关于水—土系统中氮污染问题的研究

氮污染问题主要包括:大气中氮氧化物污染和硝酸盐污染,及与氮氧化物有关的光化学烟雾问题;水—土系统中硝酸盐的积累问题;以及作物体内硝酸盐的积累等。本文侧重对地下水—土壤系统氮污染研究情况作一些介绍。     

基于化学与生物膜耦合深度脱除地下水中硝酸盐氮

我国华北地区超过80%的地下水受到污染,其中硝酸盐氮的污染日益严重,威胁着人类健康。基于单质铁去除地下水中硝酸盐氮,因伴随氨氮的产生而受限制;生物反硝化脱氮因地下水中碳源不足无法满足脱氮要求。采用自制的微电解化学催化固体颗粒与天然生物质构成耦合生物载体,通过自养与异养反硝化耦合深度脱除地下水中硝酸盐氮,并建立了地下水易位好氧、厌氧深度脱氮新工艺。结果表明:好氧反应器在HRT为12 h、DO为2.0～3.0 mg·L-1的条件下,硝酸盐氮平均去除率≥91.24%;厌氧反应器在HRT为14 h的条件下,硝酸盐氮平均去除率≥96.32%;反应器中微电解化学催化固体颗粒可为自养反硝化菌提供电子,生物质可为微生物提供必要的有限碳源,硝酸盐氮的脱除是自制微电解化学催化固体颗粒与生物膜耦合作用的结果。出水均无亚硝酸盐氮和氨氮积累。此技术可为受污染地下水的修复提供理论依据。     

氮素化肥的环境污染

氮肥的过量施用会引起一系列生态问题，植物摄取过多的氮会导致体内有硝酸盐的大量积累；土壤中多余的氮随径流输入河流、湖泊、海洋、致使地表水富营养化；部分经淋进入地下水，使其中硝酸盐富集，人类饮用或食用了富含硝酸盐的水及食品能够诱发疾病，硝酸盐对环境的污染程度与氮肥施用量呈正相关，为防止氮的污染，必须合理施肥，提高氮肥利用率，并对肥料施用与地表水，地下水养分富集及农产品硝酸盐含量相关的问题进行系统的调查     

氮同位素方法在地下水氮污染源识别中的应用

地下水硝酸盐来源复杂多样.介绍了用15N/14N的方法(N同位素方法)分析辨明污染物来源.氮污染源不同,氮同位素值(δ15N值)也就不同.例如:雨水的δ15N值偏低,为-1.08%～0.21%;生活排水的δ15N值偏高,为1.0%～1.7%.污染源不同,受污染的地下水的δ15N值也不同,据此能有效地判断地下水硝酸盐的来源.     

重庆西部红层浅层地下水中“三氮”污染现状及影响因素分析

红层浅层地下水是重庆西部农村居民的重要饮用水水源。在重庆西部的工业用地、农田、居民区和林地共布设52个地下水监测点,对浅层地下水中"三氮"的污染现状、分布特征、影响因素进行了探讨。结果表明,"三氮"在地下水中的空间分布差异性大,氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮超标率分别达27.5%、20.0%、2.5%。地下水埋深和用地类型是影响地下水中"三氮"空间分布差异性的主要因素。硝酸盐氮/氨氮(质量比)随地下水埋深增加而增大,地下水埋深越深,硝酸盐氮所占比例越大;地下水埋深越浅或包气带缺失,则氨氮所占比例越大。硝酸盐氮主要来源于工业污染;氨氮与亚硝酸盐氮主要来源于农田氮肥施用。与历史监测资料相比,"三氮"在地下水中浓度呈上升的趋势,其中硝酸盐氮最显著。     

太仓市饮用水水源污染现状和对策

根据太仓市饮用水地表水源和地下水的监测数据，分别采用单因子评价和综合评价方法，对饮用水源的水质进行评价。结果认为地表水水源已受到轻度污染，属Ⅲ类水；地下水的水质较差，已不适合于直接饮用。饮用水水源的主要污染物为COD、氨氮、挥发酚、硝酸盐氮和高锰酸盐指数。对饮用水水源的污染成因进行了全面分析，并从四个方面提出了水源安全保护对策：法律法规与行政手段、技术支撑、经济支持和宣传教育.     

饮用水中硝酸根的催化还原研究进展

由于化肥的过度使用 ,造成地下水中硝酸盐的污染日益严重。饮用水中高浓度的硝酸盐对人类健康会产生极大的威胁。本文综述了催化还原脱除水中硝酸根的研究进展和现状 ,并对其发展趋势进行了简单的论述。     

饮用水中硝酸根的催化还原研究进展

由于化肥的过度使用，造成地下水中硝酸盐的污染日益严重。饮用水中高浓度的硝酸盐对人类健康会产生极大的威胁。本文综述了催化还原脱除水中硝酸根的研究进展和现状，并对其发展趋势进行了简单的论述。     

PRB技术同步去除地下水中硝酸盐和镉

为评估可渗透反应墙(PRB)技术同步去除复合污染地下水中硝酸盐和重金属的可行性,选取蛭石、活性炭、固定化微生物为PRB反应介质,采用批实验和柱实验在不同填装方式及不同水力停留时间等条件下,考察PRB技术对硝酸盐和Cd~(2+)的同步去除效果。结果表明:PRB介质为蛭石或活性炭与固定化微生物组合型填料时,Cd~(2+)对PRB去除复合污染水体中的硝酸盐影响甚微,可实现高效的同步去除;当进水NO_3-N浓度为50 mg·L-1、Cd~(2+)浓度为10 mg·L-1时,活性炭与固定化微生物的组合型反应介质对NO_3-N和Cd~(2+)去除率分别可达93.13%和95.80%,蛭石与固定化微生物的组合型反应介质对NO_3-N和Cd~(2+)去除率分别可达92.70%和99.50%,经处理后的水质可达到地下水Ⅲ级质量标准(GB/T14848-2017)。以蛭石+固定化微生物、活性炭+固定化微生物作为反应介质的PRB技术可以实现NO_3-N和Cd~(2+)的同步去除,该技术可应用于处理硝酸盐和重金属复合污染地下水。     

中国地下水污染模拟预测标准体系研究现状

地下水污染模拟预测在地下水污染防治的不同阶段工作中重要性日益凸显,为保证模型应用的有效性和准确性,制定标准化的地下水污染模拟预测流程十分必要。在对国内外的地下水污染模拟预测标准体系进行详细介绍的基础上,指出了目前中国地下水模拟预测标准体系构建存在的问题,结合中国相关标准目前的应用现状,提出加快构建地下水污染模拟预测标准体系、增强地下水污染模拟预测标准的约束性、提高地下水污染模拟预测标准的精细化程度等对策和建议,旨在为今后地下水污染模拟预测标准体系研究提供理论依据。     

基于Fe~0的PRB去除地下水中硝酸盐的模拟研究

由于地下水中硝酸盐污染的普遍性、难去除性和对人体健康的潜在危害性而引起人们的广泛关注。本研究通过柱实验,研究了不同条件(进水pH、砂/Fe0体积比和添加锯末)对基于Fe0的模拟渗透性反应墙(permeable reactivebarrier,PRB)去除地下水中硝酸盐的影响。结果表明,由于黄土的碱性和缓冲作用,进水pH的影响不显著;5~6∶1的砂/Fe0(S/Fe)体积比既可提高铁粉利用率,又有利于硝酸盐的还原并延长PRB的有效期;铁腐蚀产物引起铁粉粘固而导致PRB的渗透性和反应性降低,尤其在反应区的进水口端;虽然酸预处理Fe0有助于硝酸盐的还原,但更容易引起堵塞,而在Fe0体系中加入活性炭不仅可提高硝酸盐的去除率,还可延长PRB的有效期,是一种很好的辅助填料;同时添加锯末和Fe0的生物-化学联合法更有助于硝酸盐还原并提高出水水质,具有很好的应用潜力;不同条件下,出水中的氨和亚硝酸盐的浓度相差较大,但可溶性铁浓度均低于饮用水标准(0.3 mg/L)。Fe0的化学还原和锯末的生物反硝化是硝酸盐去除的主要机理。本研究表明,基于Fe0的PRB用于去除中性或偏碱性地下水中的硝酸盐污染具有很大的潜力。     

生物膜电极法在废水处理中的应用

生物膜电极法是近年来发展的起来的一项新型废水处理技术,在处理侈浓度硝酸盐氮污染的地下水和饮脾水等方面具有良好的效果。综述了生物膜电极法反硝化研究的概况,对其基本原理,反应设计及应用前景作了介绍,并进行了一些理论探讨。     

中国蔬菜硝酸盐和亚硝酸盐污染因素及控制研究

本文综述了近十几年来我国城市蔬菜中硝酸盐和亚硝酸盐污染的研究结果,表明随着氮肥使用量的增大,蔬菜中硝酸盐污染较为严重而亚硝酸盐污染也不容忽视。探讨了蔬菜受硝酸盐和亚硝酸盐污染的影响因素及控制对策     

湖岸缓冲带反硝化作用的研究进展

反硝化作用是湖岸缓冲带去除硝酸盐的重要途径。湖岸缓冲带是联系陆地与湖泊生态系的纽带，不仅为许多动植物提供适宜生境，而且通过反硝化作用能去除地下水中的硝酸盐，提高湖泊水质。概述不同检测反硝化速率的方法，并对比各种方法的优点与缺点。阐述反硝化作用的影响因素：厌氧环境、有机碳、湖岸坡度、缓冲带坡度、pH与温度、硝酸盐浓度。介绍反硝化速率模型的研究开发状况。最后，提出了目前国内外反硝化研究中存在的不足及发展方向。     

生活垃圾填埋场对地下水污染的风险评价——以北京北天堂垃圾填埋场为例

以国外生活垃圾填埋场对地下水污染的风险评价方法为基础,建立了综合考虑含水层脆弱性及生活垃圾填埋场自身性质的地下水污染风险评价方法,并以北京北天堂垃圾填埋场为例.评价了当地4个生活垃圾填埋场对地下水污染的风险级别.结果表明,生活垃圾填埋场对地下水污染的风险取决于场地规模、防护情况等自身相关参数以及场地所处位置的含水层脆弱...     

基于蒙特卡罗法和层次分析法的污染场地地下水修复技术筛选方法研究

在工业转型发展过程中,出现了大量遗留污染场地,对地下水造成严重污染,并加重水资源短缺,而现阶段缺乏易操作的污染场地地下水修复技术筛选方法。为筛选有效的污染场地地下水修复技术,建立了基于层次分析法(AHP)与蒙特卡罗法(MC)的污染场地地下水修复技术筛选方法。该方法利用AHP构建指标体系,结合MC进行抽样,避免了定性描述和单一数值评价带来的不确定性。将该方法用于某铬渣污染场地地下水修复技术的筛选,发现化学氧化/还原是最适宜的修复技术,筛选结果符合实际。     

基于MCDA的沙漠地区污染场地地下水修复技术优化方法

针对近年来频频出现的污染企业向沙漠地区地下排污造成地下水污染这一问题,以腾格里沙漠地区某化工厂地下水污染为研究案例,提出适合沙漠地区地下水污染修复技术的优选方法。在综合考虑修复技术的经济、技术和社会效益基础上,利用层次分析法建立修复技术优化指标体系,运用多准则决策分析模型(multiple criteria decision analysis,MCDA)中的消去和选择转换法(ELECTREII)对修复技术组合进行优选排序,确定适合该地区的最优修复技术方案。结果表明,5种地下水修复备选技术中可渗透反应墙、抽出-处理、监测自然衰减技术较为理想,综合考虑该污染场地特征以及地下水治理要求,得出最佳修复方案为:对高污染浓度区域采用抽出-处理技术+可渗透反应墙技术联合修复;对于低污染区域采用监测自然衰减技术。该优化方法可为沙漠地区地下水污染修复技术的选取提供借鉴。     

京津冀地区地下水污染防控指标体系构建及优化

地下水是京津冀地区重要饮用水源和战略资源,但随着经济社会的快速发展,京津冀局部地区出现了地下水重金属和有机物污染现象,严重威胁当地居民饮水安全。结合京津冀地区地下水污染现状及其污染源特征,构建了以目标层、准则层和指标层为框架的京津冀地区地下水污染防控指标体系。该指标体系以京津冀地区地下水污染防控为目标层;以区域地下水环境状况、污染源及其周边地下水环境状况、地下水型水源情况、重点污染源状况以及地下水监测情况为准则层;以人类与环境之间的压力—状态—影响—响应关系为依据,采用PSIR模型构建指标层,共设计了32个指标,其中压力、状态、影响、响应层指标分别有12、9、2、9个。同时,采用层次分析法,对已构建的指标体系进行了优化,提出了京津冀地区地下水污染防控工作需要优先保障饮水安全和控制工业园区、加油站、垃圾填埋场等重点污染源。     

铁屑去除酸法地浸采铀地下水中硝酸盐的试验研究

在酸法地浸采铀过程中,硝酸及硝酸盐的广泛使用使硝酸盐在地下不断累积并扩散到地下水中,这给矿区地下水造成了一定程度的污染.本试验以铁屑为还原剂,对该地下水中NO3--N的去除进行了批试验和动态试验研究.试验结果表明,铁屑可有效去除地下水中的NO3--N,其去除率随pH值的降低而逐渐升高;溶液中共存的Ca2 、Mg2 对NO3--N的去除影响不大,而SO42-、HCO3-的存在可明显降低NO3--N去除率;铁屑最佳投加量为120 g/L,铁炭最佳体积比为1∶1;二级柱可以明显提高柱子的稳定运行时间,在55 h内NO3--N去除率可保持在93%以上,去除效果较好.     

重庆市地下水污染风险评价研究

地下水污染风险评价是地下水污染防治的重要基础工作,能够为制定和实施地下水污染防治管理政策提供依据。综合考虑地下水脆弱性、污染源危害性、水资源禀赋等因素,建立了基于地下水脆弱性、地下水污染源荷载、地下水功能价值的地下水污染风险评价体系,将其应用于重庆市地下水污染风险评价中。评价结果表明,重庆市地下水污染高、较高、中、较低、低风险区分别占研究区总面积的0.65%、12.70%、21.10%、22.30%、43.25%。同时,对重庆市地下水污染高风险区的风险防控提供对策建议。