动态变化的影响

以稻鸭和稻鱼生态系统为研究对象，通过大田试验研究了稻田P的动态变化及转化规律，及其对环境的影响。结果表明，施P后土壤和田面水P含量立即达到最大值，一周后迅速降低。相对于空白（CK），养鸭处理（RD）和养鱼处理（RF）田面水总P浓度、溶解P浓度、土壤速效P含量和水稻吸P量显著增加，而土壤全P含量有所增加。研究还表明，水稻吸P量与田面水溶解P、土壤速效P显著相关。对田面水P素径流流失的潜在环境效应分析表明，施P后的一周左右是控制P素流失的关键时期；由于养鸭养鱼能提高稻田P含量，在稻鸭、稻鱼共作期间，要注意避免农田排水和防止因降雨引起的田面水外溢。同时，由于鸭子和鱼能提高土壤有效养分含量，降低化肥的施用量，进而降低了化肥损失所造成的环境危害。